不久前,我国自主研发的首款大型太阳能彩虹无人机圆满完成20000米高空临近空间飞行试验。此次试验成功,标志着我国已成为继美、英之后第三个掌握该技术的国家。同时也标志着我国的无人机技术已经达到世界先进水平。
无人机技术这几年可谓是发展异常迅速,民用无人机已经深入到科研、医疗、教育等百姓生活的方方面面,军用无人机更是广泛用于空中侦察、监视、通信、反潜、电子干扰等领域,特别是在临近空间,由于太阳能无人机具有超长航时,(依靠太阳光提供动力 ,原则上不限航时)飞行高度高、性价比高等传统飞机、航天器所不具备的优势而备受青睐。但是真正能够掌控这一技术的,目前只有中美英三国。也因此,能否掌控临近空间飞行技术成为了衡量无人机技术水平的一项重要指标。
那么什么是临近空间?征服这一领域又有怎样的军事意义呢?
临近空间(NearSpace)是美军对海拔20千米到100千米空间范围的一个通用性称谓,是一个学术概念,没有国际公认的确切定义。美军也有人称之为“横断区”。中国学术界说的“亚太空”“超高空”“高高空”,也是指这一区域。临近空间,其下面是的空域人们通常称为“天空”,是传统航空器的主要活动空间;其上面的空域就是平常说的“太空”,是航天器的运行空间。
大致可将临近空间分为平流层(18~50km)、中间大气层(50~80km)和部分电离层(80~100km)。这一区域高于传统航空器飞行高度,而低于航天器的轨道高度,长期以来是空、天发展的分界地带,具有承上启下的作用。 作为“陆海空天电”五维一体化战场的重要组成部分,临近空间是国家安全体系中的一个重要环节。临近空间飞行器加入陆、海、空、天信息网络系统后,将进一步实现军事信息获取和利用手段的多元化、一体化,明显提高国家安全体系的抗摧毁和抗干扰能力。而且在这样的空间区域,既可以避免目前绝大多数的地面攻击,又可以提高军事侦察和对地攻击的精度,对于情报收集、侦察监视、通信保障以及对空对地作战等,具有极大的发展潜力。
临近空间难以被征服,难在何处?
从临近空间超长航时太阳能无人机的研究现状来看,虽然目前已经取得了相当的技术成果,积累了一定的经验,但总的来说,技术成熟度不够高,离真正实用化还有较大的距离,一些重大关键技术问题有待进一步突破与验证。
一、基于昼夜能量平衡的飞机总体设计技术
二、低湍流大气环境低雷诺数空气动力设计与试验技术。
三、高效高可靠动力系统技术
四、高效率高能量密度高可靠能源系统技术
五、超大展弦比柔性体结构设计与气动弹性剪裁技术
六、超大展弦比柔性体飞
临近空间超长航时太阳能无人机作为一种新概念飞行器,性能优势显著,发展前景广阔。其工程化发展涉及气动、结构、材料、机电、控制、太阳能电池、储能电池等多个技术领域,关键技术大多是目前航空领域的空白点,工程化研制的技术难度很大。但现代科学技术发展突飞猛进,随着高强度轻质石墨烯结构新材料、新型太阳能电池、新型储能手段等应用于临近空间太阳能无人机,临近空间太阳能无人机必将迎来灿烂的明天。