無人機發(fā)展方興未艾,已經(jīng)進入一個商用無人機發(fā)展的黃金時期。眾所周知,商業(yè)無人機最大的問題是動力系統(tǒng),傳統(tǒng)電池極大地限制了無人機的飛行時間,目前流行的鋰離子電池系統(tǒng)則只能持續(xù)30分鐘左右的時間,如何延長商業(yè)無人機滯空時間,提高無人機續(xù)航能力,是全世界和科學(xué)界都在努力突破的課題。
無人機續(xù)航能力是個大難題
據(jù)外媒網(wǎng)站近日報道,總部位于倫敦的H2GO動力公司宣布,成功實現(xiàn)了世界上首次氫動力3D打印無人機飛行,該無人機利用3D打印輕質(zhì)金屬的先進設(shè)計技術(shù),實現(xiàn)了最高可達(dá)15%的無人機總重量減少和機身體積的控制,這使得無人機能夠攜帶更重的負(fù)載,引起眾多關(guān)注。
目前商業(yè)無人機飛行時長世界紀(jì)錄是4小時40分鐘。是由歐洲多旋翼無人機公司Quaternium稱其多旋翼無人機2017年創(chuàng)造的。不過這架無人機通過采用混合技術(shù)動力系統(tǒng),電動無人機擁有一個基于二沖程發(fā)動機的強大發(fā)電機組,可以讓無人機在飛行中充電,雖然有打“擦邊球”的嫌疑,但最終解決的是無人機滯空時長問題,不失為一個創(chuàng)舉。但這項紀(jì)錄已經(jīng)被打破,而且還是這家公司來自中國。
Quaternium宣布旗下的HYBRiX.20混合動力無人機
氫燃料電池動力日益成為商用無人機發(fā)展的一種趨勢。相對鋰電池來說,氫燃料電池有著更大的優(yōu)勢,氫燃料電池比鋰電池的使用壽命長幾十倍,并且氫燃料電池非常的環(huán)保,在低溫環(huán)境的情況下工作狀況遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)鋰電池,尤其是電池報廢后的反應(yīng)膜和催化劑等材料都是可回收再利用的。但是氫燃料源不易取得,氫燃料電池加注需要一種特殊的加壓設(shè)備,這也是造成氫動力并不是很普及的重要原因。
氫燃料電池動力無人機
H2GO動力公司研發(fā)的無人機最大特色在于采用獨特的固態(tài)儲氫技術(shù)作為氫燃料電池動力源,已經(jīng)證明僅需要加壓1%的狀態(tài)下就可以實現(xiàn)無人機的正常飛行與運作,消除了以往使用壓縮氫氣的安全問題,并將無人機電池的飛行時間延長90分鐘,雖然這個時間距離世界紀(jì)錄差距較遠(yuǎn),其意義在于使用創(chuàng)新性的固態(tài)儲氫技術(shù),提供了清潔、可靠和可擴展的能量來源,這意味著氫能的使用完全可以常態(tài)化、便捷化,這足以引起全世界的關(guān)注。這才是H2GO氫動力無人機真正的賣點。
固態(tài)氫動力無人機測試成功
有傳聞韓國無人機公司 metaVista 打破了商用無人機飛行紀(jì)錄,以 12 小時 7 分 5 秒的飛行時間打破世界紀(jì)錄,搞笑的是這架無人機的機身下方搭載裝著液態(tài)氫瓶,因此這一飛行紀(jì)錄不被認(rèn)可,因為沒有商用意義。metaVista 無人機使用的電池還不是自主研發(fā),采用的是來自英國燃料電池公司 Intelligent Energy 研發(fā)的 800W 電池動力模組。
韓國無人機“吊掛”液態(tài)氫瓶
國內(nèi)近年氫燃料電池動力無人機研究和發(fā)展非常迅猛,早在2015年武漢眾宇動力HyLite1200氫燃料電池動力系統(tǒng)成功試飛,其研發(fā)的一款名為“游騎兵”燃料電池多旋翼無人機就創(chuàng)造了3小時30分鐘的野外飛行記錄,而在2016年3月的野外試飛中更是以4小時33分的續(xù)航時間再次打破世界紀(jì)錄,實現(xiàn)了無人機續(xù)航問題的突破。
中國眾宇動力HyLite1200氫燃料電池動力系統(tǒng)無人機
國內(nèi)另一家公司科比特航空正式發(fā)布了全球首款氫燃料電池多旋翼工業(yè)級無人機——HYDrone-1800,擁有超長續(xù)航時間,該機的續(xù)航時間長達(dá)273分鐘,4小時55分。這無疑才是真正的氫燃料電池?zé)o人機的飛行紀(jì)錄。該機定義為工業(yè)級無人機主要原因在于氫燃料的加注必須采用特殊方法及設(shè)備,如何實現(xiàn)商業(yè)化還需解決氫燃料常態(tài)化的問題,這已經(jīng)不是無人機本身的問題了。
中國氫燃料多旋翼工業(yè)級無人機
近年來,國家都將氫能發(fā)展與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新提升到國家戰(zhàn)略高度,列為重點發(fā)展方向。為推動氫燃料和無人機技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,2019年12月將舉辦中國國際氫燃料電池?zé)o人機大會,通過促進氫燃料電池、無人機領(lǐng)域的國際交流、展示與合作,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)共贏。
中國國際氫燃料電池?zé)o人機大會
氫能的發(fā)展除技術(shù)突破、加氫產(chǎn)業(yè)布局外,更需要關(guān)注的是成本問題。只有生產(chǎn)成本及使用成本大幅下降,氫能才能在新一輪能源變革中具有更強的競爭力。相信有了國家戰(zhàn)略推動,看好我國氫燃料電池和無人機行業(yè)的未來!