我国自主研发的太阳能无人机飞上两万米高空！背后有这家企业的助力……

文 | 赵璨 王洪武 王寅

我国自主研发的太阳能无人机飞上两万米高空！背后有这家企业的助力……

文 | 赵璨 王洪武 王寅

安置在“彩虹”最前端的数台无刷电机由中国电科21所高分电机团队历时3年自主攻关研制。电机装置接受太阳能电池供电，高效率稳定运转，发力带动整个无人机在临近空间领域不断攀升。此次试飞，“彩虹”能实现腾空直上20000米，核心拉力就来自这数台电机。

近日，中国自主研发的新型“彩虹”太阳能无人机在西北某地完成临近空间飞行试验，试验取得圆满成功，标志着我国已成为继美、英之后第三个掌握临近空间太阳能无人机技术的国家。

中国电科为其提供了电源系统和最前端的数台无刷电机，为飞行试验任务的完成提供了强有力的支撑。下面一起来感受一下研制背后的故事。

40余米超长机翼、凌空20000米，这是我国近日成功研制的新型“彩虹”太阳能无人机（以下简称“彩虹”）展示给世界的全貌。“彩虹”是实现情报、侦察、监视和通信中继等功能的“超长待机”空中平台，不仅能够用于执行重大自然灾害预警、常态化海域监管、应急抢险救灾、反恐维稳等任务，还可以为偏远地区互联网无线接入、移动通信、数字电视信号广播等商业及产业类领域提供服务。

40米，约是100个成年人肩并肩的总长；20000米，相当于将30个“上海中心”叠放的总高。

40余米超长机翼、凌空20000米，这是我国近日成功研制的新型“彩虹”太阳能无人机展示给世界的全貌。

91%

在设计初期就使电机系统效率达到91%以上

这个硕大宝贝，续航数小时后平稳降落，标志着我国临近空间具备长航时特点的太阳能无人机试飞成功，标志着我国已成为继美、英之后第三个掌握该技术的国家，中国临近空间领域又添一位“飞行员”！

中国电科18所配套的临近空间飞行器能源系统首次实现无人机临近空间飞行验证，太阳电池阵与锂离子电池组为飞机联合提供能量，能够在气压低至5kPa以下，气温低至-60℃以下的恶劣环境下，经受住考验，电源系统所有模块均正常工作。在7年的研发过程中，18所电源系统研制团队突破重重困难，不断改进和升级电源系统产品，在与总体单位的紧密配合下，突破了发电、储能和控制领域的多项关键技术。

安置在“彩虹”最前端的数台无刷电机由中国电科21所高分电机团队历时3年自主攻关研制。电机装置接受太阳能电池供电，高效率稳定运转，发力带动整个无人机在临近空间领域不断攀升。

此次试飞，“彩虹”能实现腾空直上20000米，核心拉力就来自这数台电机。

所谓临近空间领域，是指高于普通航空器飞行高度、低于轨道飞行器运行高度之间的特定区域，一般指距地面20-100km的空域。21所高分电机团队作为西北试飞基地的常客，曾为该空域多种飞行器完成协作配套任务，已具备丰富的外场工作研究经验。

团队主要由十几名来自五湖四海，具有不同知识背景和丰富科研经验的青年科技英才组成。团队成员从高效率电机电磁设计、大电流高效率驱动器设计、高效率驱动算法等方面入手，经过多轮设计迭代，在设计初期就使电机系统效率达到91%以上。为了实现“彩虹”飞得高、飞得久、飞得稳的飞行特征，满足无人机克服阻力、重力从地面爬升到20000米的宽工况长航时要求,他们在前期的电机设计基础上对技术细节进行循序改进，最终使电机装置满足高效率、高功率密度、高可靠性等技术指标，带给无人机系统强大的拉力和动力。

攻关时期，团队成员长时间驻扎西北试飞基地，早已适应了寒冷干燥的气候条件和巨大的昼夜温差，从试飞基地回来时，听到最多的都是“你怎么又晒黑了！”

为进一步提升模拟仿真测试效率，该技术团队在青浦所区研制搭建了一台低温低气压环境加载试验装置，该装置是目前国内唯一能够精准模拟平流层环境的测试装置，依托这一实验装置，能够实现精准的模拟验证，这为未来开展平流层用电机设备的性能测试和环境适应性测试提供了坚实的技术保障。

在他们的协作努力下，我国平流层环境用高性能电机装置经过五年攻关，技术成熟度由二级提高到六级，这支队伍先后荣获多项省部级以上科学技术进步奖，取得多项技术专利。

未来，“彩虹”仍将不断挑战更高的飞行目标，对电机装置也会提出更加严苛的技术要求，21所高分电机团队深知责任重大，容不得半点松懈。

（来源：中国电科，原标题：新型“彩虹”太阳能无人机向阳起飞 中国电科助力前行 ）