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但是，要研發(fā)一架這樣的太陽能無人機，并非易事，需要面對諸多技術(shù)難點：

太陽能電池技術(shù)和儲能系統(tǒng)

太陽能電池的發(fā)展水平是決定太陽能無人機性能的根本。目前在太陽能電池的研究方面進步較快, 各種材質(zhì)的高效電池不斷涌現(xiàn), 但航空領(lǐng)域?qū)μ栯姵氐囊蟛⒉粌H僅是較高的轉(zhuǎn)化效率, 它還要求電池具有良好的物理特性, 如耐高/低溫變化、耐輻射、耐腐蝕、高可靠性等。

據(jù)宇辰網(wǎng)記者了解，研究太陽能電池技術(shù)需要的成本是非常巨大的。資料顯示，美國AC公司在研制Solong無人機的4年中,在把太陽電池與機體平臺相結(jié)合的工作上花費近一年時間, 其總研制費用的一半用于太陽能電池相關(guān)部分。而探路者無人機研制經(jīng)費的3/4用于太陽電池相關(guān)部分。另據(jù)國外某航模網(wǎng)站介紹, 在把A-300電池鋪設(shè)于無人機翼面上的過程中, 電池的損失率高達50%。 儲能系統(tǒng)是太陽能無人機的重要組成部分，一般太陽能無人機概念設(shè)計階段都會提出儲能器應(yīng)選擇高能量密度、高效率的燃料電池。石文亦表示，當(dāng)前高效高能量密度太陽能及儲能能源系統(tǒng)是決定太陽能無人機性能水平的關(guān)鍵領(lǐng)域，需要密切關(guān)注大量新興技術(shù)，包括超高效柔性薄膜太陽電池及輕質(zhì)組陣技術(shù)、先進光電轉(zhuǎn)換技術(shù)、高比能量儲能電池技術(shù)等。

由于太陽能電池轉(zhuǎn)化效率和儲能電池能重比不足，推進能力有限，目前太陽能無人機高空飛行速度一般在150km/h~200 km/h。

此外，一套功能強大的高效能量管理系統(tǒng)對于太陽能無人機來說也意義重大。通俗點說，能量管理系統(tǒng)的主要作用就是通過實時監(jiān)測太陽能無人機各個功能組件對能源的需求量，加以合理的能量資源調(diào)配，實現(xiàn)讓太陽能電池中吸收和儲備的能量達到最佳利用，避免不合理的浪費，最終達到無人機航程與航時的最大化。

氣動布局設(shè)計

太陽能無人機一般是在空氣稀薄的高空飛行，飛行動壓和雷諾數(shù)都比較小，此時飛機翼型的氣動特性直接影響著整個飛機的氣動特性，由于太陽能電池能量轉(zhuǎn)化效率低，就需要較大的機翼面積和較低的翼載。如赫赫有名的Facebook的Aquila那樣的巨大的翼展，是為了解決高升力帶來的高誘導(dǎo)阻力的問題。 談及氣動布局的難題，石文表示，目前太陽能無人機的氣動布局和翼型，無法套用成熟的常規(guī)飛機模板，關(guān)鍵在于解決氣動布局優(yōu)化設(shè)計問題，以提高飛機的升阻比。因為沒有模板，太陽能無人機就需要有專門的設(shè)計師來設(shè)計翼型。

據(jù)悉，太陽能無人機的氣動布局形勢主要有常規(guī)布局和飛翼布局兩種，常規(guī)布局雖然設(shè)計方法成熟，技術(shù)風(fēng)險低，但僅適用于初期設(shè)計;大翼展的飛翼布局有其優(yōu)勢，卻存在穩(wěn)定性和控制性問題，太陽能無人機的氣動布局設(shè)計，需要對設(shè)計多學(xué)科的先進設(shè)計方法進行綜合研究。

機翼結(jié)構(gòu)設(shè)計

如今國內(nèi)外的太陽能無人機普遍使用輕質(zhì)、高強度和剛度的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，設(shè)計翼型的同時要滿足大展弦比、低結(jié)構(gòu)重量、全輕質(zhì)結(jié)構(gòu)和超高強度等多方面要求，是一項非常艱難的挑戰(zhàn)。這主要是因為隨著機翼結(jié)構(gòu)的增大，設(shè)計變量也在增多。而且翼展越大，面臨的穩(wěn)定性和控制性等問題越多，在飛行過程中，大展弦比的機翼由于存在較大的柔性變形，對氣動載荷的分布和全機性能造成很大影響，且這種柔性變形也會對翼面上鋪設(shè)的電池造成損傷。 雖然美國國家運輸安全委員會對Aquila的 墜毀并未有更多具體的細節(jié)公布，但僅從“結(jié)構(gòu)損壞”一詞來看，估計和它138英尺的機翼脫不了干系。

由于太陽能無人機的機翼結(jié)構(gòu)普遍很大，機翼的結(jié)構(gòu)重量、復(fù)合材料的選擇，機翼結(jié)構(gòu)的布局優(yōu)化等都需要綜合考慮?？梢?，成功研發(fā)一架能夠?qū)崿F(xiàn)商用功能的太陽能無人機，不知道得薅完多少位工程師的頭發(fā)啊。

原標(biāo)題：太陽能無人機到底是什么鬼