碳纤维复合材料密集型太阳能无人机创造飞行时间新纪录

近日，由空中客车公司与美国陆军合作开发的碳纤维复合材料密集型Zephyr 无人机创造了 42 天无人飞行持续时间的新纪录，这是在去年9月无人机在平流层飞行时间达到36天基础上实现的再次突破。

Zephyr无人机于今年 6 月 15 日从美国陆军的尤马试验场起飞，此后一直在尤马试验场和科法国家野生动物保护区上空飞行。在目前的破纪录飞行结束后，Zephyr将在未来几周内携带美国陆军开发的有效载荷在太平洋上空进行测试。

艺术家描绘的无人空中客车 Zephyr 在高空飞行

Zephyr 无人机又被称为高空平台站（high altitude platform system，HAPS），由太阳能供电，并设计用于长时间飞行任务。最近的飞行显示出了太阳能无人机的储能能力和太阳能电池板效率，这将使陆军能够使用无人机执行这些长时间的任务，一次可以持续数月。

Zephyr无人机机身很窄，翼展却高达82英尺（25米），由于采用了碳纤维复合材料机身，飞机重量仅为165磅（75kg）。轻巧的结构使Zephyr 无人机能够在70000英尺（21,340 米）的高空携带高达50磅（22.5kg）的有效载荷，包括光学、红外、激光雷达和高光谱传感器、雷达和合成孔径雷达 (SAR)，甚至预警系统。

Zephyr 无人机还用于观察12×18英里（20×30 公里）的地面区域，这将使陆军能够利用它进行安全监视。这些能力，加上 Zephyr 独特的耐力使其非常适合海上安全或边境监视等行动，它可以连续监视给定位置长达数周。

无人驾驶的空中客车 Zephyr 正在飞行

此外，Zephyr无人机也可以用作通信中继平台。其连接服务将为地面和基于卫星的连接解决方案提供可行的替代方案，从而首次在广阔的地域和经济的情况下实现低延迟和直接到设备的连接。

“作为陆军多元化多层架构的一部分，超长续航无人平台有潜力提供重要的军事能力，”美国陆军保障定位、导航和时间/空间跨功能团队（CFT）负责人Michael Monteleone表示：“近年来，我们在高空平台上取得了令人难以置信的进步。这项实验使我们能够通过展示多种有效载荷类型、充分探索平流层作战的军事效用以及实现深度传感、远程目标定位和弹性通信领域的现代化，从而在这些知识的基础上再接再厉。”

关于临空无人机

临近空间是指高于普通航空器飞行高度，而低于轨道飞行器运行空间的区域，一般指距地面20-100km的空域。在临近空间，太阳辐射接近外太空，受气象条件影响小，在此空域飞行，太阳能飞行器能最大限度利用太阳能，具备超长航时的特点，实现长达数月至数年的持续飞行。

临近空间太阳能无人机（简写：临空无人机）是指在临近空间区域利用太阳光辐射能作为动力在高空连续飞行数周以上的无人驾驶飞行器，它利用光电池将太阳能转化为电能，通过电动机驱动螺旋桨旋转产生飞行动力。如果不考虑部件寿命，这种飞行器理论上可以实现“永久飞行”，具备“准卫星”特征，也被称为“大气层卫星”，可代替低轨道卫星的部分功能。

由于部署灵活、经济性好等优势，长航时临近空间太阳能无人机成为执行情报、侦察、监视和通信中继等任务的理想空中平台。可广泛应用于军民融合领域，包括重大自然灾害预警、常态化海域监管、应急抢险救灾、反恐维稳等公益事业领域，以及偏远地区互联网无线接入、移动通信、数字电视信号广播等商业及产业类领域。

基于轻质化、高刚度等特性需求，临近空间无人机系统中必须采用具有高刚度、高强度特性的高模高强碳纤维复合材料；2021年9月，由宁波材料所碳纤维团队承担的“高模高强碳纤维（CNI QM55级）国产化关键技术研发及在临近空间无人机中央翼主梁中的应用”项目通过成果鉴定，针对临近空间无人机用高模高强碳纤维国产化迫切需求，成功完成了国产高模高强碳纤维稳定制备、复合材料性能优化提升、大型结构件成型加工及飞行验证，从而为国内临近空间无人机发展提供了国产化材料解决方案。

空客公司临空无人机研发历史

2003年，Zephyr临近空间太阳能无人机概念提出。

2005年，翼展达12米的两架原型Zephyrs飞行至最高海拔27,000英尺，飞行时间为4.5小时和6小时。

2010年Zephyr原型无人机翼展提高到18米，于2010年7月9日开始进行飞行试验，并在21,561米的高空停留14晚（336小时22分钟）。

2018年7月，Zephyr S HAPS无人机翼展达到25米，而飞行时间更是增加到25天。

2021年9月，Zephyr S HAPS无人机完成长航时飞行，在平流层飞行时间超过36天。

2022年7月，Zephyr S HAPS无人机长航时飞行时间达到42天。

综上可知，从无人机概念提出到目前能够实现42天长航时飞行，空客公司整整经过了20年时间。

本站声明:网站内容来源于网络,如有侵权,请联系我们,我们将及时处理。

关于碳纤维复合材料密集型太阳能无人机创造飞行时间新纪录，小编为大家就分享这些。更多欢迎联系我们合运电气有限公司。