．像鳥一樣飛行的自主化太陽能無人機

UNSW NRL UAV Experiment

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來源：現代軍事

太陽能是目前世界上存在最為廣泛、儲量最為巨大，且持續的可再生清潔能源，但也存在分散性、不穩定性和能量轉化效率較低、相關技術成本較高等缺點，限制了其在工業及軍事領域的大規模應用。

據美國海軍官網5月17日報導，其海軍研究實驗室(NRL)下屬的「太陽能光伏與自主化飛行」項目，正與海軍陸戰隊遠征能源辦公室(E2O)一起，致力於為無人平台，提供性能更好、造價更低的太陽能轉化、儲存及供應技術，使其具備執行全時段ISR任務的能力。

NRL運載工具研發分部，和光伏發電分部的科研人員，正在無人機(UAV)技術快速發展的基礎上，驗證並完善其自主化飛行概念。

他們的研究主要關注，如何利用太陽能光伏發電技術，大幅延長無人機的續航時間，從而減少前線無人機使用單位，所需攜帶的電池或燃料數量，提升無人機的作戰半徑。

航空工程專家丹·愛德華茲博士表示，NRL已經對SBXC無人滑翔機進行了改裝，將太陽能光伏技術和自主飛行技術，進行組合，並實施了2次超過10小時的驗證飛行。

他指出，NRL的研究成果包含「自主飛行算法和太陽能光伏技術，如何高效捕獲環境中的能源，具有極高的應用價值」。

用於驗證的SBXC無人滑翔機，在兩翼中段安裝了NRL訂製的太陽能光伏陣列，替換了原先的機翼組件，該陣列由電源管理和分配系統，將來自太陽能電池陣的功率，轉換為直流電，用於驅動推進電機和為智慧電池充電。

此外，無人機的自主軟體算法，可監測環繞飛機的局部垂直氣流，控制圍繞附近的上升氣流盤旋——類似鳥類一樣。為了單獨評估太陽能光伏陣列的性能，研究人員在2次驗證飛行中，都關閉了自主軟體算法，但允許無人機進行所謂的「被動飛行」，即在預定飛行路徑上，隨上升氣流爬升時關閉發動機。

2016年10月14日，NRL的技術人員，將SunPower公司生產的太陽能光伏陣列，安裝在一架無人機上，使其實現了10小時50分鐘的續航，該機電池電量在起飛前為95%，著陸後仍有10%之多。

當天的熱氣流活動強度較好，40%的飛行時間，無人機都處於電機關閉狀態，太陽能光伏陣在此期間，為飛機電池充電。

2017年4月19日，無人機搭載Alta設備公司，生產的太陽能光伏陣列再度升空，共進行了11小時2分鐘的持續飛行。更令人驚訝的是，該機起飛前電量為90%，著陸時仍保留著26%的電量。而且當天熱氣流活動較弱，電機在整個飛行過程中，幾乎始終處於運行狀態，飛機在正午前後，僅依靠太陽能光伏陣列供電，就能達到巡航速度。

愛德華茲稱，兩次驗證飛行充分表明，「借助上升的熱氣流，和一定的太陽輻射，能夠顯著提升無人機的續航時間，後續測試將重點，嘗試提高太陽能電池效率，並對太陽能充電能力和自主飛行能力進行結合、優化和權衡」。