設(shè)法延長無人機(jī)留空時間

　　設(shè)法延長無人機(jī)留空時間

　　■郭杰峰 李澤平　　

南非“禿鷲”無人機(jī)。資料圖片

南非“禿鷲”無人機(jī)。資料圖片

　　在世界范圍內(nèi)，當(dāng)前留空時間最長的無人機(jī)是歐洲空客公司研制的Zephyr-8無人機(jī)。借助太陽能電池板，該無人機(jī)獲得了源源不斷的飛行動力，創(chuàng)下不間斷飛行64天的紀(jì)錄。

　　如何讓無人機(jī)飛得更高更遠(yuǎn)、留空時間更長，是各國無人機(jī)研制者始終在關(guān)注和不斷尋求突破的課題。這是因?yàn)?，很多時候，無人機(jī)續(xù)航能力如何，直接影響到其“武力值”。

　　那么，如何讓無人機(jī)做到長時間飛行?簡而言之，方法有四：一是從動力來源入手，尋求更高效的能源;二是使用新型輕量化材料，減輕無人機(jī)重量;三是優(yōu)化無人機(jī)結(jié)構(gòu)，向氣動外形和能耗等方面挖潛;四是向外部借力，實(shí)現(xiàn)留空無人機(jī)能量的及時補(bǔ)給。

　　蓄電池是當(dāng)前不少無人機(jī)使用的動力來源。在這方面，一些國家努力提高電池容量和能量密度，借此延長無人機(jī)飛行時間。液氫燃料也是選項(xiàng)之一，它屬于高能量密度燃料，目前已有無人機(jī)在使用，如美國的“全球觀察者”和“鬼怪眼”無人機(jī)等。太陽能取之不竭、用之不盡，如今也正在成為一些國家延長無人機(jī)留空時間的熱門能源。

　　使用輕量化材料是幫助無人機(jī)減重的途徑之一。在其他條件相同的情況下，無人機(jī)重量減輕，就可降低能耗，延長續(xù)航時間。目前，各國常用的輕量化材料主要包括碳纖維復(fù)合材料、超輕鋁合金、鎂合金、工程塑料等。其中碳纖維復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、高剛度、耐腐蝕等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各型無人機(jī)上。比如，以色列的“先鋒”、美國的“鷹眼”、英國的“不死鳥”、南非的“禿鷲”無人機(jī)等，均使用了復(fù)合材料。

　　良好的氣動布局有助于無人機(jī)實(shí)現(xiàn)高效飛行，從而降低能耗、延長續(xù)航時間。因此，有針對性地改進(jìn)和完善氣動設(shè)計(jì)是無人機(jī)增加留空時間的一個途徑。當(dāng)然，優(yōu)化無人機(jī)結(jié)構(gòu)還包括對發(fā)動機(jī)等進(jìn)行升級，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效。

　　隨著科技的發(fā)展，向外部借力實(shí)現(xiàn)留空無人機(jī)飛行能量的及時補(bǔ)給已成為可能。如俄羅斯研發(fā)的一種無人機(jī)系統(tǒng)，具備在飛行中充電的功能。這種可充電式無人機(jī)電能快要耗盡時，會向地面控制站發(fā)送充電請求信號。接到信號后，供電無人機(jī)起飛抵近可充電式無人機(jī)，借助所形成的電磁場實(shí)現(xiàn)對后者的非接觸充電。

　　目前，一些國家還在探索用激光波束為無人機(jī)充電的方式。無人機(jī)上裝有高效的光伏電池，一旦電量即將耗盡，地面就可用精心“調(diào)制”的激光波束照射電波板，達(dá)到無人機(jī)邊留空邊充電的目的。此類技術(shù)已經(jīng)得到驗(yàn)證，但目前該技術(shù)只能做到在較短距離為無人機(jī)充電。

　　總的來看，延長無人機(jī)留空時間的途徑很多，但當(dāng)前真正能大幅增加無人機(jī)留空時間且能用于實(shí)戰(zhàn)的方法不多。不過，隨著科技的發(fā)展和現(xiàn)實(shí)需求的增加，這些方法正在加快走向?qū)嵱?，并且不斷有新的方法涌現(xiàn)，也許在不遠(yuǎn)的將來，就能為無人機(jī)發(fā)展提供持久的能量支撐。