太阳能+氢能+锂电“三剑合璧”!成飞“三能一体”氢能源无人机首飞,绿色低空经济迎来“中国方案” | 圆象低空消息

2026/04/08 09:33:15

太阳能+氢能+锂电“三剑合璧”!成飞“三能一体”氢能源无人机首飞,绿色低空经济迎来“中国方案” | 圆象低空消息

图片来源:GLM-Image AI生成

2026年3月22日,由中国航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司自主研制的长航时静音混合动力氢能源无人机成功完成首飞。该无人机兼具超长航时、静音、绿色环保等能力特点,成功实现了太阳能—氢能—锂电 “三能一体”混合能源动力技术在低空飞行器上的应用,以硬核科技为低空经济装上绿色“新引擎”。

能源革命:三种清洁能源的“完美分工”

这架无人机的核心突破,在于将三种能源形式集成于一套动力系统之中,并通过智能能源管理系统实现动态调配。成飞氢能源无人机项目负责人梁世哲对三种能源的角色分工进行了详细阐释:“在能源的角色分工中,除了氢燃料电池外,锂电池主要起‘削峰填谷’的作用,太阳能是对清洁能源的进一步利用。”

能源类型核心功能技术原理对飞行的价值
氢燃料电池提供长时续航动力氢的高能量密度和高效电化学反应,为无人机提供持久稳定的能量供给支撑长时间巡航作业,是飞行的“主力引擎”
锂电池削峰填谷,稳定输出高功率响应特性,在载荷突增高功率需求阶段实现快速能量补给,降低氢燃料电池输出波动确保起飞、爬升等高负载阶段的动力响应
太阳能持续补能增程机翼上的太阳能板充分利用机身面积,将太阳能转化为电能,持续为飞机补充能量相当于“移动充电宝”,实现边飞边充电

三种能源相互配合、各司其职,使这型无人机的续航能力较单一能源动力有效提升10%以上。具体而言,这款无人机将太阳能光伏板铺设于机翼上方,氢能源与锂电池布置在前机身,通过智能管理系统实时协调三种能源的功率分配,应对飞行姿态突变带来的负载波动。

“相当于为飞机配备了移动充电宝,实现边飞边充电,进一步将航时提升10%。”梁世哲介绍,这款采用大展弦比设计的无人机,在同等条件下具备更优的升阻特性,飞行更平稳、能耗更低。

绿色零碳:为低空经济提供可持续发展路径

在环保性方面,这型无人机交出了一份“零碳答卷”。“这型无人机的能源主体是氢,它的排放物是水,具有零碳排放的‘绿色’优势。”梁世哲说,相较于燃油无人机和电动无人机,氢能源不仅为低空经济发展提供了绿色低碳的解决路径,同时还为低空产品提供了更持久的能量供给。

除了绿色零碳,静音是这型无人机的另一大特点和优势。“这型无人机采用了降噪设计,在近百米的低空飞过时,地面几乎听不到一丝声响,有利于长时间观测野生动物,在动物保护中真正实现‘看得见’‘不打扰’。”梁世哲说道。

静音设计的意义不仅在于环保。在军事侦察、边境巡逻等对隐蔽性要求较高的场景中,极低的声学特征使无人机能够在不被察觉的情况下完成长时间监视任务,显著提升了任务执行的安全性与成功率。

工程化突破:智能着陆算法破解复杂环境难题

固定翼无人机往往对空域和地面条件具有较高要求,这限制了其在森林、山区等复杂地形下的应用。为降低起降门槛,成飞团队创新性应用了智能着陆控制算法。该算法通过多传感器融合感知环境信息,能够自主规划最优降落路径,显著降低起降阶段对场地平整度的要求。

“在森林、山区等复杂环境下,这型无人机可以通过盘旋降高后俯冲下滑,配合在机腹下方的防撞缓冲装置,能够有效吸收着陆瞬间的冲击能量、保护机体安全,大幅压缩对干净空域和地面的要求。”梁世哲说。这一突破使得无人机在森林、山区等障碍物密集区域也能安全起降,极大拓展了应用场景范围。

工程化突破技术特点对用户的价值
智能着陆控制算法多传感器融合感知,自主规划最优降落路径林间空地、山区缓坡均可起降,巡检覆盖率大幅提升
快拆模块化设计2人可不依赖工具完成组装降低使用门槛,适配高压线路、森林、管道等多类作业
一体化车载包装箱运输与放飞功能深度融合从运输到起飞准备时间缩短60%以上,适合应急响应

