观看海军仅使用阳光和氢气飞行的新型无人机

随着沥青跑道发出的咔嗒声，海军的“虎式”混合动力无人机迅速升空。随后，无人机在空中停留了至少 24 小时，尽管当时马里兰州阿伯丁试验场的气温已降至冰点以下。

无人机飞行通常并不引人注目，但这次却引人注目，原因很简单——Hybrid Tiger 在空中飞行的整个过程中，它从两个不同的系统获取动力：机翼上的太阳能电池板和机身内的紧凑型氢燃料电池。

此次飞行是美国海军研究实验室该项目的一个重要里程碑，表明该无人机的性能至少达到了预期的一半。Hybrid Tiger 的成功试飞始于 2020 年 11 月 18 日，尽管海军在 4 月中旬宣布了这一成功。

NRL 化学部门的机械工程师理查德·斯特罗曼在新闻稿中表示：“这次飞行实际上是在最坏条件下进行的一次性能测试：气温降至零摄氏度以下，风速达到 20 节，接近 12 月 21 日的太阳至日时，太阳能相对较少。尽管如此，Hybrid Tiger 的表现仍然很好。”

典型的长航时无人机，例如 MQ-9 收割者无人机，通过燃烧数百加仑的喷气燃料来驱动发动机，从而驱动收割者的推进式螺旋桨，从而在空中停留数小时。发动机的噪音使收割者无人机发出独特的嗡嗡声，而 Hybrid Tiger 无人机则明显没有这种声音。

在飞行过程中，Hybrid Tiger 必须利用它能捕捉到的阳光和机载氢气。“相对较少”的太阳能并非没有，Hybrid Tiger 的薄而强大的光伏电池即使在最低功率下也能维持其运行。2018 年的一篇关于无人机的论文强调了无人机机翼上薄膜太阳能电池阵列的效率。这些阵列每侧机翼上有两个，尾部有一个，总重 2.2 磅，约占无人机总重量的 5%。

它的机身很小，翼展只有 24 英尺，最大起飞重量只有 55 磅。美国海军研究实验室希望最终能实现 48 小时以上的飞行时间，飞行距离达到 1150 英里左右。

海军探索的其他太阳能无人机飞行高度超过 9,000 英尺，那里的云层很少浓密到遮挡阳光，风也比较稳定。而 Hybrid Tiger 则在低于这个阈值的海拔高度飞行，部分动力来自上升热气流中的暖空气，就像秃鹫或神鹰一样。为此目的而开发的飞行算法可以帮助无人机保持高空飞行，同时最大限度地减少飞行所需的能量消耗。

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为 Hybrid Tiger 提供动力的是氢燃料电池，容量足够容纳 14 加仑氢气。论文称，燃料电池的瓦时效率是同等重量锂离子电池的五倍。

与纯太阳能飞机相比，氢燃料电池在夜间也能很好地工作，补充混合动力老虎的电力，并使其保持在高空，直到白天可以恢复太阳能电力。与翱翔算法一样，智能能源管理（从温度到高度再到航线）将自动确保无人机至少能在空中飞行一天。总而言之，该套件是为能够在空中飞行同时消耗尽可能少的能量的飞机设计的。2018 年的一次演示表明，这可以使无人机飞行 70 英里，而无需使用其发动机。

2017 年，当“虎式”无人机首次发布时，其目标是实现 3.5 天的飞行时间，不过此后这一目标似乎有所缩减。国防出版物《简氏防务周刊》当时也报道称，这款无人机的最终设计将包括“小型情报、监视和侦察载荷”。

事实上，Hybrid Tiger 诞生之初就是侦察兵和间谍。2021 年的版本只提到了有效载荷，没有提到任何传感器，但很容易从无人机的机身中看出侦察任务，即使它不是该飞行器最公开宣传的部分。

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混合老虎的燃料电池、机身和许多设计灵感都来自离子老虎，后者是美国海军在 2009 年至 2013 年间开发的氢燃料电池无人机。据报道，离子老虎在 2013 年飞行了约 48 小时。它被设计成携带一台相机，能够进行日间和红外视频拍摄，以及一个通信中继。这种设计大体上是当时侦察无人机的标准传感器套件，很可能延续到混合老虎的形式。

经过近二十年的研发，混合动力老虎似乎已经展现出它的基本承诺：一种续航时间长、燃料需求极少的无人机，能够在各种天气条件下运行，默默地观察下方的世界。如果测试继续取得成功，并且如果无人机的特殊电源组合能够以可承受的价格大规模生产，侦察无人机的未来将是安静的，因为带有静音发动机的飞行摄像机从太阳能中汲取能量，一次可以连续数天监视世界。