遇到自然灾害时,如果因地面基站的损坏使通信中断,将为搜救工作造成很大困难。而西工大“魅影”团队自主研发的太阳能Wi-Fi无人机一旦投入使用,将能取代地面基站成为天空的信使,让Wi-Fi信号畅通无碍。昨日,西工大相关研制团队表示,这架“网红”无人机占了三个全国第一。

“网红”无人机占了三个全国第一

第十八届中国科协年会全国科技工作者创新创业大赛上,由西工大周洲教授团队研制的“太阳能Wi-Fi无人机”一举夺得金奖,引起了社会各界关注。

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据介绍,这架炫酷无人机的亮点是将太阳能、无人机、无线路由器三个社会热点相结合,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。

“这架无人机占了三个全国第一。”西工大研发团队成员介绍,这是全国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1.7kg/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。

西工大相关研制人员表示,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。“很难想象身长7米的飞机,重量只有15kg,两个成年人就能轻松抬起。”一位工作人员表示。此外,太阳能Wi-Fi无人机的整体性能也得到了最优化。

此外,太阳能Wi-Fi无人机的整体性能也得到了最优化:除了表面的太阳能电池板,它内置一块高比能电池,冬季的航时达13小时,夏季则长达23小时;全翼式机型使其能够承受5级风,飞行速度达40km/h;飞行范围在方圆20公里。

解决了偏远地区上网需求

这是一项关计民生的项目。谈起研发这架无人机的初衷,团队负责人周洲教授表示,“想做一些对老百姓真正有用的项目”。

中国手机用户达13亿,手机已取代电脑成为人们日常最重要的了解资讯的工具。2013年,一次与企业合作的机会,让“魅影”团队想到了将太阳能、Wi-Fi与西工大王牌——无人机结合起来,太阳能是手段,无人机是载体,Wi-Fi是服务产品,“Wi-Fi是公用的,在偏远地区、特殊时期仍能派上用场”。

太阳能Wi-Fi无人机最实用的功能是解决了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。该无人机还可以用于应急救灾。利用太阳能Wi-Fi无人机的长航时优势,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,该无人机还能解决被困人员与外界联系的困难。

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

最终构建覆盖全球的通信网络

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”团队这一研发成果未来有望形成光伏、航空、互联网融合的新型产业。

“未来将让无人机逐步从1.0时代进入4.0时代。”周洲教授表示。

1.0时代,太阳能Wi-Fi无人机的飞行高度在3千米以下,初步实现与手机运营商的合作,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;通过该系统布设,实现适用于普通终端的持久廉价通信,摆脱完全依赖通信卫星的局面。团队计划明年在罗布泊区域和南海区域作示范应用; 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。