▲西北工业大学自主研制的太阳能Wi—Fi无人机

近日，西北工业大学通报称，该校太阳能Wi-Fi无人机研制团队在陕北高原再次刷新该无人机飞行纪录：在风力7级、风雨交加和低照度的恶劣环境中，实现了太阳能无人机国内目前最长航时（16小时09分钟）的飞行，这标志着该校太阳能Wi-Fi无人机研究取得重大突破。

“魅影5”恶劣环境下持续飞行16小时09分

7月21日凌晨，陕北高原。跑道上，一道黑色之影已展开双翼静静等待。

滑跑、加速、离地、拉起。5时04分，作为空中飞行基站的太阳能无人机“魅影5”飞向天空，开始令人期待的飞行之旅。

据西工大无人机研发团队成员介绍，飞行当天颇具戏剧色彩。那天多云，光照度持续在较低的水平。直到中午12点多，“魅影5”已持续飞行7小时，光照度才开始逐渐升高。下午5时，当飞行突破12小时时，东方的乌云伴着大风席卷而来。“向北调整轨迹，到无云区！”地面站紧急作出调整。乌云旋即覆盖了天空，雷声响起，大雨突降。

“空中风速大于14米／秒！强风！”地面站内，每个人的双眼都紧盯着“魅影5”的身影，担心她不能挺住。

大雨持续了半个多小时，强劲的风依旧刮个不停。挺过最艰难时刻的“魅影5”，此时已持续飞行了14小时。

晚上9时14分，“魅影5”稳稳回到跑道上。从凌晨出发到晚间着陆，“魅影5”持续飞行16小时09分钟，成为目前国内最长续航的太阳能无人机。

▲研制团队在野外试验一线

“这次强风、大雨、低照度下的长续航能力的验证，充分证实团队研制的太阳能通信无人机的性能，已具备承担应急救援、偏远地区通信、边境反恐、维稳等应用能力。”西工大“魅影”研发团队负责人周洲教授说，在光照度提高的情况下，昼夜飞行已指日可待。

周洲教授领衔的“特种无人机研究团队”（“魅影”团队），长期致力于特种无人机的基础性、前沿性、探索性技术研究。团队成立15年来，承担和参与了国家20多个项目，先后获得27项专利，获得国家科技进步一等奖1项、国防科技进步一等奖2项。目前团队70%为西工大学生，是一支特别能吃苦的团队。

周洲教授说，7月的日照条件是全年最好的，新疆等地更是达到14小时-16小时的日照时长。团队需要迎着烈日上，争取最佳的实验验证。队员们放弃暑假，从四川北川转战陕北，一路顶着烈日连续工作近20天，每天早出晚归，半夜才收工；没有合适的飞机跑道，干脆自己动手铺；累了，就野外露宿。

“太阳能Wi-Fi无人机”已实现三个“全国第一”

2016年，在第十八届中国科协年会全国科技工作者创新创业大赛上，团队研制的“太阳能Wi-Fi无人机”一举夺得金奖，引起社会各界关注。建立低成本的“空中基站”取代高成本的地面基站，随时随地无线连接成为可能。

▲西工大研制团队

这架无人机的亮点是将太阳能、无人机、无线路由器三个点相结合，采用太阳能为自供给能源，太阳能无人机为持久留空平台，与Wi-Fi技术相结合，构建空中基站，通过单机或者多机基站进行区域覆盖，形成灵活的移动互联网空中宽带通信基础设施。

研发团队成员介绍，这架太阳能无人机实现了三个“全国第一”：第一架全翼式布局太阳能无人机。机型采用全翼式布局，省去机身和机尾以减少阻力；相比旋翼式飞机耗能更少，取得空气动力和能源铺设效率同时最优的设计技术；第一架薄膜无人机。CIGS薄膜覆盖机翼表面，不同于太阳能电池板常用的晶硅材质，薄膜柔性佳、铺设效率高，光伏能源复合结构的面密度小于1.7千克/平方米；第一架完成单机、双机Wi-Fi覆盖/中继实验验证的无人机。

▲太阳能Wi—Fi无人机在进行夜间试验

▲周洲教授和她的研制团队

研制人员说，三个第一不是简单的功能叠加，而是集中了西工大飞行器设计专业的精华，无论超轻面密度结构设计、能源铺设效率还是气动设计，均属国内领先。一位研制人员说，“身长7米的飞机，重量只有15千克，两个成年人就能轻松抬起。”

此外，除了表面的太阳能电池板，太阳能Wi-Fi无人机内置一块高比能电池，冬季的航时达13小时，夏季长达23小时；全翼式机型使其能够承受5级风，飞行速度达40千米/小时；飞行范围在方圆20公里。

一旦投用，能取代地面基站，让Wi-Fi信号畅通无碍

遇到自然灾害时，如果因地面基站的损坏使通信中断，搜救工作将造成很大困难。而“魅影”团队自主研发的太阳能Wi-Fi无人机一旦投入使用，能取代地面基站成为天空的信使，让Wi-Fi信号在沙漠也能畅通无碍。

它最实用的功能是解决偏远地区上网的实际需求，通过系统灵活布设、实现区域覆盖，避免了修建地基站的困难，还可用于应急救灾。利用其长航时优势，充当空中信息平台，快速定位生命痕迹，并构建民间普通用户信息连接渠道；在野外救援中，还能解决被困人员与外界联系的困难。

▲团队进行夜间试验后合影

团队先后在新疆、西藏，克服种种环境困难进行飞行试验，终于完成单机、双机Wi-Fi覆盖/中继实验验证，取得成功。

据介绍，目前国外只有Google和Facebook两家公司在做民用太阳能Wi-Fi无人机。“魅影”团队的这一成果，未来有望形成光伏、航空、互联网融合的新型产业。

周洲教授的设想是，“未来让无人机逐步从1.0时代进入4.0时代，让太阳能飞机、让Wi-Fi无处不在。”

据她介绍，1.0时代太阳能Wi-Fi无人机的飞行高度在3000米以下，初步实现与手机运营商合作，达到“地—机—地”信号传输模式；2.0时代，预计于2017年接入4G信号，扩大功能和飞机规模；3.0时代，初步实现飞行高度2万米以上，实现西部区域通信和广域海上通信。而4.0时代，在采光很好、风平浪静的平流层实现永久续航，信号传输模式从“地—机—地”升级为“天—空—地”，可直接充当未来全球覆盖的空中网络基站，最终构建一个覆盖全球的无线通信网络。

“在国家‘一带一路’倡议下，太阳能Wi-Fi无人机发展四部曲有着深远意义。”周洲教授表示，“太阳能Wi-Fi无人机”从通讯层面为“一带一路”打开通道，不仅能解决地面设施及相关运营支撑系统建设难度大的问题，也能解决偏远地区、广域海上和灾区等应急场所快速搭建信息桥梁的难题，在实际生活中更能造福每一个人。她表示，团队下一步的计划是主打“通信+无人机”，以应用为牵引制造无人机，实现产业化。 

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