中國儲能網(wǎng)訊:日前,美國加利福尼亞州蒙特雷市海軍研究生學院研制的長時滯空無人駕駛戰(zhàn)術飛行系統(tǒng):TALEUAS,將無人駕駛飛機和滑翔機相結合,使得小型無人駕駛滑翔機的滯空時間可以達到數(shù)周之久,這種飛機可以用于通信和地面觀察,甚至可以飛越數(shù)千公里追蹤海洋生物。
TALEUAS采用手擲的方式起飛,升空后需要一部電動螺旋槳助推飛行,但達到一定高度后,這架飛機就只需借助空氣熱氣流提供的動力。其在空中遇到上升熱氣流后,就開始盤旋飛行以利用這股上升氣流。自然界中,兀鷲與蒼鷹都采用這種飛行策略。
該項目的研發(fā)負責人凱文·瓊斯表示,在實驗過程中TALEUAS經(jīng)常與野生猛禽一同在上升熱氣流中盤旋。有時這些大鳥也想同無人機一道盤旋,但感到上升氣流太弱,難以支撐自己的身軀。而這架無人機的滑翔效率要超過這些鳥類,可以保持自由翱翔。
據(jù)了解,TALEUAS機載電子設備及儀表目前靠電池驅動,供電時限是對這款機型滯空時間的唯一限制。
瓊斯的研究團隊正計劃在機翼上覆蓋太陽能電池板,用鋰離子電池取代現(xiàn)有的鋰聚合物電池,這樣白天電池板將陽光轉化為電能,而鋰離子電池能儲存足夠的電能供飛機在夜晚使用。一旦改造完成,TALEUAS就可以長久地漂浮在空中,而不受時間限制。
然而,TALEUAS的動力性能首先取決于能否找到可以利用的熱氣流。英國曼勒研究公司希望無人機能主動搜尋所在地區(qū)有可能出現(xiàn)的上升氣流。該公司的研究團隊認為,除了主動尋找熱氣流之外,無人機還應該可以尋找出地形抬升和背風波現(xiàn)象——當風刮過山脊就會產(chǎn)生地形抬升;而大風直接刮向山嶺則產(chǎn)生背風波。
該公司研發(fā)了一套軟件系統(tǒng)綜合數(shù)種方法來尋找上升氣流,這套軟件通過分析地形地貌來做出判斷。平原地區(qū)可能產(chǎn)生熱氣流,而山脊則可能出現(xiàn)地形抬升。這套軟件還使用攝像機來尋找快速上升的熱氣流產(chǎn)生的積雨云。
目前,在無人駕駛滑翔機研發(fā)領域內(nèi)最具潛力的項目是“人造信天翁”。 該項目由馬薩諸塞州伍茲霍爾海洋研究所的菲利普·理查森發(fā)起。人造信天翁使用一種叫做動力滑翔的技術,就如同自然界的信天翁一樣,通過駕馭風的切變翱翔空中。風切變是指風速在不同高度上的突然變化。
即使在海面上數(shù)米高度狂風勁吹,海洋表面的空氣也非常平靜,因而信天翁可以像風箏在微風中升起一樣慢慢升高,然后向任意方向滑下。通過重復這種飛行方式,信天翁可以不用扇動翅膀也能飛行數(shù)千公里,并不用考慮風向。理查森希望他的人造信天翁能夠模仿這種飛行方式。如果獲得成功,就能打破目前重于空氣的人造物漂浮空中的所有紀錄。