隨著無人機的普及,市場上出現了各種型號,其中一種特別的長時間飛行無人機吸引了眾多行業的關注,無論是軍事還是商業用途。將無人機送上天空而不必擔心著陸或加油的問題,是許多無人機所無法提供的能力。即便是最先進的軍用無人機 RQ-4 Global Hawk 也無法持續飛行。儘管如此,仍有許多人致力於將超長時間飛行的無人機變成現實,其中包括世界上最快的四旋翼飛行器的發明者 Mike 和 Luke Bell。
這對父子組合創造了一種多旋翼飛行器,該無人機沒有電池,而是由大量的太陽能電池板供電。理論上,它可以無限期飛行,只要在陽光的照射下。這款無人機的有趣之處不在於其太陽能供電的特性,而在於缺乏電池。通常,太陽能會被收集並儲存在某種電池中,以便在沒有直射陽光時使用。電池通常較重,Bell 父子希望創造一種不受額外重量限制的無人機。
最終,他們建造了一款 100% 太陽能驅動的無人機,這使其更像是一個概念驗證項目,而非具有商業應用的產品。這對於從事空中攝影和錄影的愛好者來說,無疑是一個令人印象深刻的成就。隨著技術的進步,未來可能會有類似的設備駕駛於空中。
在設計無人機時,Bell 父子明確不希望包括電池,這使得無人機的建造相對簡單。他們使用碳纖維管材建造了一個 X 型框架,以確保其輕量化。無人機使用輕量的 Antigravity 馬達,配備 T-Motor 18 吋碳纖維螺旋槳。其他部件則是 3D 列印而成,包括安裝架。他們還添加了一個小型攝像頭,將 POV 視頻傳送至 VR 頭盔。
Bell 父子將 27 块脆弱的太陽能電池板連接在一起,並在測試過程中數塊電池板損壞,其中一塊還遭到家貓的襲擊。這些電池板分為三排,每排九塊,總共能提供約 150 瓦的輸出功率。電池板被安裝在一個由 3 毫米碳纖維管材製成的支撐結構上,並用螺栓固定在無人機的 X 型框架上。組裝完成後,他們駕車前往一個空地進行測試,並在 YouTube 上發佈了建造視頻和飛行測試畫面,無人機如預期般順利升空。
儘管無人機在著陸時稍顯粗糙,但它成功地降落在草地上。太陽能電池板直接為馬達供電,使四個馬達均勻運行,實現了穩定的飛行。這次測試讓無人機保持在地面附近,儘管這種無人機的商業應用前景不大,但這仍然是一項出色的工程成就,證明了不必依賴電池。
當然,對於軍方而言,這種無人機並不適用。軍用無人機可以長時間在空中飛行,但某些型號的飛行時間最多也僅有 40 小時。這類無人機主要用於空中情報、監視和偵察(ISR)。延長它們的飛行時間將提升情報收集的能力。
空中巴士的 Zephyr(如圖所示)高空平台系統(HAPS)是一款完全電動的飛行器,能夠在高於 60,000 英尺的高度持續飛行數月,這使其避開了氣候和空中交通的影響。雖然衛星能收集情報,但在某些領域的限制使得持續飛行的高空飛行器成為一個極具吸引力的選擇。因此,許多時間和資金都投入於研發完全電動的太陽能無人機。雖然這些無人機不會完全排除電池的使用,因為這會影響它們在無陽光情況下的運作能力,但像 Zephyr 這樣的飛行器仍然與 Bell 的太陽能無人機相似。
HAPS 也不僅限於軍事用途,還具有商業應用的潛力,未來的無人機可能會更具多樣性。其中一種能力是作為空中基站,將互聯網或手機服務擴展至偏遠地區。Zephyr 的通信載荷覆蓋面積近 2,900 平方英里,因此這類無人機的應用相當廣泛。Bell 的無人機之所以令人驚嘆,正是因為他們不用花費數億元打造出與空中巴士相媲美的產品。





























