高空平台系统应用于军事的优势

1 HAPS简介

100km处的卡门线被普遍认为是空域和太空的分界线。民用航空交通和大多数军用航空的上限是18km(少数无人机可达到20km的高度)，卫星的最低实际轨道在大约160km的高度。距地面20km到100km的区域，被标记为“近空间”（也称为亚轨道）。这一空间既不属于航空范畴，也不属于航天范畴，但对于情报收集、侦察监视、通信保障以及对于对空对地作战而言，却有着较好的发展前景。目前研究人员对这个区域使用较少且探索不足，研究人员面临的挑战是如何让这个巨大的、少有人涉足的空间为人类所用。18km到160km的高度范围还可细分为不同层次，每一层都因其特定的物理条件而对该空间的飞行物有着不同的限制。

高空平台系统（HAPS）能够在近空间飞行几分钟或几小时到几周、几个月甚至几年。由于它们的速度和高度不足以实现环绕地球轨道飞行，它们的飞行通常被称为亚轨道飞行。HAPS利用弱平流层风和高空太阳能，在近空间范围内飞行而不影响正常的航空交通。随着新兴和突破性技术取得了重大进展，现在发展HAPS成为可能。HAPS成功的关键在于它使用了重量轻且稳定的材料以及小型化的组件、耐太阳和紫外线辐射。HAPS主要有两类:轻于空气(LTA），如气球或飞艇；重于空气(HTA)，如飞机。

HAPS的能源供应首选是使用坚固的太阳能电池板和最先进的电池来生产和储存白天产生的能量，用于夜间作业、有效载荷以及平台的推进。然而，在秋季、冬季或高纬度地区，太阳辐射量的减少给HAPS带来了一些限制。

2 HAPS主要应用和服务

一般来说，HAPS提供的应用和服务，飞机或卫星也能提供。然而，HAPS的优势在于它的工作高度和特殊设计，它综合了飞机(包括无人机)的灵活性和卫星的耐久性。

HAPS应用发展主要集中在空中通信、电话和互联网服务、广播电台、地球观测，包括天气观测和遥感。它们也可以作为定位、导航、计时、数据增强、研究或科学实验的平台。此外，它们还可以作为中继站，连接空中、临近空间和太空中的各种伙伴。

3 HAPS系统最新动态

Zephyr高空平台系统由空客公司研发，最近在试验中打破了自己最长飞行时间的世界纪录。这是一架正在创造续航飞行世界纪录的军用无人驾驶飞机。

美国陆军目前在试验Zephyr高空平台系统的高空情报、监视和侦察能力。自2022年6月15日以来，超长续航能力的Zephyr高空平台无人机已经在平流层飞行了50多天，仍在继续飞行，打破了之前26天的纪录。目前，它仍然在亚利桑那州尤马试验场的上空，直到天气条件“理想”时降落。

Zephyr在此次实验中创了许多记录：首次进入国际空域，首次在水上飞行，使用卫星通信控制连续飞行时间最长，距离发射点最远，可携带商业现货的有效载荷。

Zephyr是世界领先的太阳能-电力平流层无人机系统(UAS)，翼展25米，重量不到75公斤；

已经飞入平流层并打破多项世界纪录的Zephyr是空中客车公司目前开发的创新产品；

Zephyr将为商业、机构和军事客户带来新的视觉、感知和连接能力；

Zephyr依靠太阳能电池在白天充电，为夜间飞行提供动力。

4 HAPS应用于军事的优势

HAPS的主要优点是比卫星更接近地球，比飞机在特定区域的待机时间更长，这应该会引起军方的兴趣。从历史上看，军方非常清楚高空的优势，并推动了相应的技术发展，如气球、飞艇、飞机和卫星。

HAPS的实用性使得它适用于远征作战、区域外部署或救灾行动。由于HAPS能够灵活、及时和快速的部署，因此在行动早期它成为部署的最佳选择。在这些情况下，它们可以用于在缺乏卫星覆盖的地方提供战场态势感知。地面基础设施容易成为攻击目标，但HAPS仅需要较少的地面基础设施，并且HAPS的专用地面基础设施通常具有高度的机动性，因此这些系统比传统飞机具有更大的灵活性。

HAPS具有一定的优势，可以在目标选择过程为军方提供支持。一般来说，在近空间飞行的物体可能受益于空间飞行和航空的特殊优势。HAPS所处的同温层是比飞机和卫星更便宜的有利位置。HAPS可能是近地飞行物体和空间轨道卫星之间的联系，并可能补充地面和卫星服务，如通信和地球观测。

此外，它们在战术层面也是有优势的。HAPS还可以作为战术侦察机的替代品或补充，因为它们可以停留在敌人防空系统的范围之外，并作为卫星和地面系统之间的中继，如超视距无人机作战。它们可缩小由于山区或城市地区缺乏兵力或地理限制而造成的能力差距。

HAPS的主要军事用途可能是支持通信部门以促进数据交换(包括广播和中继)，并在集成网络或云服务中提供附加组件，以及支持情报、监视和侦察任务。HAPS可在电磁工作范围内提供其他服务，如通信干扰或全球导航卫星系统干扰。特别是在通信服务方面，HAPS可与无线地面通信服务和低地球轨道卫星群媲美，并作为它们的补充。

利用HAPS可实现以较低成本获得更大的灵活性，因此其未来的军事用途值得关注。

审核编辑：郭婷