韓國無人機擊敗穀歌 率先實現平流層飛行

圖為韓國航空宇宙研究院自主研發的無人機(EAV-3)8月12日正在全羅南道高興航空中心起飛。該無人機當天成功在高18.5公裏的上空飛行了90分鍾。（照片由韓國航空宇宙研究院提供）

“如果穀歌和Facebook有購買意向，我們會出售無人機。”

在韓國航空宇宙研究院（以下簡稱“韓國航宇研”）研究員李融橋（音）的話中，透露出了因超國際信息技術(IT)巨頭而產生的自豪感。

韓國航宇研自主研發的無人機(EAV-3)成功在高18.5公裏的上空飛行了90分鍾。該無人機只以太陽光作為能源。長度相當於7層樓總高度（20米）的巨大機翼上端全都是太陽能電池板。在這裏生產的電儲存在鋰離子電池中，之後可在太陽落山或太陽光較弱時使用。

值得關注的是EVA-3在相當於“高空”的18.5公裏成功進行了飛行試驗。大氣層由對流層、平流層、中間層和熱層構成，其中18.5公裏上空是平流層。在平流層飛行的軍事價值較高，因此各國政府都在關注在平流層飛行。例如，假設想要集中觀察平壤地區。在這種情況下，無人機要持續停留在平壤上空。此時，平流層最有魅力。因為平流層在大氣層中的風速較弱，再加上位於雲層上面，由此可以確保較強的光照（動力），同時高度也不是非常高，因此有利於高清晰拍攝。

而且據韓國「航空法」第38條規定，在高度18公裏以下，飛機只能在控製員指定的路徑（航線）飛行。但如果上升到平流層，就可以擺脫控製區域。這就意味著在18.5公裏的上空可以脫離航線。

繼美國AeroVironment的“Helios”和英國Qinetiq的“Zephyr”之後， EVA-3是世界第三架可在整個平流層內飛行的太陽能無人機 。俄羅斯等航空技術發達國家也未能使太陽能無人機在平流層飛行，連在技術領域位居首位的穀歌和Facebook也是如此。

民營企業希望讓無人機飛到平流層，進行通信轉播。Facebook正在推進讓無人機飛到非洲上空，來構建無線網絡的“Aquila項目”。最近美國亞利桑那州成功進行了90分鍾試飛，但是是在對流層，而非平流層。

類似這種太陽能無人機在平流層成功試飛的事例不多。這是因為普通的零部件和裝備不適用於平流層。平流層溫度可下降至零下70攝氏度，因此核心零部件——電池的性能會迅速退化。此外，馬達等機體零部件運轉不正常的情況也很多。為解決這一問題，韓國航宇研設計出了可自動發熱的電池。在每個散熱的路徑上，還安裝了結合加熱器和風扇的特殊零部件。韓國航宇研還在機體內部製作路徑，使機體整體可以散熱。

另外，平流層的空氣密度只為地面上的9%。在地面上如果將速度推到某種程度以上，就會產生推動機體上升的揚力。密度越低，揚力就越會弱。如果飛機想要停留在平流層，就需要更大的能源。

為了解決這一問題，韓國航宇研打造了一款特別的螺旋槳。此外，韓國航宇研還拓展機翼面積，並對截面也進行了特殊設計，以此確保了推動力。因為使用了超輕碳纖維復合材料，所以機體重量(53公斤)也較輕。對比機翼面積，韓國航宇研將無人機的重量縮減至普通飛機的十分之一。

當然還有一些問題尚未解決，電池的能效便是其中之一。英國Zephyr無人機憑借自主研發的鋰硫電池（lithium sulfur battery），讓無人機在平流層停留了兩個星期。但EAV-3的鋰離子電池的容量只有Zephyr的一半左右。

韓國航宇研院長趙光來表示，“我們的目標是讓無人機只要飛上平流層一次就可停留五年。只要改善電池的能效，就用無人機來監視在韓國領海內進行非法作業的外國漁船，即時確認海洋污染、山火，開啓一個全新的時代”。

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