還記得四川汶川特大地震，地動(dòng)山搖，當(dāng)人們拿出手機(jī)想要聯(lián)系家人，卻只能聽(tīng)到“嘀嘀……”忙音時(shí)的焦急和無(wú)奈嗎?去過(guò)西北無(wú)人區(qū)嗎?方圓幾百公里荒無(wú)人煙，衣食住行尚能應(yīng)付，沒(méi)有信號(hào)、網(wǎng)絡(luò)卻讓人深感與世隔絕。

這樣的困局將迎刃而解——前不久舉辦的第十八屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)全國(guó)科技工作者創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽上，西北工業(yè)大學(xué)周洲教授團(tuán)隊(duì)研制的“太陽(yáng)能Wi-Fi無(wú)人機(jī)”項(xiàng)目一舉奪得金獎(jiǎng)，引起社會(huì)各界關(guān)注。這一項(xiàng)目一旦投入使用，即能取代地面基站，成為天空的“信使”，讓W(xué)i-Fi信號(hào)在沙漠地區(qū)也能暢通無(wú)礙，讓所有搜救工作變得即時(shí)而簡(jiǎn)單。

這一機(jī)型的“亮點(diǎn)”，是將太陽(yáng)能、無(wú)人機(jī)、無(wú)線路由器3個(gè)社會(huì)熱點(diǎn)相結(jié)合——采用太陽(yáng)能為自供給能源，太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)為持久留空平臺(tái)，與Wi-Fi技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建空中基站，通過(guò)單機(jī)或者多機(jī)基站進(jìn)行區(qū)域覆蓋，形成靈活的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)空中寬帶通信基礎(chǔ)設(shè)施。

西工大“太陽(yáng)能Wi-Fi無(wú)人機(jī)”創(chuàng)出三個(gè)“第一”：首先，它是第一架全翼式布局太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)——機(jī)型采用全翼式布局，省去機(jī)身和機(jī)尾，以減少阻力。相比旋翼式飛機(jī)，耗能更少，取得空氣動(dòng)力和能源鋪設(shè)效率同時(shí)最優(yōu)的設(shè)計(jì)技術(shù)。

其次，它是第一架薄膜無(wú)人機(jī)。CIGS薄膜覆蓋機(jī)翼表面，不同于太陽(yáng)能電池板常用的晶硅材質(zhì)，薄膜柔性佳、鋪設(shè)效率高，光伏能源復(fù)合結(jié)構(gòu)的面密度小于1.7kg/m2。

同時(shí)，它還是第一架完成單機(jī)、雙機(jī)Wi-Fi覆蓋中繼實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的無(wú)人機(jī)。

“三個(gè)‘第一’不是簡(jiǎn)單的功能疊加，而是集中了西工大飛行器設(shè)計(jì)專業(yè)的精華。”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人周洲教授介紹。

“太陽(yáng)能Wi-Fi無(wú)人機(jī)”，機(jī)身長(zhǎng)達(dá)7米，重量卻只有15公斤，兩個(gè)成年人就能輕松抬起。此外，“太陽(yáng)能Wi-Fi無(wú)人機(jī)”的整體性能也得到了最優(yōu)化：除了表面的太陽(yáng)能電池板，它內(nèi)置一塊高性能電池，冬季的航時(shí)達(dá)13個(gè)小時(shí)，夏季則長(zhǎng)達(dá)23個(gè)小時(shí)。全翼式機(jī)型，則使它能夠承受5級(jí)風(fēng)，飛行速度達(dá)40km/h，飛行范圍在方圓20公里。

“太陽(yáng)能Wi-Fi無(wú)人機(jī)”是一項(xiàng)“對(duì)老百姓真正有用的項(xiàng)目”。周洲教授告訴記者，中國(guó)的手機(jī)用戶達(dá)13億，手機(jī)已取代電腦成為人們?nèi)粘Ｗ钪匾牧私赓Y訊的工具。2013年，一次與企業(yè)合作的機(jī)會(huì)，讓她的團(tuán)隊(duì)想到了將太陽(yáng)能、Wi-Fi與西工大王牌——無(wú)人機(jī)結(jié)合起來(lái)。

最實(shí)用的功能是解決了邊遠(yuǎn)地區(qū)上網(wǎng)的實(shí)際需求。在面積廣闊、地貌多樣的西北荒漠，由于投入成本過(guò)高、信道狹窄，建立地面基站成了一件難事。而“太陽(yáng)能Wi-Fi無(wú)人機(jī)”則可以通過(guò)系統(tǒng)靈活布設(shè)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域覆蓋，避免了修建地基站的困難。此外，“太陽(yáng)能Wi-Fi無(wú)人機(jī)”還可以用于應(yīng)急救災(zāi)。

“需求會(huì)促使思考。”研究團(tuán)隊(duì)鉆研3年，先后在新疆、西藏等地進(jìn)行飛行試驗(yàn)，克服種種環(huán)境困難，終于完成了單機(jī)、雙機(jī)Wi-Fi覆蓋中繼實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，取得成功。

目前，國(guó)外只有Google和Facebook兩家公司在做民用太陽(yáng)能Wi-Fi無(wú)人機(jī)。周洲教授團(tuán)隊(duì)所堅(jiān)持的，是社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益兼具的思路。

未來(lái)，周洲教授有一套完整的設(shè)想，讓無(wú)人機(jī)從“1.0時(shí)代”逐步進(jìn)入“4.0時(shí)代”——

1.0時(shí)代，太陽(yáng)能Wi-Fi無(wú)人機(jī)的飛行高度在3000米以下，初步實(shí)現(xiàn)與手機(jī)運(yùn)營(yíng)商的合作，達(dá)到“地—機(jī)—地”信號(hào)傳輸模式;2.0時(shí)代，預(yù)計(jì)于2017年接入4G信號(hào)，擴(kuò)大功能和飛機(jī)規(guī)模;3.0時(shí)代，初步實(shí)現(xiàn)飛行高度2萬(wàn)米以上，實(shí)現(xiàn)西部區(qū)域通信和廣域海上通信;而4.0時(shí)代，將在采光很好、風(fēng)平浪靜的平流層實(shí)現(xiàn)永久續(xù)航，信號(hào)傳輸模式從“地—機(jī)—地”升級(jí)為“天—空—地”，可直接充當(dāng)未來(lái)全球覆蓋的空中網(wǎng)絡(luò)基站，最終構(gòu)建一個(gè)覆蓋全球的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。

“‘一帶一路’國(guó)家戰(zhàn)略部署下，太陽(yáng)能Wi-Fi無(wú)人機(jī)發(fā)展有著深遠(yuǎn)意義。”周洲教授表示，“太陽(yáng)能Wi-Fi無(wú)人機(jī)”從通信層面為“一帶一路”打開(kāi)通道，不僅能解決“一帶一路”進(jìn)程中地面設(shè)施及相關(guān)運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)建設(shè)難度大的問(wèn)題，也能解決偏遠(yuǎn)地區(qū)、廣域海上和災(zāi)區(qū)等應(yīng)急場(chǎng)所快速搭建信息橋梁的難題，在實(shí)際生活中更將造福每一個(gè)人。

“愿早日迎來(lái)4.0時(shí)代，我們的太陽(yáng)能飛機(jī)讓W(xué)i-Fi無(wú)處不在。”周洲教授說(shuō)。