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去年7月26日，著名冒險世家皮卡德家族本代“當(dāng)家”貝特朗·皮卡爾，駕駛大型太陽能飛機“陽光動力2號”完成了環(huán)球飛行的壯舉，想來許多人到現(xiàn)在還記得。
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貝特朗此舉，無疑對正當(dāng)紅的新能源、無人機話題起到了推波助瀾的效果。許多人由此發(fā)問——我們的太陽人無人機在哪兒？
回答是：已經(jīng)完成了第一階段的試飛任務(wù)，正準(zhǔn)備進行進階測試！
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前天（2017年2月8日）多家媒體放出消息，早于2015年就開始進行飛行測試的國產(chǎn)大型太陽能飛行器“彩虹”，正式宣布完成了第一階段的所有項目。并就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的問題做出了相應(yīng)改進。在此之后，項目將轉(zhuǎn)向第二階段拓展任務(wù)——測試其在臨近空間內(nèi)飛行的各項數(shù)據(jù)，驗證在該高度下攜帶不同重量和類型載荷時的飛行能力。
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飛行在云層上的“陽光動力2號”。這是目前唯一的載人太陽能動力飛機
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問題：“太陽能飛機”是什么？
回答：顧名思義，就是以太陽射出的電磁輻射為動力源的飛行器
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簡而言之就是是飛機依靠安裝在其上的太陽能電池板轉(zhuǎn)化光能，驅(qū)動機載電動機飛行。
其優(yōu)點在于只要有足夠強度的光照，機載光伏電池就能源源不斷地產(chǎn)生電能。支持發(fā)動機不斷工作維持飛行狀態(tài)。
根據(jù)新華社2月8日報道，“彩虹”太陽能無人機翼展超過40米，表面布滿太陽能電池板。由于該型無人機搭載儲能系統(tǒng)，可在設(shè)備的理論工作壽命內(nèi)實現(xiàn)幾乎永不落地的持續(xù)飛行。
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迎著晨曦準(zhǔn)備起飛的“彩虹”無人機
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問題：太陽能飛機是何時出現(xiàn)的，其意義何在？
回答：NASA在上世紀(jì)末開始的相關(guān)項目是一切的源頭
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負責(zé)“彩虹”項目的空氣動力技術(shù)研究院無人機總工程師石文介紹，“彩虹”是繼美國NASA研制的“開創(chuàng)者”無人機（包括Pathfinder、Pathfinder-Plus、Centurion和Helios等四類）系列后，目前世界上進入工程化運用階段的最大型太陽能無人機。其尺寸、性能指標(biāo)和技術(shù)水準(zhǔn)等，均已躋身國際前三行列。
由于自身架構(gòu)和現(xiàn)有儲能電池、光伏設(shè)備性能的極限，采用太陽能動力的無人機必須采用大展弦比機翼輕量化設(shè)計，以便盡可能減小翼載荷。這也使其可以僅憑很小的動力，慢慢爬升至20000-30000米的“臨近空間”。在該空域內(nèi)，大氣層較海平面稀薄的多，因此不存在對流層內(nèi)復(fù)雜的氣象條件?？杀Ｕ巷w行器長期穩(wěn)定巡航。
此外，由于遙遠處于云層之上，臨近空間長期“晴空萬里”，這也有利于機載光伏電池盡可能在白晝期間汲取能量。
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在臨近空間高度，藍色的天幕已經(jīng)褪去，天空會呈現(xiàn)紫色。此外，大地的弧線也可以用肉眼辨別
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石文總工程師表示，由于太陽能無人機的特殊性，導(dǎo)致其氣動布局和翼型大異于常規(guī)飛行器，無法套用成熟的常規(guī)飛機模板。所以設(shè)計中遇到的一切問題，都需要自行摸索。通過反復(fù)嘗試進行不斷優(yōu)化。此外，此類飛行器對重量和翼展的嚴(yán)苛要求，對各類高強度復(fù)合材料與高轉(zhuǎn)換率的先進光伏電池均有特殊要求。
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本世紀(jì)初，NASA開發(fā)的大型臨近高空無人機。但該項目后來因故沒有繼續(xù)發(fā)展下去
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憑借超高空、長航時、易保障這三大“法寶”，太陽能無人機未來有望承擔(dān)起長時間空中預(yù)警、大面積空中偵察以及災(zāi)害監(jiān)測、氣象觀測、通信中繼等任務(wù)。其最大飛行高度以及新一代太陽能無人機可突破夜間飛行限制等特性，使其初步具備了替代部分近地軌道航天器執(zhí)行任務(wù)的能力。由于其執(zhí)行任務(wù)只需要從機場起飛即可，不需要發(fā)射入軌，并能在必要時降落維護與升級的特性。顧其使用成本更低和任務(wù)彈性遠勝過地球人造衛(wèi)星。
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問題：太陽能超高空無人機的主要難點是什么？
回答：在光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的有限能量，與超高空飛行所需要動力之間找平衡是最困難的。其中牽涉到一系列的問題。
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目前，受蓄電池組、電動機和光伏電池組件等構(gòu)成的這堆“死重”拖累，太陽能無人機雖大，但載荷能力卻非常有限。以迄今最大尺寸的，翼展達到60米級的超大型太陽能無人機Helios為例，其所能提供的有效載荷能力也僅50千克。貝特朗·皮卡爾駕駛的“陽光動力2號”，由于需要載人飛行，雖具有100千克以上的載荷能力，但也導(dǎo)致了其無法實現(xiàn)真正的長時間不著陸飛行?！安屎纭币碚?0余米，其最大載荷數(shù)據(jù)應(yīng)在20-30千克之間。
提高臨近空間用途太陽能無人機性能的手段無非有二：或者是進一步降低整機質(zhì)量；或者是繼續(xù)提高現(xiàn)有的電動引擎、儲能設(shè)備和光伏電池的效率，減重增效。
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問題：作為國內(nèi)領(lǐng)先的光伏電池提供商，中民來對國產(chǎn)太陽能飛機有何建議？
回答：建議采用中民來先進的N型雙面單晶電池板產(chǎn)品來進行改進
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在此，中民來電力認為，“彩虹”完全可以采用N型雙面單晶高效電池板，來替換機翼上敷設(shè)的單面光伏電池板。中民來目前已實現(xiàn)量產(chǎn)的N型雙面單晶電池有別于傳統(tǒng)光伏電池，可雙面發(fā)電，理論上可省區(qū)一半機載電池板。所以，“彩虹”完全可以通過更換機翼光伏電池板的簡單改進，來大幅度提高無人機的載荷能力。根據(jù)中民來方面專家估算，此舉如果可行，則有望讓“彩虹”的載荷能力翻倍！
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中民來目前的“拳頭產(chǎn)品”，N型單晶雙面板，正面背面均可發(fā)電
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太陽能動力飛機，是一項頗具潛力的大工程。其改進和升級，需要全盤考慮。上述只是中民來作為行業(yè)內(nèi)有一定資歷企業(yè)的一點小小的建議。對此，關(guān)注中國光伏產(chǎn)業(yè)的您怎么看呢？
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