近日，彩虹系列太阳能无人机完成飞行试验的消息一经传出，即引起关注。因为这意味着我国的太阳能无人机技术已位居世界前列。据空气动力技术研究院无人机总工程师石文介绍，这是美国NASA系列后世界上最大的太阳能无人机，性能指标和技术能力居国际前三，且有望在将来承担长时间空中预警、大面积空中侦察以及灾害监测、气象观测、通信中继等任务。据悉，彩虹系列太阳能无人机将于今年测试临近空间高度飞行，距离行业应用又近了一步。
一直以来，国外只有Google和Facebook两家公司在做民用太阳能Wi-Fi无人机。但是前不久，因为商用方面的隐忧，Google传出了砍掉Titan太阳能无人机的消息。经美国国家运输安全委员会(NTSB)调查，Facebook的Aquila太阳能无人机首飞过程中发生了一起因“结构损坏”导致的坠毁事故。虽然Facebook淡定的表示这是在测试飞机极限的“意料中”事件，后续却鲜有正面消息传出。
为什么太阳能无人机如此引发巨头关注，不惜重金投入，却又在研发过程中困难重重，最终难以实现商用的目的呢?
太阳能无人机是利用太阳光辐射能作为动力在高空连续飞行数周以上的无人驾驶飞行器,它利用光电池将太阳能转化为电能,通过电动机驱动螺旋桨旋转产生飞行动力。白天,太阳能无人机依靠机体表面铺设的太阳电池将吸收的太阳光辐射能转换为电能,维持动力系统、航空电子设备和有效载荷的运行,同时对机载二次电源充电;夜间,太阳能无人机释放二次电源中储存的电能,维持整个系统的正常运行。如果白天储存的能量能满足夜间飞行的需要,则太阳能无人机理论上可以实现“永久”飞行。
业内人士表示，虽然“永久”飞行在实际应用中并不存在，但这种无燃油消耗、有望实现数月甚至更长航时飞行的特点，使太阳能无人机具有较高的运行效费比。而且其机载系统较其他种类无人机更为简单，对跑道长度要求也不高。因为无燃油消耗，无需加油等保障设备。因为航时超长，可以一次性完成一些持久性的任务。
正是因为太阳能无人机具备巡航时间长,飞行高度高,覆盖区域广,可以执行多种任务,常规飞行器不可替代等优点，使其成为各国航空工业研究的热点。
但是，要研发一架这样的太阳能无人机，并非易事，需要面对诸多技术难点：
太阳能电池技术和储能系统
太阳能电池的发展水平是决定太阳能无人机性能的根本。目前在太阳能电池的研究方面进步较快,各种材质的高效电池不断涌现,但航空领域对太阳电池的要求并不仅仅是较高的转化效率,它还要求电池具有良好的物理特性,如耐高/低温变化、耐辐射、耐腐蚀、高可靠性等。
据记者了解，研究太阳能电池技术需要的成本是非常巨大的。资料显示，美国AC公司在研制Solong无人机的4年中,，在把太阳电池与机体平台相结合的工作上花费近一年时间,其总研制费用的一半用于太阳能电池相关部分。而探路者无人机研制经费的3/4用于太阳电池相关部分。另据国外某航模网站介绍,在把A-300电池铺设于无人机翼面上的过程中,电池的损失率高达50%。
