太陽能無人機

  極光飛行科學公司在波音的支持下正在建造大型太陽能無人機“奧德修斯”，該機設計留空時間為3個月。“奧德修斯”翼展74米，目前正在進行地面測試。由于尺寸過大，該機被分成三段裝入位于弗吉尼亞州馬納薩斯的極光總部飛機庫。完成測試后，“奧德修斯”將在2019年2月底由集裝箱貨船運至波多黎各開始飛行測試，初步計劃在2019年4月23日首飛。極光飛行科學公司還正在建造第二架飛機，同時也已啟動了第三架飛機相關工作。第一架飛機將由電池驅動，裝有測試用太陽能電池。第二、三架飛機將使用太陽能驅動。

  對極光首席執(zhí)行官約翰·朗福德來說，“奧德修斯”是其長久以來的夢想。他在1988年帶領麻省理工學院代達羅斯飛機項目團隊創(chuàng)造了保持至今的人力飛行三項紀錄?；趶拇_羅斯項目獲得的低雷諾數(shù)空氣動力學和輕質復合材料結構知識， 朗福德于1989年建立了極光飛行科學公司，目標是用其在代達羅斯團隊的經(jīng)驗開發(fā)科研用高空長航時無人機。

  實際上，極光飛行科學公司從成立之初就一直開展高空長航時飛行器研發(fā)。2008年，極光公司被DARPA授予“禿鷲”項目合同，開發(fā)大型可留空至少5年的太陽能無人機。極光科學飛行公司的飛機采用獨特的Z型機翼構型，機翼白天部分折疊，夜晚展開。在“禿鷲”項目中， 極光改進了人力的“輕鷹”飛機，形成了2009年首飛的“日光鷹”無人機。

  目前正在研發(fā)的“奧德修斯”采用更為簡潔的設計，翼展超過波音777X，有三個尾翼和六個螺旋槳。全動垂直和水平尾翼安在三個機身上，提供俯仰和偏航控制。外側的兩個尾翼會使機翼彎曲以控制滾轉，機翼上沒有滾轉控制面。由阿爾塔設備公司（Alta Devices）提供的光伏電池效率為百分之二十多，在此情況下，光伏板不是問題，主要問題是能源存儲。光伏電池集成到飛機結構中，提供相對高的比能量。薄壁碳纖維管構成長而輕并且強度高的翼梁和機身的箱形截面桁架以及機翼和尾翼的桁肋。三個機身中的一個結構重量僅不足30千克。

  為了適應飛行過程中機翼的彎曲，飛機的機身結構被設計組裝成橋型。桁肋部位的蒙皮壁板聯(lián)結成V型的外擴聯(lián)結點， 可在機翼彎曲時產(chǎn)生相對活動。上層蒙皮是玻璃纖維，承受氣動壓力載荷，下層機翼、機身、尾翼采用更輕的塑料薄膜。電池系統(tǒng)、航電、載荷裝在三個機身內，極光建造的電池包使用數(shù)以千計的光伏電池。使用了峰值功率跟蹤技術，匹配太陽能光伏電池和電池包的輸出最小化損耗。

  極光飛行科學公司還為該機開發(fā)了電機和雙葉可變距螺旋槳，安裝于機翼的下方和前方，保證氣流穩(wěn)定以提高效率。三條電動系統(tǒng)可保證機翼三段上的螺旋槳不會同時停轉。三冗余飛控系統(tǒng)基于獵戶座和極光的半人馬座可選有人駕駛飛機，使用了下一代軟件。“奧德修斯”的起飛過程是由卡車拉著飛機的拖車到跑道上， 然后飛機從定位板上起飛，降落時使用一次性起落架。