顆粒在線訊：臨近空間太陽能無人機以大中型無人機為平臺主體，飛行于數(shù)千米以上中高空及臨近空間，具有展弦比大、留空時間長、任務范圍大、效用廣、生存能力強的特點，已成為當前國際國內(nèi)工程和學術(shù)領(lǐng)域的熱門研究方向?？傮w而言，一些關(guān)鍵技術(shù)難點仍需要進一步突破和驗證。例如，太陽能無人機具有展弦比大，機翼載荷小的特點，易導致較大的撓度和變形，并存在可靠性低、載荷能力弱、機場起降條件嚴格等局限，亟須尋找新的突破方向。

　　融合高空長航時無人機兩類平臺的性能和任務優(yōu)勢，面向集群無人機創(chuàng)新發(fā)展，中國科學院工程熱物理研究所發(fā)展出一種結(jié)構(gòu)新型的組合式無人機（圖1），將高空長航時和集群智能化相結(jié)合，旨在發(fā)展面向多類空域融合運用的技術(shù)體系和裝備平臺。組合式柔性太陽能無人機以低成本、高可靠、易群組的中小型太陽能無人機為基本單元，是數(shù)架單機通過柔性結(jié)構(gòu)連接組成的協(xié)同整體，具有可拆分可重組特性，同時具有小型集群無人機和大型無人機的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)模塊化組合拆分，通過將多個小型太陽能無人機柔性組合成整體，形成超大翼展組合式太陽能無人機（圖2）?？蒲腥藛T針對不同狀態(tài)下組合式太陽能無人機的氣動特性進行了研究與分析（圖3），并結(jié)合常規(guī)太陽能無人機的飛行策略，設(shè)計了一種以能源效用最大化為目標的組合式太陽能無人機飛行策略。研究結(jié)合該飛行策略提出了一種組合式太陽能無人機的航跡規(guī)劃算法，解決了組合式太陽能無人機以任務為導向的航跡規(guī)劃問題。將研究結(jié)果與傳統(tǒng)常規(guī)布局太陽能無人機路徑優(yōu)化結(jié)果進行比較（圖4），結(jié)果表明組合式太陽能無人機在晝夜能量閉環(huán)的前提下能夠具有更多的任務優(yōu)勢，且該協(xié)同規(guī)劃算法能夠解決更復雜應用場景下的航跡規(guī)劃問題。目前，實驗室正在進行組合式縮比驗證樣機的總體設(shè)計及制造，下一階段將開展組合式無人機的技術(shù)驗證和試飛試驗。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在Chinese Journal of Aeronautics上。研究工作得到國家自然科學基金的支持。

a圖1.組合式無人機的基本形式

圖2.組合式太陽能無人機

圖3.組合式太陽能無人機氣動性能分析

圖4.組合式太陽能無人機路徑規(guī)劃