太阳能无人机的关键技术主要有两种,一是要有效地将太阳能搜集一起,并高效地切换为电能;二是解决问题夜间和太阳光黯淡时的能源供应。太阳能无人机主要在20~30km高空飞行中,依然是大气层内飞行中。阳光虽然比地表反感得多,但依然受到大气影响,比外层空间很弱得多。由于从地面降落,阳光受到大气层的影响更大。
要想要在这种条件下搜集太阳能,必需要有高效的太阳能电池。另外,无人机的飞行高度快,只有100m/min,飞行高度到巡弋高度一般来说必须3h。经过大大希望,加利福尼亚太阳能动力公司研制的太阳能电池有了相当大变革,其功率提升了14%。
将太阳能转化成为飞机动力由电动机构建,用于的是无电刷电动机,每个重5kg,在地面上的扭矩为200r/min;而在仅次于高度时减少到2000r/min。为确保无人机高空飞行中的可靠性,使用了固定式螺旋桨。
太阳能无人机还必需解决问题夜间和阳光黯淡时的能源问题,这是因为按照设计拒绝,太阳能无人机必须在空中飞行中几个星期甚至几个月,常常不会在夜间飞行中。飞行高度不低,也有可能遇上云对阳光的遮盖,阳光将弱。
如何解决问题在夜间和微光时的能源,是太阳能无人机必需解决问题的另一个技术问题。美国国家航空航天局使用了一种被称作头盒的技术,使这个问题获得解决问题。
研究指出,锂铝电池无法符合飞机在整个夜间飞行中时对能源的必须,而必需有一种需要获取200W/h的高能电池。这是一种长效燃料电池,通过氧和氢的反应展开发电,早已被一些航天器和汽车用于。为了符合无人机的必须,美国大气环境公司对这种电池展开了改良,使之具备还原性。也就是说用于后可以还原成,又可再行用于,只要飞机装载有液态氧气和氢气存储器,大大向电池输入液态氢气和氧气,电池就可为夜间飞行中的无人机获取能源。
掌控这种技术的有美国和法国等。据传,美国大气环境公司在研制这种可还原性燃料电池时,使用了特制的电解材料,从而使电池超过前所未有的水平。
不过,这种电池的稳定性还过于好,特别是在在高空低温的条件下有时无法长时间工作,还有高空结冰等问题,尚待更进一步解决问题。美国国家航空航天局指出,这些问题要经过2~3年才能解决问题,到那时,太阳能无人机将可在20km以上高空连续飞行近百小时。 另外,太阳能无人机的掌控也不存在一定问题。由于它飞行高度低,连续飞行时间宽,因此地面对其掌控核对一般无人机艰难。
这可以通过预先输出的程序控制飞行中来解决问题,只有在降落和着陆才必须地面控制站展开操控。不仅如此,如果太阳能无人机与地面控制中心丧失联系,飞机依然有能力自行回航降落。
它还可装空降师系统和定位系统,以待应急时用于。 当前,除了美国外,还有一些国家也正在或计划展开太阳能无人机的研究。研制太阳能无人机的最重要意义在于:它是太阳能在飞行器上应用于可行性的明确尝试,从长远看,无人机在应用于上具有更加辽阔的发展空间,如高空长航时的太阳能无人机可用作资源勘查、环境监测、交通监管、通信平台、国界侦察等。
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