“昱翔一號”氫燃料電池旋翼機
電動多旋翼無人機以結構簡單、操作容易、擁有垂直起降及懸停能力等特點,成為近年來無人機領域發展速度最快的機型。然而受鋰電池能量密度低的影響,飛行時間多在20~30min,續航時間的不足使得旋翼機不能有效進行超視距飛行,難以克服山地、水域等復雜地形,因而無法完成專業復雜的飛行任務。續航能力已經成為制約旋翼機發揮更大作用的瓶頸。1月28日,哈工大秦江教授帶領的翌翔無人機團隊研發的“昱翔一號”氫燃料電池旋翼機首飛成功,該機以燃料電池為動力系統,氫氣為燃料,解決了目前旋翼機續航時間短的問題。
待飛的“昱翔一號”
“昱翔一號”整機起飛重量可達20kg,載重達到9kg,續航時間為2小時以上。
相比鋰電池無人機來說,燃料電池無人機的優點非常多:
一是能量密度高,目前應用于無人機的燃料電池動力系統的能量密度達到了600wh/kg,是目前最好的鋰電池的兩倍以上。這樣多旋翼無人機的航時可能會達到3小時以上。
二是壽命長,在無人機上使用的鋰電池一般工況都比較惡劣,充放電幾十次之后,容量都會有較大的衰減,失去執行任務的能力。而燃料電池動力系統在生命周期之內的功率和續航能力都幾乎不發生變化。
三是安全,鋰電池由于自身有較大活性,在劇烈碰撞時燃燒、起火時有發生。燃料電池的燃料與發電系統是分離的,在開放空間中幾乎不存在爆炸可能。
四是環保,鋰電池雖然在工作的時候不產生污染物,但其生產過程中會產生一定的污染;廢舊電池的處理也是一件非常麻煩的事情。如果后處理不當,或者由于使用者隨意丟棄,會對河流和土壤造成難以修復的破壞。燃料電池在生產和廢物處理時,可以完全回收,沒有二次污染,工作時也沒有任何有毒物質和二氧化碳排放,只產生完全純凈的水?!?br />
電動無人機一旦解決了航時問題,其應用場景和用途將極大增加。許多之前因為航時原因無法執行的任務如今都成為可能,越來越多新的應用也將被開發出來,比如長距離物流配送、空中長時間巡邏、搜捕等都將成為現實。另外,氫燃料電池旋翼機可以充分利用操作簡便、航時超長的優點完成輸油管道、高壓電纜的巡檢工作。相比過去汽油動力或者鋰電池動力,這會是一個巨大的進步。此類無人機在安防、測繪領域的用途將會更加廣泛。
翌翔無人機團隊深耕于氫燃料電池無人機領域,目前已成功試飛氫燃料電池固定翼無人機和氫燃料電池旋翼機,不斷優化改進氫燃料電池混合動力系統以實現無人機的性能提升。