飛機可以不落地嗎？

想像一下，一架飛機一直在天上飛行，從來都不落地，是不是很酷？當然，這並不是一件容易的事情。想要讓飛機長時間不落地，就要保證有足夠的燃料補給，也就是能量來源。

2006 年 2 月，史蒂夫·福塞特駕駛「環球飛行者號」噴氣式飛機創造了不間斷不加油飛行的世界紀錄：76 小時 45 分鐘，42 469 千米

有一種飛機是靠接收微波來開動的，叫作微波動力飛機。微波就是微波爐里用來熱飯菜的電磁波，它攜帶著能量，因此既可以加熱飯菜，也可以給飛機提供動力。微波動力飛機不帶燃料，只有一台直流電動機和微波接收整流裝置。起飛時由蓄電池為電動機供電，待升高到空中後，電池關閉，地面上的微波發生器通過碟形天線發射微波，飛機上的特殊天線接收到微波並將其變成直流電，驅動電動機帶動飛機螺旋槳旋轉，這樣飛機就靠微波作動力飛行了。這種飛機的飛行高度與地面微波的功率有關。

微波動力飛機重量輕，工作效率高，由於飛機所需的電能是由地面供給，因此它在空中飛行可不受燃料的限制而長時間飛行。它在軍事上可作為預警機使用。在民用方面，這種飛機可用來進行農業監測、天氣預報等，還可以裝上雷達和通信設備，作為廣播、電視、通信的天上中轉站。但是目前微波飛機的能量傳輸效率還比較低，還處於實驗階段。

另一種不落地飛機的構想就是使用太陽能。從理論上說，只要能追上地球自轉的速度，使自己永遠暴露在陽光照耀下，太陽能飛機就能永久飛下去，直到部件達到壽命極限。但實際上，飛機要跟上地球的腳步，需要以接近2倍聲速飛行，這隻有在已經退役的「協和」超聲速客機上才能體驗到。因此，現實的太陽能飛機還必須面對黑夜的挑戰。太陽輻射的能量密度很小，為了獲得足夠的能量，飛機上應有較大的接受陽光的表面積，以便鋪設太陽能電池。因此太陽能飛機的機翼面積較大，重量也較重。

「太陽驅動號」太陽能飛機

2003年，瑞士探險家貝特朗·皮卡爾提出了太陽能飛機環球飛行構想，計劃經過5次起降實現環球晝夜飛行。皮卡爾的團隊製造了一架「太陽驅動號」太陽能飛機，其細長的翼展有63.4米，上面裝了大約1.2萬塊太陽能電池片。這些太陽能電池不僅要為飛行提供動力，還要給400千克的鋰電池充電，以使飛機在夜間正常飛行。整架飛機重1.6噸，相當於一輛中型轎車。

美國國家航空航天局的「太陽神號」太陽能飛機

2010年4月7日，「太陽驅動號」首飛成功。2010年7月，「太陽驅動號」成功實現了24小時不間斷飛行。2012年6月，它完成了首次洲際飛行，從歐洲飛到非洲。到目前為止，太陽能飛機最長連續飛行時間的紀錄由「太陽驅動號」創造，它在9千米的高空飛行了26小時 10分19秒。

2013年5月初，「太陽驅動號」從美國西海岸的舊金山附近起飛，開始向東跨越美國的飛行。2015年，「太陽驅動號」將嘗試環球飛行。

不過，雖然飛機可以長時間不落地，但飛行員卻不能永遠不回家。為了滿足人們對於不落地飛機的需求，世界各國普遍發展了長航時無人機。

美國的「全球鷹」屬於典型的長航時無人機，它可以輕鬆執行12小時以上的超長任務。由於取消了飛行員，與人相關的設備都可以取消，從而大大減輕了飛機的重量。例如，不用帶氧氣，也無需設置增壓座艙，環境控制系統只需要考慮設備要求。而且，無人駕駛飛機不必承擔損失飛行員的風險。

在總體布局上，幾乎所有的長航時飛機都採用細長的平直機翼。這種機翼雖然不適合高速飛行，但在低速狀態下卻擁有很高的升阻比，並且十分適合高空長時間飛行。除此之外，長航時無人機還廣泛採用複合材料，以求降低飛機重量，延長飛行時間。

「全球鷹」長航時無人機

保證長航時飛行的另一個要點是提高載油係數，即燃料重量占飛機起飛重量之比。事實上，美國航空航天設計師魯坦20世紀80年代在設計「航海家」飛機時，為了實現歷史性的不加油環球飛行，就採用了極端高的載油係數。這架飛機最大起飛重量中超過72%是燃料。「全球鷹」也採用了類似的設計，而且由於不載飛行員，可以載更多的燃料，其載油量在6.5噸左右，載油係數大約是63%。目前，空中自動加油技術還在完善過程中，「全球鷹」沒有配備相應的設備。為進一步提高航時和航程，美國未來很可能會給「全球鷹」這樣的無人機增加空中加油能力。一旦具有了這樣的能力，「全球鷹」有望在空中逗留3天以上。

為了能夠更有效地利用燃料，「全球鷹」還採用了高性能的小型渦扇發動機。該發動機具有很高的可靠性和燃油經濟性。在上述氣動布局、高載油係數和高性能發動機的保證下，「全球鷹」的最大航程可超過25?900千米，自主飛行時間長達約42小時，可以完成洲際飛行。2001年4月，「全球鷹」完成了從美國到澳大利亞的越洋飛行創舉，表現了非常強勁的洲際偵察能力和自動部署能力。

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