无人机竞逐更高更久飞行 已达平流层高度——《华尔街日报》

本月，一架无人机从新墨西哥州导弹试验场起飞，进入平流层，加入了一场旨在提供飞行高度更高、续航时间更长的无人飞行器的竞赛。

无人机已经改变了战争形态，最近在乌克兰战争中发挥了重要作用。但军方长期以来一直寻求能够提供超出大多数雷达和导弹防御系统范围的高空情报，并能持续长时间飞行的飞行器。对于商业用户来说，高空无人机可以作为一种向低连接地区提供互联网服务的方式。

多年来，少数军用无人机已在约6万英尺的高度运行，远高于大型喷气式飞机。现在，各公司正在开发能够飞得更高并在那里停留数月的飞行器，为卫星提供更便宜、更灵活的替代方案。

BAE系统公司，这家英国武器制造商生产了在新墨西哥州飞行的无人机，表示其太阳能飞行器设计为可在空中停留长达一年。

“这使我们能够加入将平流层投入实际应用的竞赛，”开发该无人机的BAE子公司Prismatic的首席执行官戴夫·科菲尔德说。

在最近的试飞中，PHASA-35无人机爬升至6.5万英尺以上，飞行了24小时后着陆。预计最早将于2026年底投入使用。

BAE系统公司的PHASA-35无人机翼展达115英尺，但重量仅相当于一辆普通摩托车。照片：BAE系统公司另一方面，飞机制造商空客旗下部门研发了一款名为Zephyr的无人机，已实现在7万英尺高空持续飞行64天。今年夏天，该飞行器将为美国国防部和一家电信公司进行测试，目标是实现200天以上的连续飞行。

这场让飞行更高更持久的竞赛充满失败案例。波音、Meta和谷歌等巨头都曾在尝试让无人机及气球进入严酷的平流层并安全返回时遭遇挫折。

现役的高空军用无人机包括诺斯罗普·格鲁曼公司的全球鹰和通用原子航空系统公司的死神，分别可达到约6万英尺和5万英尺高度，续航时间均为30小时左右。

为实现更高更久的飞行，BAE耗时多年优化其无人机设计，该机型于2020年完成首飞。

PHASA-35翼展达115英尺（约合35米），与波音737相当，但重量仅等同于普通摩托车。超长机翼用于搭载太阳能电池板提供能源，并在稀薄的平流层空气中获得足够升力。

这种精密结构需穿越12英里（约合19公里）多变天气层升降，意味着全天候工作的操作员需要极高精度的气象数据。在近期试飞中，操作团队接收英国国家气象局的实时天气数据以确定最佳起飞时机。

“这就像一艘非常脆弱的船穿越急流，以抵达更平静的水域，”英国西英格兰大学航空航天工程副教授史蒂夫·赖特在布里斯托尔说道。

一旦进入平流层，这些无人机将面临零下40摄氏度的低温以及太阳辐射数月的精密电子设备。

“电子设备必须极其坚固，”赖特表示。

由空客子公司Aalto开发的“西风”无人机在2019年澳大利亚试飞中遭遇湍流后解体。澳大利亚航空监管机构报告称，该无人机“在爬升和下降阶段对大气不稳定性极为敏感”。去年，极端天气又在美国测试中导致该无人机坠毁。

Aalto政府事务负责人克里斯·麦克劳林表示，2019年失事的为早期测试机型，目前“西风”已完成四次成功着陆。该项目始于20多年前。

空客开发的“西风”无人机已实现7万英尺高空持续飞行64天。图片来源：空客防务与航天/路透社其他知名无人机项目已停滞。

波音曾计划开发翼展40英尺的太阳能无人机，可在6万英尺高空持续飞行至少五年。约十年前，SolarEagle项目中止。波音未回应置评请求。

2021年，Alphabet（谷歌母公司）放弃了向7.5万英尺高空发射巨型气球为偏远地区提供互联网接入的投标计划，称该商业项目不具备可行性。

近年来，Meta旗下Facebook和英国政府测绘机构Ordnance Survey也相继取消了高空无人机项目。

尽管如此，开发者们表示他们预测其研发的飞行器将面临巨大需求。根据空客集团Aalto部门的预测，到21世纪30年代中期，平流层服务整体规模（包括军用和商用领域的多种应用）估值可能高达2000亿美元。

其他研发高空无人机的机构包括日本软银集团（2020年其Sunglider飞行器在6.25万英尺高度完成测试），以及印度政府下属研究机构国家航空航天实验室。

通用原子航空系统公司的"死神"无人机可攀升至约5万英尺高度，续航时间约30小时。图片来源：Janis Laizans/Reuters高空无人机有时被称为"伪卫星"，开发者表示它们能以类似方式应用，且具备某些优势。

以Zephyr为例，其开发商表示该无人机可为7500平方公里区域提供通信覆盖，相当于在地面部署250座电信基站。

“这些高空无人机由于距离地球更近，在信号连接质量、带宽容量和传输时间方面可能更为可靠，”为英国政府、联合国等机构提供无人机咨询的学者詹姆斯·罗杰斯表示。

支持者指出，发射无人机比卫星更经济环保，同时能更灵活地定位在目标区域上空。

“它的操控性无与伦比，”麦克劳林在谈到Zephyr无人机时说道。

在军事用途上，高空无人机的雷达特征较弱，部分原因是其发动机散发的热量比喷气机少。在这样的高度，它们也更难被击落。

“我们很难被侦测到，”BAE公司的科菲尔德表示。

联系作者Alistair MacDonald，邮箱：[email protected]

本文发表于2023年7月15日印刷版，标题为《无人机竞逐平流层高度》