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西北工業大學太陽能Wi-Fi無人機獲全國科技工作者創新創業大賽金獎

來源: 中國讀研教育網 發布時間:2016-10-19 09:54:57 作者: 讀研小侃

下面介紹:西北工業大學太陽能Wi-Fi無人機獲全國科技工作者創新創業大賽金獎

西北的無人區,方圓幾百公里的荒無人煙,衣食住行尚且能應付,沒有信號、沒有網絡卻近乎與世隔絕。在“互聯網即世界”的今天,最開心的事情是手機滿格電量,滿格Wi-Fi,最受不了的事情是沒有網絡。但在面積廣闊、地貌多樣的西北荒漠,地面基站由于投入成本過高,信道狹窄所以成了一件難事。如果能夠在天上建立基站,將通訊信號發送到地面呢?不必懷疑,“空中基站”的構想已經成型,西工大“魅影”團隊自主研發的太陽能Wi-Fi無人機一旦投入使用,能取代地面基站成為天空的信使,讓Wi-Fi信號在沙漠也能暢通無礙。

全國三個No.1:解密太陽能Wi-Fi無人機

日前,第十八屆中國科協年會全國科技工作者創新創業大賽上,由西工大周洲教授團隊研制的“太陽能Wi-Fi無人機”一舉奪得金獎,引起了社會各界的一致關注。該項目的亮點是將太陽能、無人機、無線路由器三個社會熱點相結合,采用太陽能為自供給能源,太陽能無人機為持久留空平臺,與Wi-Fi技術相結合,構建空中基站,通過單機或者多機基站進行區域覆蓋,形成靈活的移動互聯網空中寬帶通信基礎設施。

周教授稱,該項目實現了全國三個第一:

第一架全翼式布局太陽能無人機。機型采用全翼式布局,省去機身和機尾以減少阻力;相比旋翼式飛機耗能更少,取得空氣動力和能源鋪設效率同時最優的設計技術。

第一架薄膜無人機。CIGS薄膜覆蓋機翼表面,不同于太陽能電池板常用的晶硅材質,薄膜柔性佳、鋪設效率高,光伏能源復合結構的面密度小于1.7kg/m2,而且質輕,整架飛機長7米,重量只有15kg,一個成年人就能輕松扛起。

第一架完成單機、雙機Wi-Fi覆蓋/中繼實驗驗證的無人機。

此外,太陽能Wi-Fi無人機的整體性能也得到了最優化:除了表面的太陽能電池板,它內置一塊高比能電池,冬季的航時達13小時,夏季則長達23小時;全翼式機型使其能夠承受5級風,飛行速度達40km/h;Wi-Fi覆蓋范圍在方圓20公里。

應用:“有需求,會促使你去思考”

談起研制太陽能Wi-Fi無人機的原由,周洲教授坦言,“想做一些對老百姓真正有用的項目”。這是一項關計民生的項目。中國的手機用戶達13億,手機已取代電腦成為人們日常最重要的了解資訊的工具。2013年,一次與企業合作的機會,讓“魅影”團隊想到了將太陽能、Wi-Fi與西工大王牌——無人機結合起來,太陽能是手段,無人機是載體,Wi-Fi是服務產品,“Wi-Fi是公用的,在偏遠地區、特殊時期仍能派上用場”。

最實用的是解決了邊遠地區上網的實際需求。通過系統靈活布設,實現區域覆蓋,避免了修建地基站的困難。還可以用于應急救災。在地震等災害搜救行動中,直升機的可視范圍小,也受到天黑等自然因素的干擾從而影響搜救進度。利用太陽能Wi-Fi無人機的長航時優勢,充當空中信息平臺,快速定位生命痕跡,并構建民間普通用戶信息聯接渠道;在野外救援中,還能解決被困人員與外界聯系的困難。

“有需求,會促使你去思考”,這是“魅影”團隊的初衷。從民生出發,團隊蟄伏三年時間,先后在新疆、西藏進行飛行試驗,期間克服種種環境困難,終于完成單機、雙機Wi-Fi覆蓋/中繼實驗驗證,取得成功。目前國外只有Google和Facebook兩家公司在做民用太陽能Wi-Fi無人機。“魅影”團隊所堅持的,是社會效益和經濟效益兼具的道路,未來有望形成光伏、航空、互聯網融合的新型產業。

前景:從太陽能Wi-Fi無人機1.0時代到4.0時代

對于太陽能Wi-Fi無人機的未來,周洲教授有一套完整的設想,讓無人機從1.0時代逐步進入4.0時代——

1.0時代,太陽能Wi-Fi無人機的飛行高度在3千米以下,初步實現與手機運營商的合作,達到“地—機—地”信號傳輸模式;

2.0時代,預計于2017年接入4G信號,擴大功能和飛機規模;

3.0時代,初步實現飛行高度2萬米以上,實現西部區域通信和廣域海上通信;通過該系統布設,實現適用于普通終端的持久廉價通信,擺脫完全依賴通信衛星的局面。團隊計劃明年在羅布泊區域和南海區域作示范應用;

而4.0時代,在采光很好、風平浪靜的平流層實現永久續航,信號傳輸模式從“地—機—地”升級為“天—空—地”,可直接充當未來全球覆蓋的空中網絡基站,最終構建一個覆蓋全球的無線通信網絡。

在“一帶一路”國家戰略的部署下,太陽能Wi-Fi無人機發展四部曲有著深遠的意義。我國中西部地區雖然在開放型經濟的發展水平上仍然滯后,但卻是經濟最大的回旋余地,是我國對外開放的最大潛力所在。太陽能Wi-Fi無人機從通訊層面為“一帶一路”打開通道,不僅能解決“一帶一路”進程中地面設施及相關運營支撐系統建設難度大的問題,又能解決偏遠地區、廣域海上和災區等應急場所快速搭建信息橋梁的難題,在實際生活中更將造福于每一個人。就以周洲教授形象的說法作結吧,愿我們早日迎來4.0時代,早日重現絲路繁榮,重現中華民族偉大復興:

“大家無論在路上,在火車上,在公共汽車里,在原野上,還是在航班里,都有Wi-Fi信號送到,我們的太陽能飛機,讓Wi-Fi無處不在。”

還有其他問題想要了解的,可直接聯系我們的在線老師,獲取更加詳細的信息。


西北工業大學太陽能Wi-Fi無人機獲全國科技工作者創新創業大賽金獎

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