因此，太陽能無人機的結(jié)構(gòu)要精心設(shè)計，如可通過碳纖維鋪層分布和鋪層方向的優(yōu)化設(shè)計，來克服氣動彈性(空氣動力和彈性結(jié)構(gòu)之間的相互作用)的不良影響和陣風(fēng)響應(yīng)問題，避免無人機結(jié)構(gòu)“氣動彈性發(fā)散”和“顫振”的發(fā)生，防止可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形發(fā)散而斷裂。

3.3 適于無人機的太陽能電池

太陽能電池是太陽能無人機的動力來源。適于無人機的太陽能電池與日常用于光伏發(fā)電站和家用的太陽能電池不一樣。無人機用的太陽能電池不但要求重量輕和厚度薄，而且需要有一定的柔性，以便于鋪設(shè)在機翼或其他機體的外表面。

太陽能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為兩類：結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系薄膜式。

太陽能電池按材料可分為：硅晶體電池(單晶、多晶、非晶硅) 、多元化合物薄膜電池 、聚合物多層修飾電極型電池、納米晶電池。

目前太陽能飛機上使用的多半為薄膜單晶硅太陽能電池和柔性薄膜多元化合物電池(如：砷化鎵薄膜電池 、銅銦鎵硒薄膜電池等)。柔性薄膜太陽能電池的制備工藝十分復(fù)雜，如多元化合物電池就需經(jīng)過反應(yīng)濺射、熱蒸發(fā)、清洗、激光切割和封裝等精細(xì)加工過程。為了適于安裝于無人機表面，太陽能電池需輕、薄和柔軟，電池封裝要具有極好的防水蒸汽性能，還需要具有抗紫外、抗磨損、抗老化等功能。

太陽能電池的效率是決定太陽能飛機動力和承載能力的基礎(chǔ)。所謂太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率是指電池輸出功率密度與入射光功率密度之比，也就是一定面積的太陽能電池板吸收光能后可以轉(zhuǎn)化為電能的效率。目前太陽能電池板的效率通常在10%-30%，因此要不斷提高太陽能電池板的效率才有望減小飛機面積或增加承載重量。

3.4 太陽能無人機的夜間航行

太陽能無人機要實現(xiàn)晝夜連續(xù)飛行，晚上沒有太陽光要靠儲能系統(tǒng)把白天吸收的太陽能轉(zhuǎn)化的多余電能存儲起來(如鋰電池)，以備夜間飛行使用。夜間無人機飛行要執(zhí)行與白天不一樣的飛行模式。夜間飛行，為了節(jié)約能源，通常采取無動力“滑翔飛行”和有動力飛行相結(jié)合的方式。由于太陽能無人機具有大展弦比機翼和輕結(jié)構(gòu)特點，因此具備優(yōu)良的滑翔能力。當(dāng)無人機進(jìn)行一定滑翔角飛行時，由于相對氣流產(chǎn)生的“迎角”，即使沒有動力，也會產(chǎn)生一定的升力，從而節(jié)約能量。當(dāng)然，太陽能無人機必須具有先進(jìn)的自主控制飛行與導(dǎo)航能力。夜間飛行還需要無人機設(shè)計有執(zhí)行滑翔飛行的自動控制程序和不同飛行模式之間自動轉(zhuǎn)換等功能。

3.5 太陽能無人機的電子系統(tǒng)

太陽能無人機與其他無人機一樣都需要先進(jìn)的電子系統(tǒng)。目前人們普遍接受美國在“無人機系統(tǒng)線路圖”提出的概念，用“無人機系統(tǒng)(UAS：Unmanned Aircraft System)”代替原來的“無人機(UAV)”的提法。換句話說，通常我們說“無人機”，應(yīng)是對“無人機系統(tǒng)”的簡稱。無人機系統(tǒng)是指無人機空中平臺及與其配套的任務(wù)設(shè)備、數(shù)據(jù)鏈、地面測控站、起飛(發(fā)射)回收裝置以及地面保障設(shè)備等的統(tǒng)稱。

無人機的自主飛行控制與導(dǎo)航系統(tǒng)包括集多種傳感器與微處理器的控制、衛(wèi)星導(dǎo)航接收機，執(zhí)行飛行器姿態(tài)控制和規(guī)劃路線導(dǎo)航控制，目前向智能控制發(fā)展。

無人機信息傳輸系統(tǒng)廣義上包括任務(wù)載荷傳感器和信息傳輸。任務(wù)載荷是根據(jù)不同任務(wù)使命的微型飛行器而設(shè)計的不同機載任務(wù)設(shè)備，如偵察設(shè)備、電子干擾器、氣體采集器、聲音傳感器和其它任務(wù)傳感器。通常視覺傳感器是無人機最基本的任務(wù)傳感器。還包括對任務(wù)設(shè)備的控制，如任務(wù)設(shè)備轉(zhuǎn)動平臺，跟蹤目標(biāo)控制模塊等。信息傳輸包括機載信息和地面信息的數(shù)據(jù)處理。

太陽能無人機由于飛行時間更長，以及要適應(yīng)晝夜飛行和其他環(huán)境影響，因此對電子系統(tǒng)的功能和可靠性要求更高。

4 太陽能無人機的發(fā)展