2018年11月，空客在美國(guó)亞利桑那州舉行了第一次平流層無(wú)人機(jī)的試飛（圖據(jù)《華爾街日?qǐng)?bào)》）

  據(jù)《華爾街日?qǐng)?bào)》報(bào)道，在地球上空2萬(wàn)米高度的平流層，正在出現(xiàn)一股鮮為人知的無(wú)人機(jī)研發(fā)競(jìng)賽熱潮。由于不受氣候條件的影響、民航客機(jī)很少飛到這個(gè)高度，歐洲空客公司、美國(guó)波音公司、日本軟銀集團(tuán)等大公司為了搶占這片巨大的商業(yè)藍(lán)海，紛紛推出了平流層無(wú)人機(jī)計(jì)劃。

  在這些公司看來(lái)，無(wú)人機(jī)在平流層可以利用光伏作為能源，在成本、操縱性、部署等方面具有比人造衛(wèi)星更大的優(yōu)勢(shì)。這種新型的無(wú)人機(jī)能夠在18000米以上的高度連續(xù)自動(dòng)飛行幾個(gè)月，除了可以超高空拍攝之外，還能向地面提供互聯(lián)網(wǎng)連接服務(wù)，在軍事和民用兩個(gè)領(lǐng)域都有巨大的潛在市場(chǎng)。

研究存在難題 但市場(chǎng)潛力巨大

  據(jù)報(bào)道，今年3月，歐洲空客公司在澳大利亞北部上空的平流層試驗(yàn)了一款像滑翔機(jī)的無(wú)人機(jī)Zephyr S。由于在大氣層低空飛行的時(shí)候遭遇了惡劣的天氣，這次試驗(yàn)以失敗告終。根據(jù)澳大利亞航空部門(mén)的消息透露，這架無(wú)人機(jī)被摔壞了。不過(guò)，空客公司并沒(méi)有因此而放棄，它計(jì)劃在今年年內(nèi)舉行第二次試驗(yàn)。

  據(jù)了解，機(jī)體的設(shè)計(jì)是平流層無(wú)人機(jī)研究的一大課題。無(wú)人機(jī)的重量很輕，為了能夠在空氣稀薄的平流層低速飛行，它的機(jī)翼會(huì)比普通飛機(jī)長(zhǎng)很多，這樣才能產(chǎn)生足夠的浮力?；始夷珷柋纠砉ご髮W(xué)航空宇宙工業(yè)及航空學(xué)高級(jí)講師格雷厄姆·沃爾德表示：“體重輕、體型大正在成為這種無(wú)人機(jī)的制約。它如何通過(guò)通過(guò)對(duì)流層是一個(gè)很大的考驗(yàn)。”

  另一大問(wèn)題在于需要獲得政府監(jiān)管部門(mén)的同意。因?yàn)橐寯?shù)以百架的無(wú)人機(jī)在平流層飛行，涉及到包括安全性在內(nèi)的諸多因素。

不同航空器所能達(dá)到的飛行高度各不相同（圖據(jù)《華爾街日?qǐng)?bào)》）

  雖然平流層無(wú)人機(jī)目前還有很多技術(shù)層面的限制，但是可預(yù)見(jiàn)的市場(chǎng)潛力相當(dāng)巨大。根據(jù)調(diào)查公司NSR去年發(fā)表的一份報(bào)告顯示，在平流層飛行的無(wú)人機(jī)、氣球、飛船等超高度航空器今后10年的市場(chǎng)規(guī)?？梢赃_(dá)到17億美元，目前全球有大約40個(gè)相關(guān)開(kāi)發(fā)計(jì)劃正在穩(wěn)步推進(jìn)當(dāng)中。

  另外，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，平流層無(wú)人機(jī)因?yàn)樵?jīng)多次開(kāi)展過(guò)商業(yè)化試驗(yàn)，所以比其他平流層航空器項(xiàng)目更能募集到更多的資金投入。NSR的分析師西瓦普拉喀什·穆?tīng)柤幽线_(dá)表示：“我們認(rèn)為超高度航空器開(kāi)發(fā)是很有未來(lái)前景的項(xiàng)目。”

各大巨頭都來(lái)?yè)屨贾聘唿c(diǎn) 軟銀走在前面

  據(jù)報(bào)道，多家航空巨頭和科技企業(yè)都在紛紛開(kāi)展平流層無(wú)人機(jī)項(xiàng)目。Facebook公司研發(fā)了一款名叫“Aquila”的平流層無(wú)人機(jī)。這款看起來(lái)像超薄型隱形轟炸機(jī)的無(wú)人機(jī)目前已經(jīng)成功試飛了2次。另外，波音公司的子公司也表示正在開(kāi)展一個(gè)叫Odysseus的平流層無(wú)人機(jī)項(xiàng)目。

