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野心膨胀到平流层:空客波音都在开发平流层无人机

36氪的朋友们 · 2019-08-27
空中客车、波音和日本科技巨头软银集团旗下子公司均正在开发平流层无人机,这种无人机可以在高空自动飞行数月时间,拍摄地面照片或提供互联网服务。

编者按:本文来自“腾讯科技”,审校:皎晗,36氪经授权转载。

据国外媒体报道,空中客车、波音以及软银子公司等正在开发飞行高度在18000米以上的平流层无人机,期望通过运营成本更低、更便于操作、投放部署速度更快的高空太阳能无人机取代传统卫星。

距地18000米以上的平流层是一个专属的空域,长期以来在此漫游都是高空侦察机,完全不受天气和其他商业客机的影响。

如今,这里成了航空和科技巨头之间竞争的前沿阵地。这些科技巨头认为,与传统卫星相比,高空飞行太阳能无人机的运营成本更低、更便于操作,投放部署的速度也更快。

空中客车、波音和日本科技巨头软银集团旗下子公司均正在开发平流层无人机,这种无人机可以在高空自动飞行数月时间,拍摄地面照片或提供互联网服务。这些公司都认为这项技术能够创造出广阔的市场并带来丰厚利润。

万事开头难,在平流层放飞无人机并非易事。今年3月份,空中客车公司旗下的Zephyr S无人机在穿越对流层时遭遇恶劣天气的影响,飞行被迫中断。据悉,空中客车公司使用澳大利亚北部的一个机场作为其平流层无人机起飞降落地。澳大利亚航空监管机构发言人表示,这架类似滑翔机的无人机已经被彻底损毁。空中客车公司计划在今年晚些时候再进行一次试飞。

其中最大的挑战是设计一种重量较轻,但机翼相对较长的无人机,以便在稀薄的平流层缓慢飞行时产生足够的升力。监管机构还必须确信,在可能有数百架同类无人机飞上天空之前,这种无人机是安全的。一些研究人员预计,新一代价格低廉的小型卫星将提供与平流层无人机类似的服务。

澳大利亚墨尔本RMIT大学航空航天工程与航空高级讲师格雷厄姆·怀尔德(Graham Wild)说:“这些飞机既要足够轻又要足够大,这是一个限制因素。”他说,在低层大气中,“飞机的结构越精致也越容易产生问题”,那里的湍流天气可能是不可避免的危险因素。

不过,市场研究公司NSR在去年的一份报告中说,包括平流层无人机、高空气球和飞艇在内的高空飞行器在未来10年内有望带来17亿美元的营收,并估计全世界目前有大约40个开发项目正在进行之中。报告称,相比于上世纪90年代的平流层商用飞机,目前的努力得到了更好的资金支持。

野心膨胀到平流层:空客波音都在开发平流层无人机

图示:不同飞行器的飞行高度对比

“我们确实认为它有未来,”NSR分析师希瓦瓦卡什·穆鲁加南达姆(Shivaprakash Muruganandham)说。

无人机可能会对现有的卫星网络加以补充。据研究该技术的欧洲航天局(European space Agency)称,平流层无人机可以作为卫星和地面站之间的中继设备,以改善数据传输,减少地面和太空建立联系所需的基础设施。

负责空客Zephyr项目的索菲?托马斯(Sophie Thomas)表示,该公司重点是在3月份的测试飞行后改进运营程序,而不是修改飞机设计。目前的无人机于去年在美国亚利桑那州进行了首次试飞,滞空近26天。整架无人机翼展24米,重约75千克,使用太阳能驱动的螺旋桨自主飞行,最高升限可达2.2万米。

目前的无人机是由一个大约四人的团队手动发射的,到达平流层大约需要8个小时的时间。不过空中客车公司目前也正在研制一种机械发射器。该无人机每天可以飞行1770公里,并在有阳光的时候给太阳能电池充电,所以其晚上可以在空中持续飞行。

在澳大利亚试飞之前,Zephyr的设计主管保罗·史蒂文斯(Paul Stevens)在接受采访时说,理论上,如果飞机在飞行中失去动力,从平流层下降到地面大约需要90分钟,而且下降过程中“非常像一根羽毛”在飘落。因为很轻,他说,即便撞上了一个物体,也不会产生严重的损伤。

“这可能就像被鸽子撞上一样,”他说。“在橄榄球比赛中,人与人之间冲撞的动能要比Zephyr无人机受到的动能大上许多倍。”

一些开发平流层无人机的尝试还在进行当中。社交媒体平台Facebook曾成功完成了两架Aquila全尺寸无人机的试飞。但该公司去年终止了该项目,理由是很多航空公司也在进行类似投资。当时Facebook表示,它将与包括空中客车在内的其他公司就这项技术展开合作。

波音子公司极光飞行科学公司(Aurora Flight Sciences)曾计划在今年春季对其奥德修斯(Odysseus)无人机进行首飞。一位发言人拒绝透露是否进行了试飞,但表示这是一项“积极的计划”。

其他公司正在稳步前进。软银子公司HAPSMobile本月表示,该公司已获得联邦监管机构的批准,可以在夏威夷拉奈岛(Lanai)上空的平流层中测试HAWK 30无人机。这架无人机的翼展约为76米,时速可达110公里,有10个螺旋桨。此前该公司希望在3月底之前对这架无人机进行首次试飞。

HAPSMobile声称正在与Facebook进行合作,此外还采取多种举措降低项目风险。其最近向Alphabet旗下的Loon投资1.25亿美元。Loon是一家研发高空气球的公司,已经与肯尼亚一家电信公司签订了一份提供网络连接的合同,并计划今年开始提供相应服务。Loon发言人表示,Loon高空气球和HAPSMobile无人机有可能协同工作,以便在未来提供网络连接服务。

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