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未来无人机:除太阳能及氢动力还装核电池,空中制氢成为加“油”机

        无人机的动力能源赌博澳门网站大全发展一直以来备受关注,这关系到无人机的飞行品质和滞空续航的优劣。现时传统无人机主要应用动力来源分为:电池电力驱动,活塞式发动机和涡喷发动机驱动,这几种传统动力都存在各自的短板:电池电力续航时间短,活塞式发动机噪音大,涡喷发动机耗油较大,而较先进的可靠的动力赌博澳门网站大全则是油电混合驱动,这种赌博澳门网站大全结合了电池动力和内燃机动力的优点,但以上这几种无人机所应用的动力能源赌博澳门网站大全对于未来无人机所要求的超远航程来说仍难以满足,那么有什么更先进的动力能源赌博澳门网站大全来实现无人机的超远程续航呢?这时人们很自然地想到太阳能。

 

       

        据报道,中国航天科工的高空太阳能无人机正在测试当中,其采用光伏电池供电,超轻质复合材料构造,其翼展与波音777宽体机相当。而早在2016年7月,脸书的太阳能无人机Aquila已进行了第一次成功试飞,飞行时间长达1个半小时。纵观这些太阳能无人机,其利用太阳能可实现近乎无限的航程(除非电机报废),应用前景广阔。

但太阳能无人机也有其局限性,主要是因为为了实现最大限度利用太阳能提供电机推进电力,太阳能无人机一般要设计面积足够大的翼面来铺设太阳能电池膜,而且为了减重增升,太阳能无人机的翼展比较大且搭载的储电电池不能太多。为了能接受太阳能辐射发电,太阳能无人机一般在20km以上的高空飞行,因为那里没有云层遮挡,气流稳定,太阳光辐射强,所以,目前太阳能无人机的赌博澳门网站大全应用多局限于大型的高空机型,在中、小型中低空无人机上还难以应用。

        那么,对于太阳能无人机的应用问题解决就需要另辟蹊径了。如何解决?就是与氢燃料电池结合了。在2017年第13届阿布扎比国际防务展上,中国公开展出的一款6旋翼垂直起降无人机,赚足观众眼球。这款名为HYDrone-1800的无人机,是该级别无人机中续航时间最长的机型,曾创下持续飞行273分钟的世界纪录。它所以如此牛逼,是因为它搭载有达世界先进水平的氢电混合动力装置。其所用氢燃料电池,由中国武汉一家企业生产。

        那么,如何把太阳能与氢燃料电池结合呢?就是当无人机在高空飞行时利用太阳能一边供电飞行一边供电进行分子膜电解水制氢了。由于大气中含有水分子,无人机在飞行中通过机身上加装的冷凝收集片收集大气中的水分子并储存,利用机翼机身表面铺设的太阳能电池膜供电进行电解水制氢,所得氢气经收集冷却压缩储存在复合碳素玻纤钢内胆贮存罐中或更先进的是压缩储存在碳纳米管中。

        当无人机因执行任务需要进入到例如阴云雨雾天气,黑夜等缺乏足够强度太阳辐射的环境时,氢燃料电池便开始启动供电,为无人机提供飞行动力直至其重新进入太阳辐射强度足够的高空环境。这样,通过混合搭配太阳能和氢燃料电池的方式让无人机达到超长时间甚至无限时续航滞空飞行的性能而不受天气环境变化影响,以及避免无人机的储电电池因天气气温的变化而影响供电性能和寿命等方面的制约。另一方面,这种混合太阳能氢燃料电池无人机也可用作空中制氢站,为其他非太阳能无人机在空中补充氢燃料,就类似空中加油一样。

        除了太阳能和混合太阳能氢燃料电池作为无人机的新动力能源外还有其他可以为无人机提供超长时或半永久动力能源的方法吗?答案是有的,就是放射性同位素核电池。早在上世纪60年代,前苏联就已经在卫星上应用放射性同位素核电池了,其原理是应用放射性同位素衰变时产生的热辐射温差或电位差来发电。随着赌博澳门网站大全进步,核电池的安全性和实用性已有很大的提高。据报道,俄罗斯科研人员正在研制一种核能电池,使用期可达100年。其中的新赌博澳门网站大全利用多孔碳化硅结构保护放射性元素,能在保证安全的同时,让核能电池工作很长时间。

        据称,新型电池中的放射源利用特殊元素碳14,其半衰期为5700年,且无毒、廉价。这种电池的使用范围相当广泛。而且碳14的辐射可以用一张纸就挡住了,安全性高。核电池的未来方向是提高电转换效率和缩小体积以及更可靠的安全性,其稳定的供电能力不受外来天气变化影响,且适用于大、中、小型无人机超长时持久续航性能的需要。而且核电池还可以与氢燃料发动机结合,进一步拓展无人机的动力性能。所以,核电池将成为未来无人机动力能源的重要中坚赌博澳门网站大全。

        有关未来无人机的动力能源探索,还有很多潜在的超乎想象的赌博澳门网站大全方案,例如有可能应用微生物发电赌博澳门网站大全,这些都有赖于我们在基础科学方面的深入研究和创新性尝试。

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编辑:chenc   

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