軟銀集團(tuán)的子公司HAPSmobile正在進(jìn)行平流層無(wú)人機(jī)項(xiàng)目（圖據(jù)軟銀官網(wǎng)）

  目前，日本軟銀集團(tuán)的無(wú)人機(jī)項(xiàng)目更具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。就在本月，軟銀集團(tuán)的子公司HAPSmobile已經(jīng)從美國(guó)聯(lián)邦政府獲得開(kāi)展平流層無(wú)人機(jī)試驗(yàn)的許可。該公司計(jì)劃在明年3月底在夏威夷拉奈島上空的平流層進(jìn)行無(wú)人機(jī)HAWK30的首次飛行試驗(yàn)。HAWK30的翼展為76米，機(jī)身上安裝有10個(gè)螺旋槳，可以以112公里的時(shí)速持續(xù)飛行。HAPSmobile還計(jì)劃與Facebook公司在無(wú)人機(jī)項(xiàng)目上展開(kāi)合作。

  空客公司平流層無(wú)人機(jī)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人索菲·托馬斯表示：“現(xiàn)在正在改善操作的流程，下次試驗(yàn)使用的無(wú)人機(jī)在去年美國(guó)亞利桑那州第一次飛行的時(shí)候，基本上實(shí)現(xiàn)了26天的連續(xù)飛行。它的翼展達(dá)到了24米，體量為75公斤。它依靠陽(yáng)光作為能源，能夠在23000米的高度實(shí)現(xiàn)自律飛行。”

  在此之前，這個(gè)無(wú)人機(jī)需要4人團(tuán)隊(duì)來(lái)手動(dòng)發(fā)射?，F(xiàn)在，空客公司正在給他們開(kāi)發(fā)可以機(jī)械發(fā)射的裝置。從發(fā)射到抵達(dá)平流層，這個(gè)無(wú)人機(jī)只需要8小時(shí)時(shí)間，一天的飛行距離可達(dá)1760公里。由于使用了光伏發(fā)電和蓄電技術(shù)，即便是沒(méi)有太陽(yáng)照射的夜間也可以持續(xù)飛行。

  該項(xiàng)目設(shè)計(jì)部門(mén)的負(fù)責(zé)人鮑爾·斯蒂芬施在接受采訪時(shí)表示：“即便它在飛行過(guò)程中出現(xiàn)電力中斷的情況，從平流層降落到地面所需時(shí)間理論上是1小時(shí)30分，就像是一片羽毛掉下來(lái)一樣。即便跟什么物體發(fā)生相撞，也不會(huì)給機(jī)體造成毀滅性的損傷。”

平流層基站覆蓋范圍更廣 或成為衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充

  據(jù)了解，現(xiàn)在地面上建造的通信基站覆蓋范圍有限，而且很容易受到環(huán)境和自然災(zāi)害的影響。如果在20000米的高空建造一個(gè)面向地球的基站，它可以覆蓋直徑為200公里的廣闊區(qū)域。

平流程無(wú)人機(jī)如果用作通信基站可以覆蓋直徑200公里的范圍（圖據(jù)軟銀官網(wǎng)）

  以日本為例，如果要通過(guò)地面基站覆蓋整個(gè)日本列島，需要建造上萬(wàn)個(gè)基站，而且還要克服山林、離島等地理因素的限制。如果在平流層建造基站，大概只需要40個(gè)HAWK30就能覆蓋整個(gè)日本列島。另外，在目前尚未實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)，平流層基站可以持續(xù)穩(wěn)定地提供通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

  日本是全世界有關(guān)平流層實(shí)用性研究比較超前的國(guó)家之一。早在1999年，日本政府就提出了一個(gè)“千年項(xiàng)目”的國(guó)家計(jì)劃，由日本情報(bào)通信研究機(jī)構(gòu)（NICT）與一架航空器制造公司共同打造了一架由太陽(yáng)能電池和燃料電池作為動(dòng)能的無(wú)人航空器“PathFinder Plus”?，F(xiàn)在，隨著太陽(yáng)能發(fā)電以及蓄電技術(shù)的不斷成熟，無(wú)人機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的不斷完善，建造以無(wú)人機(jī)為載體的平流層基站具備了實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

  據(jù)報(bào)道，平流層無(wú)人機(jī)可能會(huì)成為現(xiàn)有衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充。歐洲空間局（ESA）正在進(jìn)行平流層無(wú)人機(jī)技術(shù)的研究。根據(jù)該機(jī)構(gòu)透露，如果平流層無(wú)人機(jī)被用作衛(wèi)星與地面基站之間的中繼基站，并且使傳輸數(shù)據(jù)得到改善的話(huà)，則可以減少地面或太空所需的基礎(chǔ)設(shè)施。