文档介绍：国外超高空长航时无人机发展分析
 
 
 
 
 
   
 
 
 
祝彬陈笑南范桃英
本文讨论的超高空长航时无人机是一种能够在20km以上的临近空间长时间持续飞行的无人飞行器。这种飞行“西风”无人机已成功在美国新墨西哥州进行了多次飞行试验，见表2。在2010年7月的试验中， “西风”，创造了无人机连续飞行时间的新纪录。
二、国外氢动力无人机发展脉络与现状分析
国外第一架完全由液氢燃料电池驱动的无人机“全球观测者”缩比验证机是美国在总结“太阳神”系列无人机经验教训的基础上发展起来的，典型计划有“全球观测者”、 “鬼眼”和“猎户座”等无人机计划。国外典型氢动力超高空长航时无人机计划发展脉络见图6。其中， “猎户座”无人机计划的目标是，验证一种可在20km高度续航4天以上的无人机。这种无人机总重3059kg，携带182kg有效载荷，有效载荷功率约为4kW。
1． “鬼眼”无人机
波音公司“鬼眼”超高空长航时无人机计划是“秃鹫”侦察机的后续计划。 “鬼眼”无人机验证机的设计飞行高度为20krn，设计留空时间4天，用于执行情报、监视与侦察和数据中继任务。 “鬼眼”目标系统示意图见图7。
“鬼眼”缩比验证机翼展约46m，长约16m，未加燃料空重3670kg，总重4522kg；、4缸氢发动机提供动力，每台发动机可提供150马力（约110325W）的动力，，见图8。
2007年10月，波音公司成功试验了其高空长航时无人机氢推进系统。试验中，该发动机在控制室内运行4天，其中3天是在模拟20km高空环境下运行的。波音公司“鬼眼”无人机系统201 1年6月完成了为期12天的地面振动试验和结构模式交互试验。波音公司2012年4月对“鬼眼”无人机进行了一系列滑行测试，验证了地面制导、导航和控制、任务规划、飞行接口和操作程序。在6月进行的旨在演示初步处理和操作能力的首次试飞中，无人机从一个专用发射车起飞，完成了28分钟的飞行试验。试验中无人机最高攀爬高度约1243m，速度约115km/h，着陆时无人机起落架陷入湖床并损坏。2013年2月， “鬼眼”无人机进行第二次飞行试验，无人机爬升至约2440m高度，并以约114km/h的巡航速度持续飞行66分钟后安全着陆。 “鬼眼”无人机采用两台2. 3L.、4缸液氢推进系统，其发动机能实现3倍涡轮增压。
2．“全球观察者”无人机
HP03型“太阳神”样机解体之后，美国国家航空航天局在ERAST计划提供的技术基础之上，开始研制“全球观测者”无人机，用以执行侦察或通信中继任务。与“太阳神”不同的是，“全球观测者”在设计上用尾翼取代飞翼，并把重量合理集中在中央机身；不采用太阳能而用液氢燃料电池驱动。
“全球观测者”无人机计划演变为由美国国防部、美国特种作战司令部、国土安全部、美国国家航空航天司令部、海岸警卫队等机构联合投资的发展计划。
“全球观察者”，设计留空时间为5～7天，用于长航时侦察监视或通信中继，见图9。
“全球观察者”无人机计划共发展了3个型号，分别为缩比验证机“GO-O奥德赛”、 “全球观测者”l、 “全球观