據(jù)美國《航空周刊》網(wǎng)站2018年7月7日刊文，英國，一個(gè)以雨天和多云夏季而聞名的國家以其在太陽能“高空偽衛(wèi)星(即高空長(zhǎng)航空無人機(jī))”(HAPS)方面的領(lǐng)先而聞名于世，這看起來似乎有些奇怪。
這些無人機(jī)中的大多數(shù)目前還在研發(fā)中，將來有望改變軍事情報(bào)、監(jiān)視和偵察任務(wù)的模式；還可以通過在同溫層高度的長(zhǎng)時(shí)間飛行為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供無線連接服務(wù)。
英國的HAPS開發(fā)始于西風(fēng)無人機(jī)，該機(jī)2010年首飛，最初是由奈奎蒂克公司研發(fā)，空客在2013年晚些時(shí)候收購了該公司，項(xiàng)目隨即轉(zhuǎn)入空客名下。原西風(fēng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的成員后來去了位于英格蘭布里奇沃特的艾森塔咨詢公司。2014年，臉書收購艾森塔公司，開始研發(fā)為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供寬帶連接的“天鷹座”高空無人機(jī)。
如今，英國的兩家公司(BAE系統(tǒng)公司和棱鏡公司)正合作開發(fā)PHASA-35(持久高空太陽能無人機(jī))，該機(jī)是西風(fēng)無人機(jī)的有力競(jìng)爭(zhēng)者。該機(jī)重150千克，翼展35米，有效載荷15千克，預(yù)計(jì)2019年第三季度首飛。PHASA-35的機(jī)翼和尾翼表面被太陽能單元覆蓋，太陽能單元為電機(jī)和機(jī)載系統(tǒng)提供電力，同樣也為夜間工作的電池充電。
棱鏡公司總經(jīng)理保羅·布魯克斯表示：“假設(shè)你把同溫層無人機(jī)看做一個(gè)距離地球近30倍的衛(wèi)星，你可以利用它搭載小載荷做很多卓越的事情。”布魯克斯曾經(jīng)是西風(fēng)無人機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的一員，也曾參與英國國防部TopSat對(duì)地觀測(cè)小衛(wèi)星項(xiàng)目。他表示，英國成為HAPS的滋生地的部分原因是因?yàn)殚L(zhǎng)期開發(fā)小衛(wèi)星獲得的經(jīng)驗(yàn)，但同樣也有老派的英國防御策略的影響，即從非常有限的預(yù)算中獲得最大的收益。
棱鏡公司的策略是使用已經(jīng)驗(yàn)證的電池技術(shù)，比如鋰離子電池，而不采用那些處于實(shí)驗(yàn)階段的電池技術(shù)。布魯克斯表示，相比于鋰離子電池，更新的電池技術(shù)循環(huán)壽命較少。鋰離子電池的一致性和可靠性意味著任何采用該技術(shù)的無人機(jī)可以省去許多復(fù)雜的控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
棱鏡公司表示，利用現(xiàn)有的電池技術(shù)可以簡(jiǎn)化PHASA-35的設(shè)計(jì)，使得它留空時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1年之久
布魯克斯表示，當(dāng)你設(shè)計(jì)一個(gè)電源系統(tǒng)時(shí)，采用貨架電池是相當(dāng)可靠的，它的壽命很長(zhǎng)，一致性很好。“PHASA-35能夠飛行長(zhǎng)達(dá)1年之久很大程度上源自較長(zhǎng)的電池壽命。”1年的續(xù)航時(shí)間意味著PHASA-35不必非在運(yùn)營(yíng)地區(qū)附近起飛，可以在氣象條件相對(duì)好的地區(qū)起飛，然后擺渡到運(yùn)營(yíng)空域。布魯克斯表示：“PHASA-35可能需要花費(fèi)三天或者一周時(shí)間才能到運(yùn)營(yíng)空域，但這對(duì)于一個(gè)要飛行1年之久的無人機(jī)來說沒有關(guān)系。”
棱鏡公司的工程師正在范堡羅制造2架PHASA-35原型機(jī)，后期的批產(chǎn)將由BAE系統(tǒng)公司承擔(dān)。BAE系統(tǒng)公司PHASA-35項(xiàng)目交付主管馬丁·托平表示：“市場(chǎng)對(duì)這種產(chǎn)品的需求是驚人的。在原型機(jī)和量產(chǎn)型之間耽擱時(shí)間沒有意義，我們將盡可能的快速、高效推進(jìn)該項(xiàng)目。”然而，兩家公司都不愿透露PHASA-35是否已經(jīng)收到訂單。
目前，關(guān)于PHASA-35的試驗(yàn)地點(diǎn)還沒有確定，最有可能的是澳大利亞或者北美的某個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)(空客最近宣布了西風(fēng)S將在澳大利亞西北部開展飛行試驗(yàn))。盡管如此，棱鏡公司已經(jīng)做了試飛前的部分風(fēng)險(xiǎn)降低工作。此前，棱鏡公司試飛了可復(fù)現(xiàn)PHASA-35性能的1:4縮比PHASE-8(翼展8.7米)無人機(jī)。
布魯克斯表示，PHASA-35的目標(biāo)用戶是政府和軍方，但最終也會(huì)在政府監(jiān)管的推動(dòng)下出現(xiàn)大量的商業(yè)用戶，開展持久監(jiān)視和通信中繼業(yè)務(wù)。“雖然15千克有效載荷聽起來好像不大，限制了攜帶相機(jī)的尺寸，但仔細(xì)想想，運(yùn)行在18-27千米高空的無人機(jī)相比600千米軌道的衛(wèi)星距離目標(biāo)近了30倍，這使得相機(jī)的孔徑和信號(hào)噪聲要求可降低900倍。所以，如果你在低軌運(yùn)行了一個(gè)1噸重的監(jiān)視衛(wèi)星，那么你可以利用PHASA搭載一個(gè)1千克的載荷實(shí)現(xiàn)同樣的功能。”
“小衛(wèi)星”的想法也拓展了PHASA的設(shè)計(jì)思路。布魯克斯認(rèn)為，無需將多種載荷“壓縮”裝進(jìn)一個(gè)PHASA中，這會(huì)導(dǎo)致成本和復(fù)雜性增加，他建議采用PHASA組網(wǎng)的方式完成不同的任務(wù)，這種方式天然具有內(nèi)在的靈活性和運(yùn)行冗余度。
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