这款太阳能动力英国无人机将在平流层进行侦察

PHASA-35 的翼展为 115 英尺,与波音 737 相同,但重量仅为 330 磅。目标是使其在空中停留一年。
PHASA-35 于 2020 年。BAE Systems

PHASA-35 可能会加入传统无人机和卫星的军事侦察行列:这是一种由英国开发的新型无人机,可在平流层飞行——大气层中没有其他飞机或卫星干扰的区域。

“它可以在空中停留很长时间,并且可以看到很远的距离——这是侦察平台两个真正的关键属性,”BAE Systems 的航空顾问 Drew Steel 评论道。BAE Systems 在从其最初的设计者、英国公司 Prismatic 收购该系统后,正在开发该系统。

PHASA-35 代表“持久性高空太阳能飞机”。数字 35 是其翼展(米):即 115 英尺,与波音 737 一样宽。但碳纤维飞机仅重 330 磅,相当于 737 重量的三千分之一。 

该无人机是一种高空长航时 (HALE) 无人机,白天依靠太阳能驱动的电动发动机运行,晚上依靠锂离子 电池 运行。它设计飞行高度约为 65,000 英尺的平流层,即地球大气层与太空之间的层。相比之下,客机飞行高度不超过 42,000 英尺。由于那里的空气比近地表空气稀薄约一千倍,飞机的机翼必须非常长才能使其保持飞行。 

Steel 表示,“太阳能使 [PHASA-35] 能够滞空长达一年,而且在 65,000 英尺的高度,它位于所有航线和大部分天气之上,因此它可以看到很远的距离。”

设计它的公司 Prismatic 制造了两架全尺寸的 PHASA-35 概念飞机。BAE Systems PHASA-35 业务开发主管 Phil Varty 告诉 _PopSci_,在上个月伦敦举行的 DSEI 展览 上,团队仅用了两年时间就将其从设计变为 2020 年 2 月的首次飞行。 

[相关:观看美国海军新型无人机仅靠阳光和氢气飞行]

那次 首次飞行 是在南澳大利亚几乎无人居住的内陆地区的伍默拉试验场进行的。在此次测试中,它在完全自主飞行控制下运行,BAE Systems 报告称,其空气动力学、推进和能源效率“完全符合预期”。 

随后,在 2020 年 10 月,该飞机在模拟平流层严寒温度和极端压力的环境中(地面)运行了 72 小时。这些测试在 Prismatic 公司位于伦敦西部范堡罗附近的一处设施进行,也使团队能够练习各种飞行操作,例如从白天太阳能供电过渡到夜间电池供电。

该公司预计该飞机将在未来四到五年内投入使用。“即使新冠疫情阻碍了我们的一些试飞,我们仍在继续进行开发项目,并做了大量的开发测试工作,”Prismatic 首席执行官 Dave Corfield 说。“第一架真正的开发飞机目前正在英国组装。” 

这架看起来很脆弱的飞机非常轻,可以用两组轮子推出跑道,每组由两个改装的自行车轮组成。它的前进速度很低,仅为每小时 15 到 30 英里。起飞后,它会抛弃轮子。没有轮子,也就没有起落架,它更轻,能够以如此慢的速度飞行,以至于需要时,它可以轻柔地腹部着陆。 

Varty 评论说:“它可能会有些划痕,我们可能需要更换一些零件,但肯定不会损坏到无法修复。” 能够无需使用火箭(通常用于将卫星送入轨道,成本非常高昂)即可起飞,并且理论上可无限次重复使用,这使得这架飞机比卫星更具成本效益。PHASA-35 可能会填补飞机和卫星技术之间的空白。

然而,它并非设计用来取代卫星,因为它只能携带 33 磅的有效载荷,例如相机,而卫星可以携带高达 53,700 磅进入近地 轨道(距离地球 99 至 621 英里),以及 8,390 磅进入地球同步转移轨道(22,236 英里)。但它可以携带为军方开发的相机,分辨率可达 8 英寸。这意味着 PHASA-35 理论上可以从其在平流层的栖息地看到(但无法读出)桌子上的书!这足以观察到军方可能感兴趣的人、车辆、船舶或飞机的动向。但该系统也对需要监测漏油或森林火灾等情况的民用组织有吸引力。 

Steel 说:“操作这种类型的飞机需要完全不同的思维方式。” “你不会在你需要它的时候发射它,而是在你能发射的时候。在条件合适时将其送入空中,然后最大限度地减少其在等待任务期间的能源消耗。” 

他补充说,“你需要在空中部署几架这样的飞机,分布在不同的区域,因为它们速度不快,大约每小时 30 英里,所以一架飞机可能需要几天才能到达任务位置。一旦到达那里,它将按照适当的飞行路径飞行,甚至可以保持静止。”他解释说,“例如,如果任务是监视一小块区域,并且有 10 节(11.51 英里/小时)的风,我们可以将飞机的速度降至 10 节,这样它就可以保持静止。” 

PHASA 的原型是通过地面链路控制的,但将过渡到视线外控制,该控制使用“卫星作为中继与飞机通信,”Corfield 解释道。他补充说,由于天气恶劣,原计划于今年进行的美国飞行试验未能进行。“夏季我们有一个团队在美国的沙漠试验场,但从未获得能够进行平流层飞行的气候条件,”他说。两架原型机已留在美国,团队将在 2022 年初返回再次尝试。他们希望届时新冠疫情限制能解除,以便他们可以返回澳大利亚进行进一步测试。

目前很少有其他 HALE。最著名的是诺斯罗普·格鲁曼公司的“全球鹰”。这款美国无人机用于侦察和情报收集任务,其翼展比 PHASA 长两英尺——但其空重为 14,950 磅,并且由需要燃料的发动机驱动。

请观看下面飞机的首次飞行

 

更多优惠、评测和购买指南

 
Christina Mackenzie Avatar

克里斯蒂娜·麦肯齐

科技领域特约撰稿人

Christina Mackenzie 担任记者已有多十年,她不愿细数。自 2019 年开始为 PopSci 撰写军事科技故事以来,她已为该刊物撰写了十多年,在此之前她曾报道欧洲国防和航空航天产业超过 20 年。她住在巴黎以南约 50 英里处,和丈夫住在一所房子里,自从四个孩子离家独立后,这房子似乎显得有些太大了。


© .