還記得四川汶川特大地震，地動山搖，當(dāng)人們拿出手機想要聯(lián)系家人，卻只能聽到“嘀嘀……”忙音時的焦急和無奈嗎?去過西北無人區(qū)嗎?方圓幾百公里荒無人煙，衣食住行尚能應(yīng)付，沒有信號、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科協(xié)年會全國科技工作者創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽上，西北工業(yè)大學(xué)周洲教授團(tuán)隊研制的“太陽能Wi-Fi無人機”項目一舉奪得金獎，引起社會各界關(guān)注。這一項目一旦投入使用，即能取代地面基站，成為天空的“信使”，讓W(xué)i-Fi信號在沙漠地區(qū)也能暢通無礙，讓所有搜救工作變得即時而簡單。

這一機型的“亮點”，是將太陽能、無人機、無線路由器3個社會熱點相結(jié)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(shù)相結(jié)合，構(gòu)建空中基站，通過單機或者多機基站進(jìn)行區(qū)域覆蓋，形成靈活的移動互聯(lián)網(wǎng)空中寬帶通信基礎(chǔ)設(shè)施。

西工大“太陽能Wi-Fi無人機”創(chuàng)出三個“第一”：首先，它是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(shè)效率同時最優(yōu)的設(shè)計技術(shù)。

其次，它是第一架薄膜無人機。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(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，它還是第一架完成單機、雙機Wi-Fi覆蓋中繼實驗驗證的無人機。

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

“太陽能Wi-Fi無人機”，機身長達(dá)7米，重量卻只有15公斤，兩個成年人就能輕松抬起。此外，“太陽能Wi-Fi無人機”的整體性能也得到了最優(yōu)化：除了表面的太陽能電池板，它內(nèi)置一塊高性能電池，冬季的航時達(dá)13個小時，夏季則長達(dá)23個小時。全翼式機型，則使它能夠承受5級風(fēng)，飛行速度達(dá)40km/h，飛行范圍在方圓20公里。

“太陽能Wi-Fi無人機”是一項“對老百姓真正有用的項目”。周洲教授告訴記者，中國的手機用戶達(dá)13億，手機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)合作的機會，讓她的團(tuán)隊想到了將太陽能、Wi-Fi與西工大王牌——無人機結(jié)合起來。

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

“需求會促使思考。”研究團(tuán)隊鉆研3年，先后在新疆、西藏等地進(jìn)行飛行試驗，克服種種環(huán)境困難，終于完成了單機、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。周洲教授團(tuán)隊所堅持的，是社會效益和經(jīng)濟(jì)效益兼具的思路。

未來，周洲教授有一套完整的設(shè)想，讓無人機從“1.0時代”逐步進(jìn)入“4.0時代”——

1.0時代，太陽能Wi-Fi無人機的飛行高度在3000米以下，初步實現(xiàn)與手機運營商的合作，達(dá)到“地—機—地”信號傳輸模式;2.0時代，預(yù)計于2017年接入4G信號，擴大功能和飛機規(guī)模;3.0時代，初步實現(xiàn)飛行高度2萬米以上，實現(xiàn)西部區(qū)域通信和廣域海上通信;而4.0時代，將在采光很好、風(fēng)平浪靜的平流層實現(xiàn)永久續(xù)航，信號傳輸模式從“地—機—地”升級為“天—空—地”，可直接充當(dāng)未來全球覆蓋的空中網(wǎng)絡(luò)基站，最終構(gòu)建一個覆蓋全球的無線通信網(wǎng)絡(luò)。

“‘一帶一路’國家戰(zhàn)略部署下，太陽能Wi-Fi無人機發(fā)展有著深遠(yuǎn)意義。”周洲教授表示，“太陽能Wi-Fi無人機”從通信層面為“一帶一路”打開通道，不僅能解決“一帶一路”進(jìn)程中地面設(shè)施及相關(guān)運營支撐系統(tǒng)建設(shè)難度大的問題，也能解決偏遠(yuǎn)地區(qū)、廣域海上和災(zāi)區(qū)等應(yīng)急場所快速搭建信息橋梁的難題，在實際生活中更將造福每一個人。

“愿早日迎來4.0時代，我們的太陽能飛機讓W(xué)i-Fi無處不在。”周洲教授說。