太陽能無人機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)主要有兩種，一是要有效地將太陽能收集起來，并高效地轉(zhuǎn)換為電能；二是解決夜間和太陽光微弱時(shí)的能源供應(yīng)。太陽能無人機(jī)主要在20～30km高空飛行，仍然是大氣層內(nèi)飛行。陽光雖然比地表強(qiáng)烈得多，但仍然受到大氣影響，比外層空間弱得多。由于從地面起飛，陽光受到大氣層的影響更大。要想在這種條件下收集太陽能，必須要有高效的太陽能電池。另外，無人機(jī)的爬升慢，只有100m/min，爬升到巡航高度通常需要3h。經(jīng)過不斷努力，加利福尼亞太陽能動(dòng)力公司研制的太陽能電池有了很大進(jìn)步，其功率提高了14%。將太陽能轉(zhuǎn)化為飛機(jī)動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，使用的是無電刷電動(dòng)機(jī)，每個(gè)重5kg，在地面上的轉(zhuǎn)速為200r/min；而在最大高度時(shí)增加到2000r/min。為保證無人機(jī)高空飛行的可靠性，采用了固定式螺旋槳。

 

      太陽能無人機(jī)還必須解決夜間和陽光微弱時(shí)的能源問題，這是因?yàn)榘凑赵O(shè)計(jì)要求，太陽能無人機(jī)需要在空中飛行幾個(gè)星期甚至幾個(gè)月，經(jīng)常會(huì)在夜間飛行。飛行高度不高，也可能遇到云對(duì)陽光的遮擋，陽光將很弱。如何解決在夜間和微光時(shí)的能源，是太陽能無人機(jī)必須解決的另一個(gè)技術(shù)問題。美國(guó)國(guó)家航空航天局采用了一種被稱為“頭盒”的技術(shù)，使這個(gè)問題得到解決。研究表明，鋰鋁電池不能滿足飛機(jī)在整個(gè)夜間飛行時(shí)對(duì)能源的需要，而必須有一種能夠提供200W/h的高能電池。這是一種長(zhǎng)效燃料電池，通過氧和氫的反應(yīng)進(jìn)行發(fā)電，已經(jīng)被一些航天器和汽車使用。為了滿足無人機(jī)的需要，美國(guó)大氣環(huán)境公司對(duì)這種電池進(jìn)行了改進(jìn)，使之具有還原性。也就是說使用后可以還原，又可再使用，只要飛機(jī)攜帶有液態(tài)氧氣和氫氣存儲(chǔ)器，不斷向電池輸出液態(tài)氫氣和氧氣，電池就可為夜間飛行的無人機(jī)提供能源。掌握這種技術(shù)的有美國(guó)和法國(guó)等。據(jù)說，美國(guó)大氣環(huán)境公司在研制這種可還原性燃料電池時(shí)，采用了特制的電解材料，從而使電池達(dá)到前所未有的水平。不過，這種電池的穩(wěn)定性還不夠好，尤其在高空低溫的條件下有時(shí)不能正常工作，還有高空結(jié)冰等問題，有待進(jìn)一步解決。美國(guó)國(guó)家航空航天局認(rèn)為，這些問題要經(jīng)過2～3年才能解決，到那時(shí)，太陽能無人機(jī)將可在20km以上高空連續(xù)飛行近百小時(shí)。

 

      另外，太陽能無人機(jī)的控制也存在一定問題。由于它飛行高度高，連續(xù)飛行時(shí)間長(zhǎng)，因此地面對(duì)其控制比對(duì)一般無人機(jī)困難。這可以通過預(yù)先輸入的程序控制飛行來解決，只有在起飛和著陸時(shí)才需要地面控制站進(jìn)行操縱。不僅如此，如果太陽能無人機(jī)與地面控制中心失去聯(lián)系，飛機(jī)仍然有能力自行返航著陸。它還可裝傘降系統(tǒng)和定位系統(tǒng)，以備應(yīng)急時(shí)使用。

 

      當(dāng)前，除了美國(guó)外，還有一些國(guó)家也正在或計(jì)劃進(jìn)行太陽能無人機(jī)的研究。研制太陽能無人機(jī)的重要意義在于：它是太陽能在飛行器上應(yīng)用可行性的具體嘗試，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，無人機(jī)在應(yīng)用上有著更為廣闊的發(fā)展空間，如高空長(zhǎng)航時(shí)的太陽能無人機(jī)可用于資源勘察、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通監(jiān)管、通信平臺(tái)、國(guó)界巡邏等。