■记者 周佩佳
通讯员 王陈燕 汪 舒
距离地球表面20—100公里之间的空域,在航空航天领域被称为“临近空间”。这一空域,在传统民航客机的飞行高度之上,又在卫星、宇宙飞船等航天器的运行轨道之下,因复杂气候条件等原因,这一空域被认为是传统航空器和航天器的“共同盲区”。
那真的没有飞行器能在这一空域内活动了吗?答案是否定的。
日前,在夏佩尔高空驻留机器(嘉兴)有限公司,记者看到一架翼展足有26米长的超高空太阳能动力无人机,公司多年以来持续开展相关领域技术研究与工程化实践,已形成阶段性成果。而更具长远意义的是,此类太阳能动力无人机能实现传统意义上的通信、导航、遥感等应用,能为各个城市建设自有的天地一体的信息化网络提供帮助。
填补临近空间的航天器空白
“在临近空间的高度能够飞行的飞行器少之又少,而在这个高度执行几十甚至上百天任务的飞行器,全球范围内只有空客公司能够做到。”面对这一国内科研机构都在追赶的目标,夏佩尔高空驻留机器(嘉兴)有限公司董事长徐咏明却信心满满。
我们都知道,传统民航客机的巡航高度仅10公里左右,最高不超过18公里,而卫星等其他航空器则运行在数百乃至数万公里的外层空间。这两者之间的广阔临近空间,因其空气稀薄、气象稳定,本应是理想的高空作业平台,却因为续航问题、经济价值等原因导致长期缺乏可靠、稳定的飞行载体。
2017年,徐咏明带着“太阳能动力无人机”的创意雏形“自立门户”。2021年,在中国电子科技南湖研究院和南湖实验室落户时,机缘巧合也来到南湖区,坚定地继续他的理想。与造价动辄数亿的卫星或功能单一的高空气球相比,理想中的这架太阳能无人机试图以更低的成本和更灵活的部署方式,提供通信中继、对地观测、导航增强等多样化服务。
更令人惊讶的是,如此复杂的系统工程,公司核心团队仅有5人。“我们用的不是传统制造业大规模招兵买马和建设自有工厂的模式,而是采用一种独特的“自愿者”协作机制。“每个行业和产品都有其制造工艺顶尖的厂家,我们需要做的是将这些‘大拿和极客’集结起来。”徐咏明透露,在他的合作名单上,不乏来自国内顶尖研究院所的专家,甚至还有对此项技术充满热情的高中生。
这种模式的核心在于任务分解与协同攻坚。团队将飞机研发中涉及的材料、气动、能源、控制等上千个技术难题拆解,由分布在各领域的“自愿者”们认领并攻关。徐咏明拿起一块飞机使用的高性能锂电池介绍,虽然厚度仅约1厘米,但其功率密度可以高达430瓦时每公斤,且在零下25℃的极寒条件下仍能实现300次充放电的寿命,“能同时满足这三个条件的电池堪称凤毛麟角,性能已经达到全球领先。”再比如机翼上铺设的钙钛矿太阳能板,5年前尚且算不上光伏行业的主流技术路线,但如今看来却实现了发电功率与成本之间的微妙平衡,实现了“最优解”。
瞄准未来城市智能基座搭建
然而,在徐咏明看来,集成顶尖硬件并非其真正的竞争壁垒,“买合格的零件组装起来,飞机就能飞。真正的难点和未来价值在于两件事,一是快速理解并响应千变万化的用户需求,二是实现极致的敏捷制造与低成本交付。”
为此,团队投入巨大精力构建了一个底层的数字化平台。这不仅是设计工具,更是一个涵盖需求对接、自动设计、供应链协同的“制造大脑”。未来,用户只需输入任务需求,平台便能自动生成飞机设计方案、成本与交付周期,“在这个平台上,买无人机就像买衣服一样,它可以为用户提供个性化的交付能力。”徐咏明透露,通过这套系统,有望将传统需耗时数年、耗资上亿元的定制飞机交付流程,缩短至两周,成本降至千万级。
有了设计和交付能力,下一步考虑的便是应用场景。
从这款无人机的设计来看,留空时间可以达到十天甚至上百天,单个平台的信号覆盖范围直径约200公里,能为每个县域部署属于自己的“空中数字疆域”。比如,可以是24小时紧盯台风眼的“气象哨兵”,可以是偏远地区的“临时通信基站”,也可以是守护低空安全的“监测天眼”。
而更宏观的价值,其实在于构建未来的城市立体智能基座。在徐咏明看来,未来的低空经济充满各类飞行器,就像地面交通需要红绿灯和交规一样,天空也需要一套确保安全、高效的协同规则。”团队基于飞机研发经验,衍生开发了一套“任务自主协同架构”。这套系统不控制任何具体飞行器,而是为所有接入的无人机、机器人提供统一的“空中交通语言”和协同基准,使其能自主避让、合作,这被认为是实现大规模低空智能管理的底层钥匙。
目前,该项目的工程验证机已进入最后阶段,近期将有一批验证机交付首批用户用于专项测试。同时,团队正全力以赴,为接下来挑战超高空环球不着落创纪录飞行挑战做准备。
这是一次技术的终极“试炼”,一旦成功,不仅将验证太阳能动力无人机的可靠性与环境适应性,更将向世界宣告:在临近空间这片战略新高地,嘉兴创新者搭建起了属于自己的“空中铁塔”。
