在第三屆中國“互聯網+”大學生創新創業大賽總決賽上,來自西北工業大學的魅影太陽能無人機通用平臺項目榮獲金獎,今年7月,該校“魅影團隊”自主研發的太陽能Wi-Fi無人機研究取得重大突破,在陜北高原持續飛行16小時9分鐘!再次刷新國內太陽能無人機最長續航時間。
2016年,在第十八屆中國科協年會全國科技工作者創新創業大賽上,團隊研制的“太陽能Wi-Fi無人機”一舉奪得金獎,引起社會各界關注。建立低成本的“空中基站”取代高成本的地面基站,隨時隨地無線連接成為可能。

周洲教授領銜的“特種無人機研究團隊”(“魅影”團隊),長期致力于特種無人機的基礎性、前沿性、探索性技術研究。團隊成立15年來,承擔和參與了國家20多個項目,先后獲得27項專利,獲得國家科技進步一等獎1項、國防科技進步一等獎2項。目前團隊70%為西工大學生,是一支特別能吃苦的團隊。
這架無人機的亮點是將太陽能、無人機、無線路由器三個點相結合,采用太陽能為自供給能源,太陽能無人機為持久留空平臺,與Wi-Fi技術相結合,構建空中基站,通過單機或者多機基站進行區域覆蓋,形成靈活的移動互聯網空中寬帶通信基礎設施。
第一架全翼式布局太陽能無人機。機型采用全翼式布局,省去機身和機尾以減少阻力;相比旋翼式飛機耗能更少,取得空氣動力和能源鋪設效率同時最優的設計技術;
第一架薄膜無人機。CIGS薄膜覆蓋機翼表面,不同于太陽能電池板常用的晶硅材質,薄膜柔性佳、鋪設效率高,光伏能源復合結構的面密度小于1.7千克/平方米;
第一架完成單機、雙機Wi-Fi覆蓋/中繼實驗驗證的無人機。
研制人員說,三個第一不是簡單的功能疊加,而是集中了西工大飛行器設計專業的精華,無論超輕面密度結構設計、能源鋪設效率還是氣動設計,均屬國內領先。一位研制人員說,“身長7米的飛機,重量只有15千克,兩個成年人就能輕松抬起。”
此外,除了表面的太陽能電池板,太陽能Wi-Fi無人機內置一塊高比能電池,冬季的航時達13小時,夏季長達23小時;全翼式機型使其能夠承受5級風,飛行速度達40千米/小時;飛行范圍在方圓20公里。
一旦投用,能取代地面基站
讓Wi-Fi信號暢通無礙
遇到自然災害時,如果因地面基站的損壞使通信中斷,搜救工作將造成很大困難。而“魅影”團隊自主研發的太陽能Wi-Fi無人機一旦投入使用,能取代地面基站成為天空的信使,讓Wi-Fi信號在沙漠也能暢通無礙。
它最實用的功能是解決偏遠地區上網的實際需求,通過系統靈活布設、實現區域覆蓋,避免了修建地基站的困難,還可用于應急救災。利用其長航時優勢,充當空中信息平臺,快速定位生命痕跡,并構建民間普通用戶信息連接渠道;在野外救援中,還能解決被困人員與外界聯系的困難。團隊先后在新疆、西藏,克服種種環境困難進行飛行試驗,終于完成單機、雙機Wi-Fi覆蓋/中繼實驗驗證,取得成功。

周洲教授的設想是,“未來讓無人機逐步從1.0時代進入4.0時代,讓太陽能飛機、讓Wi-Fi無處不在。”“在國家‘一帶一路’倡議下,太陽能Wi-Fi無人機發展四部曲有著深遠意義。”周洲教授表示,“太陽能Wi-Fi無人機”從通訊層面為“一帶一路”打開通道,不僅能解決地面設施及相關運營支撐系統建設難度大的問題,也能解決偏遠地區、廣域海上和災區等應急場所快速搭建信息橋梁的難題,在實際生活中更能造福每一個人。她表示,團隊下一步的計劃是主打“通信+無人機”,以應用為牽引制造無人機,實現產業化。
來源:西北工業大學