“对于民用产品来说,我们在保证质量安全的同时,必须得做到让大家会操作、好操作。”梁世哲坦言,提升产品性能、降低使用“门槛”,在技术可靠性和操作简易化间找平衡是设计过程中的一大挑战。“这型无人机采用了不依赖工具的快拆设计,2个人就可以完成组装,用配套的一体化车载包装箱就可以实现运输和起飞。”

在运输便利性方面,该机型采用一体化车载包装箱设计,将运输与发射功能深度整合。操作人员可在户外快速完成设备部署,从运输状态到起飞准备的时间较传统方式缩短60%以上,特别适合应急响应、边境巡逻等需要快速部署的场景。

多场景应用:从电力巡线到森林防火的全覆盖

在混合能源系统综合管理、自主导航架构设计等前沿技术加持下,该无人机能够在复杂环境下持续作业,通过配备多种模块化任务载荷,可广泛执行多类低空作业任务。

应用领域核心任务无人机优势
电力巡检高压输电线路日常巡检长航时特性可实现单架次覆盖千公里线路
森林防火火情早期预警与火场态势感知红外热成像模块+AI火点识别算法提升早期火情发现率
测绘勘探地形测绘、资源勘探数据采集高精度激光雷达与三维建模系统可生成厘米级地形数据
动物保护野生动物观测与栖息地监测极致静音实现“看得见、不打扰”

此外,该团队针对户外运输放飞痛点,打造一体化车载包装箱,对结构设计反复打磨,最终实现运输与放飞功能深度结合,让户外操作更高效便捷。同时优化模块化载荷设计,让无人机可灵活适配高压线路、森林、管道、铁路公路等多类作业场景。

从50kg到“三能一体”:成飞氢能无人机的技术演进之路

此次首飞的成功,建立在成飞在氢能源无人机领域的长期技术积累之上。

公开资料显示,2025年4月,成飞与清华大学联合研发的50kg级氢能源无人机曾创下30小时跨昼夜连续飞行的全国纪录,突破了基于氢燃料电池输出特性的飞发控一体化设计技术,续航能力达到国际领先水平。从50kg级验证机到此次“三能一体”机型的首飞,成飞完成了从 “单能源验证”到“多能源融合” 的技术跨越——不仅将太阳能这一清洁能源纳入动力体系,更在工程化层面解决了三套能源系统的重量控制、智能能量管理、氢能储运安全等一系列行业难题。

成飞研发团队相关负责人表示,“此次首飞不仅是在新域新质无人机领域的又一创新突破,更是我们坚定不移落实培育未来能源、培育壮大新兴产业和未来产业相关决策部署的重要举措。”

未来迭代:4000米高海拔试飞与5G+北斗升级

“后续,我们还会进一步融入5G、北斗短报文等技术,针对飞机的超视距信息传输持续进行优化迭代。”梁世哲透露。5G通信的加入将实现无人机与地面站的超视距实时数据传输,北斗短报文则可在无地面网络覆盖的偏远地区提供应急通信保障,进一步提升无人机在复杂环境下的作业能力。

此外,研发团队正在抓紧准备各项试验试飞,不久后将会进行4000米高海拔试飞,进一步检测电池、动力系统等飞机性能的“极限”。高海拔地区空气稀薄、气温低、气流复杂,对氢燃料电池的低温启动性能、太阳能板的发电效率以及动力系统的整体稳定性都是严峻考验。若通过高海拔验证,这型无人机将具备在青藏高原等高海拔地区执行任务的潜力,进一步拓展其应用版图。

“未来,我们将继续拓展无人机的应用场景,探索低空经济和绿色低碳经济更广阔的天地。”梁世表示。

战略意义:为低空经济与绿色低碳双重国策注入航空动能

2026年全国两会期间,低空经济再度成为代表委员们热议的高频词,其定位也从“新增长引擎”“新兴产业”变为“新兴支柱产业”,战略地位不断攀升。同时,2026年政府工作报告提出,大力发展绿色低碳经济,培育氢能、绿色燃料等新增长点,为低空经济的未来发展指明了方向。

成飞“三能一体”氢能源无人机的成功首飞,恰好位于两大国家战略的交汇点上——既为低空经济提供了长航时、静音、绿色环保的技术解决方案,又为氢能这一未来能源在航空领域的应用开辟了工程化路径。

面向“十五五”,随着低空经济与绿色低碳经济双重政策驱动,以成飞“三能一体”氢能源无人机为代表的绿色航空技术,正探索一条在绿色低空中飞得更稳、更远的“航道”,为低空经济高质量发展注入源源不断的航空动能。航空工业成飞正以科技为笔,为新质生产力高速发展注入航空动能,以实干实绩书写航空科技自立自强的时代答卷。