兩萬米高空炫彩虹(厲害了，中國科技)
記者蔣建科
《人民日報》( 2017年06月14日12版)
由中國航天科技集團十一院研製的新型彩虹太陽能無人機，近日成功完成2萬米以上高空飛行試驗。
彩虹太陽能無人機的核心關鍵技術和設備全部實現國產化，此次試飛成功，標誌着我國成為繼美、英之後全球第三個掌握臨近空間太陽能無人機技術的國家。
具有高達20—30公里飛行高度以及長達數月的巡航能力
太陽能飛行器，顧名思義是一種以太陽光能作為能源的飛行器。據彩虹系列無人機總工程師石文介紹，隨着太陽能新能源領域的發展，太陽能飛行器已經成為世界航空工業重點研究的新興領域。
白天，太陽能飛機依靠太陽電池的光電轉換效應，為動力系統、航空電子設備及任務載荷提供能量，同時將多餘的能量儲存在蓄電池中。夜晚，它再通過蓄電池的電能持續飛行。如果太陽能飛機白天存儲的能量可以滿足夜晚飛行的需要，就能夠實現全年不間斷地持續飛行，若不考慮其部件的壽命，理論上可以永久飛行。
距離地面20—100公里的空域被稱為臨近空間，對於傳統燃料消耗型飛機而言，太過稀薄的空氣，讓發動機功率顯著下降，失去了用武之地，但這裏卻是全身佈滿太陽能電池板的無人機展現優勢的空間。現在世界上通用的高空長航時無人機，大多使用吸氣式發動機提供動力，一遇高空的稀薄空氣，發動機功率會大幅降低，油耗增高，因此，現有燃料消耗型飛機的飛行高度和續航能力很難進一步提高。而以太陽能為動力的飛機，完全可以彌補這些不足，飛得更高更遠。
彩虹太陽能無人機憑藉超高空、長航時、易維護三大特點，邁向世界先進水平。
彩虹太陽能無人機與傳統燃料消耗型飛機相比雖然載重能力相對較弱，但飛得高。太陽能無人機通常採用大展弦比機翼，展弦比達到20以上，甚至到30，具有很高的升阻比，使其可在20—30公里的臨近空間稀薄大氣中穩定飛行。第二個特點是功率提取限制因素較多，但飛得久。太陽能無人機無燃油消耗，可實現數月甚至更長時間的航時飛行。另外，太陽能無人機機載系統簡單，日常維護複雜度較低。長航時飛行，維護保障間隔週期長。從起降保障上看，對跑道長度要求不高，也無需傳統的加油等保障設備。從使用效益上看，由於其超長航時特點，與常規飛機相比，完成持久性任務無需頻繁更替輪換，出動飛機的頻率大大降低。
有準衞星特徵，提供中繼通信和資源普查、災害救援等服務
1917年英國人研製成功了世界上第一架無人機，自此拉開了全球無人機發展和創新的序幕。美國太陽能飛機研製起步較早，1980年便將太陽能飛機項目列入國家計劃，並相繼研製“探路者”“太陽神”等太陽能飛機。作為當今太陽能飛機發展的領先國家，2007年英國“微風”無人機在空中飛行時間達到54小時，飛行高度超過1.5萬米。
石文介紹，國內太陽能無人機研製起步較晚，上世紀80年代部分航空院校開始跟蹤國外太陽能飛行器設計技術發展。近10餘年，國內院校和研究機構開始比較深入地研究太陽能飛行器相關技術。
任何科研進步都不是一帆風順的。在2013—2014年間，彩虹太陽能無人機研製也曾遇到巨大挑戰：飛機在低空強紊流飛行時經常“上躥下跳、左搖右晃”。為了解決這個問題，研製團隊艱難攻關，在理論和工程層面，歷時一年多，解決了無人機在複雜氣象條件下精確控制的問題，不但讓飛機飛了起來，還飛得穩、飛得高。
太陽能飛機作為全世界競相研發的飛行器，各國之所以願意投入巨資和人才資源，除了其擁有廣闊的應用前景之外，還在於作為前沿科技產品，其技術和產業集成帶動能力相當強大。
根據發展規劃，彩虹太陽能無人機未來將具備“準衞星”的特徵，作為空中平台，提供持久的數據中繼和4G/5G通信，部分替代通信衞星功能，實現區域全覆蓋的不間斷態勢感知、中繼通信服務。比如，可以建設空中移動WiFi基站，為偏遠地區提供便捷廉價的移動通信和互聯網接入服務。石文説，彩虹太陽能無人機還可廣泛應用於軍民融合領域，包括重大自然災害預警、常態化海域監管、應急搶險救災、反恐維穩等公益事業領域。
“依託彩虹太陽能無人機等項目的帶動，並配套研發高強度輕質石墨烯新材料、新型太陽能電池、新型儲能手段等技術和產品，有助於進一步推動中國航空產業的發展。”石文説，未來我國太陽能無人機還將向超高空、超長航時、大型化、實用化方向發展，前景值得期待。