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伴随科技进步和政策推进，低空经济已经成为新兴产业的一匹黑马。而无人机作为低空经济进步的“主力军”之一，发挥着不可小觑有哪些用途。

日前，中国自主研制的国内首架太阳能氢能混合动力无人机在明月湖顺利完成了首飞，填补了混合动力无人机范围的空白。在庆祝这一重大成就的同时，大家不禁会产生疑问，无人机是怎么样达成无人驾驶的？混合动力又是什么呢？

太阳能无人机

（图片来源：veer图库）

无人机怎么样达成无人驾驶？

无人机要想达成无人驾驶，第一要飞起来才行。无人机飞起来的原理与有人机类似，都是借助了空气动力学的原理。在无人机起飞过程中气领会被机翼切割为上下两部分，机翼上侧的气体流动速度大于下侧。依据“伯努利定律”，气体流动速度越快，气体重压越低。因此机翼上侧的气体重压小于下侧，产生了向上“托举”的升力，使得飞机升空。

飞机机翼

（图片来源：veer图库）

飞行控制系统是达成无人机稳定飞行必不可少的部分，被叫做无人机的“大脑”。飞行控制系统由多种高精度传感器组成，如用于确定地方的GPS（全球定位系统），用于测量高度的充气压力计，用于感知角速度和加速度的IMU（惯性测量单元），与用于确定方向指南针等。

飞机驾驶舱

（图片来源：veer图库）

大家在电影里常常会看到如此的画面，飞行员坐在驾驶舱内，面对海量的仪表和操控按钮，有条不紊地操控着飞机。那样无人机由哪个来操控呢？

无人机事实上还是由人来操控的，只是操作的地方和机会不同。

操作员在地面通过遥控器就能达成无人机的飞行姿态和飞行轨迹的控制。无人机遥控器上会显示出各项飞行数据，如飞行状况、地方信息、传感器数据等，操作员依据这类信息通过操纵杆或按键对无人机发出指令，无人机就会根据预期的路线和动作飞行。

伴随通信技术的不断进步，操作员发出指令和无人机接收指令的速度也愈加快，地面操作员几乎已经能达到“身临其境”地控制无人机，就像“坐”在无人机里操控一样。

遥控操控的无人机

（图片来源：veer图库）

既然无人机也是人操控的，一架无人机对应一个遥控器和操作职员，那样大家看到的无人机编队表演，岂不是需要成百上千人才能完成？

事实不是如此的，无人机除去可以让人操控外，也可以“自己飞”，只是需要专业职员提前对无人机的飞行姿态和灯光进行编程，无人机就能依据预设的飞行计划和任务需要，自主完成起飞、变换队形等过程，并且该过程不需要人工干涉。

这样来看，庞大的无人机表演编队可能仅需两个人加一台电脑就能被控制，操作职员负责监控无人机的飞行状况、调整飞行参数与应付突发状况，电脑则通过预先编程的软件来集中控制无人机的表演动作。

无人机表演编队

（图片来源：veer图库）

混合动力无人机有什么“过人之处”？

动力系统是无人机能否顺利升空和飞多长时间的重点。现在，大部分无人机使用电池供电的方法，这种方法虽然便捷，技术也较为成熟，但飞行时间有限，用体验大优惠扣。比如纯电供能的摄影无人机，单次飞行时间在30分钟左右，即便用一流的电池技术和使用更优的机身结构，其续航时间也非常难超越1小时。

混合动力无人机，像混合动力汽车，有望达成续航里程的突破。据了解，在明月湖顺利完成首飞的混合动力无人机使用了团队自主研制的能量管理软件，结合了太阳能发电和氢能发电两个能量体系。

太阳能和氢能作为清洗能源不只环保，还拥有能源互补的优势。借助精确的能源输出控制系统，对电能输出进行适当的调配，将太阳能产生的电力无条件优先输出，氢能产生的电作为补充用，可以达成昼夜连续飞行，飞行时间超24小时。

氢能为何能被无人机选中？

氢能是一种清洗的二次能源，是由氢气和氧气发生反应释放的化学能，被誉为“21世纪终极能源”。参与反应的氢气具备高的燃烧热值（142MJ/kg），高于化石燃料和化工燃料，是汽油发热值的3倍左右。除此之外，氢气与氧气反应后的产物只有水，排放对环境几乎无污染。

氢能源

（图片来源：veer图库）

无人机中的氢能与电能的转换必不可少氢燃料电池，氢燃料电池为氢气与氧气的反应提供了场合和必要的反应条件。燃料电池工作时，在阳极通入氢气，阴极通入氧气或空气，通过特殊的电解质就能达成化学能到电能的转换。

氢燃料电池具备较高的耐低温性能，在零下二十摄氏度或更低的温度可以达成无损冷启动，具备更高的安全性和稳定性。因此，氢能的“加入”不只可以提升无人机的续航时间，也能使其在愈加恶劣的飞行环境中“游刃有余”。

除去一流的能量系统，混合动力无人机还有什么？

一体化成型轻质碳纤维机身：机身使用强度更高和重量更轻的碳纤维材料，减轻无人机重量的同时提升了机身对环境的耐受性，保证了无人机的安全性和稳定性。

大尺寸长翼展气动外形：大机翼面积可以为无人机产生更大的升力，达成更大的载荷。较长的翼展可以更有效地借助空气动力学原理，降低阻力，提升飞行效率，减少能耗。

革新型氢动力电推进吊舱：氢燃料电池具备较高的能量转换效率，可以最大限度地降低能量损失，提升无人机的能源借助效率。紧凑的结构既保证了足够的动力输出，又降低了整机重量和附属部件的复杂性。

无人机在大家日常有哪些作用与功效？

环境监测：无人机搭载好看的相机、红外传感器等设施，可以高效地进行空风韵量监测、水体污染测试与森林火情巡查，为环境保护提供准时准确的数据支持。

农业种植：无人机通过精确喷洒农药和肥料，大大提升作业效率、降低化学物质的过量用、节省人力物力，促进绿色、高科技农业的进步。

无人机洒农药

（图片来源：veer图库）

紧急救援：无人机可以飞速穿越复杂地形，为灾区提供空中侦察、物资投送和通信中继等重点服务，成为救援队伍必不可少的“空中助手”。

无人机救援

（图片来源：veer图库）

物流配送：无人机以其迅速、灵活的特征，正逐步探索城市短途配送、偏远区域物资补给等新型物流模式，为大家的生活带来便利。

无人机配送快递

（图片来源：veer图库）

除此之外，无人机在影视拍摄、体育赛事直播、城市规划、考古勘探等多个范围也发挥着要紧用途，以其独特的视角和高效的作业能力，给大家带来全新的视觉体验和工作方法。

结语

科幻片上看到的无人机已经从定义走进了现实，并且达成了飞行稳定性、续航和应用范围方面的快速突破。无人机以其便捷、高效的面孔呈目前大家面前，让大家一同期待无人机在将来更好地服务于平时生活。

参考文献：

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2.Li W , Shi F , Zhang W ,et al.A Review of Manned/Unmanned Aerial Vehicle Cooperative Technology and Application in U.S. Military[J].International Journal of Advanced Network, Monitoring and Controls, 2024, 9(2):100-107.DOI:10.2478/ijanmc-2024-0020.

3.刘莉，曹潇，张晓辉，等.轻小型太阳能/氢能无人机进步综述[J].航空学报, 2020, 41(3):28.DOI:10.7527/S1000-6893.2019.23474.

4.秦博,王蕾.无人机进步综述[J].飞航导弹, 2002(8):7.DOI:10.3969/j.issn.1009-1319.2002.08.003.

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