如今，當(dāng)尚處襁褓中的民用無人機行業(yè)還在設(shè)法優(yōu)化小型無人機(UAS)，以執(zhí)行設(shè)備安保、基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控或精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)之類的特定任務(wù)時，一家位于美國新墨西哥州的航空初創(chuàng)企業(yè)卻已經(jīng)有了更宏大、更長期的規(guī)劃。
這家公司名叫“泰坦航空”(Titan Aerospace)，是一家成立僅有一年、已獲風(fēng)投注資的航空器設(shè)計公司。它上周推出了兩款無人機：Solara 50 和Solara 60。這是兩架碩大無朋、靠太陽能驅(qū)動的高空飛機，這家公司計劃讓它們一次性升空后在空中巡航數(shù)周、數(shù)月直至數(shù)年，中途完全無須降落。
泰坦并沒有把這些概念機叫“遙控?zé)o人機”(drone)，也不用這個行業(yè)所習(xí)稱的“無人機系統(tǒng)”，而是叫它們“大氣層衛(wèi)星”。因為它們就像軌道衛(wèi)星一樣，能在空中長時間巡航逗留。這家公司希望將這個售價不到200萬美元的平臺賣給政府、私營企業(yè)和研究機構(gòu)，讓它們只需付出衛(wèi)星成本的九牛一毛，就能在大氣層擁有自己的航天器。
這家公司的理念是，這樣一臺大氣層衛(wèi)星就能執(zhí)行軌道衛(wèi)星的絕大多數(shù)任務(wù)：大氣觀測和天氣監(jiān)測，通訊轉(zhuǎn)播，海洋研究和地球成像。而它所能完成的其他任務(wù)則是空間衛(wèi)星無能為力的，比如邊境安保、海上交通監(jiān)控，打擊海盜行動，災(zāi)害響應(yīng)以及農(nóng)業(yè)觀測。另外，Solara的續(xù)航時間長達五年，使用壽命和很多小型衛(wèi)星不相上下，使它們對上述應(yīng)用來說成了一個更具吸引力的選擇(更別提如果傳感器或是儀表壞了，還能讓它們降落，然后重新發(fā)射升空)。
泰坦首席電氣工程師達斯汀•桑德斯說：“租用衛(wèi)星服務(wù)要耗費巨資。發(fā)射衛(wèi)星也會耗資數(shù)十億美元。而我們要開發(fā)的是每臺航空器僅百萬美元級的平臺，而且這個平臺的運營成本幾乎為零——只需要花不多的錢就能了解實際載荷情況，確保這臺無人機不會出問題。”
而其他長航太陽能概念無人機——包括航空環(huán)境公司(Aerovironment)的“全球觀察者”(Global Observer)和奎奈蒂克公司(一家英國國防科技公司——譯注)為波音公司(Boeing)開發(fā)的展示概念機“西風(fēng)”(Zephyr)——都沒能造出泰坦設(shè)想的長壽命大氣層衛(wèi)星，但泰坦的工程師認(rèn)為他們已經(jīng)基于以前的努力解決了一些棘手問題。比如，Solara 50和Solara 60翼展長達160多英尺的機翼上密集覆蓋著先進的太陽能電池板，它們提供的電力不僅足夠白天黑夜飛行所用(電池白天存儲電力供晚上用)，還足以供重達70磅的傳感器和儀器使用。
不過最關(guān)鍵的也許不是它的飛行方式，而是它到底在何處飛。為了維持這么長的飛行時間，這種飛行器將在大氣層的最佳位置即所謂的對流層頂飛行。這個區(qū)域距海平面約65,000英尺(即12英里多)，風(fēng)速通常小于5節(jié)。泰坦的工程師稱，這個空域相對平靜，且遠高于湍流或其他會影響其飛行性能的惡劣天氣，Solara可以在其中飛上五年之久。對流層頂下的天氣會損壞普通飛行器，對Solara來說更關(guān)鍵的還在于，它會遮蔽太陽，因此在遠高于這種天氣的對流層頂飛行Solara就不易損壞。
泰坦的工程師稱，由于這種飛行器機械結(jié)構(gòu)簡單，同時還有足夠的太陽能驅(qū)動它長期運行，因此現(xiàn)在限制飛行時長的因素就只有電池了。而電池會隨著時間推移而逐漸老化，每隔幾年就必須更換。為了論證這個問題，公司現(xiàn)在用兩架五分之一大小的試驗機進行試飛——同時推遲了B輪融資——到明年春季或夏季時才會讓全尺寸機型上天。
桑德斯表示，到公司交付首架飛機時——最快要到明年年底——太陽能板和電池技術(shù)也許已大幅提高，可讓飛機飛行時間更長或攜帶更大載荷。他說：“我們正為了這個目標(biāo)致力于開發(fā)最簡單、最輕量化的解決方案，同時努力避免過分復(fù)雜化。這才是讓這款無人機物美價廉、同時能夠不間斷飛行數(shù)年的關(guān)鍵所在。”
當(dāng)然，泰坦能否成功，至少在美國很大程度上取決于聯(lián)邦航空管理局(FAA)是否允許這種飛行器在國家空域中飛行。目前允許無人機進入國家空域的管理規(guī)定還未出臺(相關(guān)制度將于2015年推出)，針對像Solara這樣大型無人機的管理制度應(yīng)該會非常嚴(yán)格。
不過桑德斯及公司對此并不怎么擔(dān)心，因為在該機型的設(shè)計研發(fā)全程中泰坦都與聯(lián)邦航空管理局保持著密切合作。而從技術(shù)上說，雖然這個機型的飛行壽命長達數(shù)年，但聯(lián)邦航空管理局真正關(guān)心的只是其最初爬升的那一段。桑德斯稱，美國的A級空域最高到60,000英尺為止，超過高度就不是聯(lián)邦航空管理局管轄的范圍了(這個高度大概是民用飛機飛行高度的兩倍)。
桑德斯談及這家年輕的公司(桑德斯32歲，創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官馬克斯•雅尼35歲左右，首席運營官尼克•雷諾德只有24歲)時表示，盡管符合現(xiàn)行飛行管理規(guī)定勢在必行，但這不是泰坦公司真正的動力所在。這就是為什么公司稱其產(chǎn)品為大氣層衛(wèi)星而不是無人機的緣故。在某種程度上，泰坦是要拿出一種截然不同、比現(xiàn)有產(chǎn)品更容易使用的產(chǎn)品來沖擊無人機和衛(wèi)星領(lǐng)域。
桑德斯說：“我們不希望它帶來任何運行成本，不想客戶為了讓一臺不像樣的飛行器獲準(zhǔn)飛行而不停地大筆花錢。”
“我們想打造一臺非常簡單的產(chǎn)品，它能持續(xù)飛行，無需占用客戶大量時間和精力。如果只需要有一個人監(jiān)控飛行器，那就會讓局面徹底改觀。我們是要努力改變大家對飛行器運行方式的普遍看法。”
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