93.2.19流體力學講義 線控高空平台技術開發與應用 苗君易 成功大學航太系與航太科技研究中心

MAI高空通訊平台構想 於91年11月29日MAI教授來訪提出合作構想 Stork Aerodynamic Research System for Telecommunication

MAI Tethered Glider(線控滑翔機) 規格：全重1500kg，pay load 100kg(相當於中華衛星酬載) 巡航高度：7-10公里(大氣平流層，風速穩定，估計10-40 m/s) 尺寸：翼展28m，高13.3m 電力需求：2kw(風力發電)

功能 寬頻通訊 災害防治 社會維安 氣象觀測

提出本構想之動機 94-97教育部航太科技教育改進計畫已將此滑翔機實作列入執行項目，並規劃與MAI洽談合作 本計畫的技術門檻不高，具有實用性，但整個系統跨航太、大氣、電子、電機、機械、通訊、海洋等領域，需政府政策支持、產官學研共組團隊才有實現之可能 實際應用需考慮飛安的法規面及技術面問題，若能克服，具商機潛力

可行性探討(1/7) 技術面 此線控滑翔機猶如大風箏，參考文獻可追溯至19世紀末，另近年來的文獻報導大風箏(king kite)裝載如GPS儀器，氣象儀從事科學研究之可行性 Pope, G. T., "World's Highest-Flying Kite", Popular Mechanics, June 1995, pp. 46-47. 加拿大，Synergy and Company, 全重60磅, 可飛高15,000ft-35,000ft高度

可行性探討(2/7) Rotch, A. L., "The Explortion of the Atmosphere at Sea by Means of Kites", Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, Vol. 28, No. 121, January 1902, pp. 1-8.  (Blue Hill Meteorological Obeservatory, U. S. A.) Rotch, A. L., "The Use of Kites to Obtain Meteorological Records in the Upper Air at Blue Hill Observatory, U. S. A.", Quaterly Journalof the Royal Meteorological Society, No. 23, 1897, pp. 252-253

可行性探討(3/7) Balsley, B. B., Willams. J. B., Tyrrell, G. W., and Balsley, C. L., "Atmospheric Research Using Kites: Here We Go Again!", Bulletin American Meteoroogical Society, Vol 73, No. 1, January 1992, pp. 17-29. (University of Colorado-Boulder, CIRES, U. S. A.)

可行性探討(4/7) 技術面 此飛行載具與線控技術國內雖無經驗，但技術門檻不高，可藉國內產官學合作建立技術，培育人才 滑翔機升空方式需詳細探討：一可行的方式是由船裝載釋放，其起飛速度設定在10 m/s (MAI artist’s view)

可行性探討(5/7) 技術面 飛行控制中心可設置在離島或沿岸，通訊涵蓋區域半徑約100km左右，此中心亦負責操作與維護任務 酬載：communication transponder; camera; GPS receiver; meteorological instrument(考慮高空環境長期使用) 安全：飛行安全、地面安全等問題需做詳細探討，包含法規面及技術面問題 系統整合：應無“無法克服”之技術問題，且國內產研界應有整合此系統之能力。此系統需要國內航空、電子、通訊、大氣、海洋、海岸等方面人才參與；且MAI有高度的合作意願，藉國際合作，可提供協助。

可行性探討(6/7) 經濟效益面： 此系統的功能相當於美國NASA Helios太陽能高空飛機計畫，且更具經濟效益競爭力，後者系統業者曾嘗試在國內推行

可行性探討(7/7) 經濟效益面： 此系統具有潛力取代地面上的無線通訊基地台，可改善居家環境，省卻業界基地台的投資與維護成本 此系統對國內市場具有實際效益，其投資效益比值得做進一步評估 此系統構想在國際上尚無應用實例，在國內實施成功後，值得推向國際市場。此可視為一區域寬頻通訊系統(100-200km半徑範圍)，可取代或協助衛星通訊功能

研究課題(1/2) 可行性分析 技術面(航太、大氣、電子、電機、通訊、機械、海洋) 經濟效益面(航太產業、通信產業、資訊產業) 產官學研團隊形成(經濟部、交通部、漢翔、中科院、工研院、資策會、輕航機製造業、大學航太、大氣、電機、資訊、通信、機械、海洋等領域) 國際合作(MAI等)

研究課題(2/2) 計畫執行 5年 任務需求： 系統概念設計 細部設計 製作與測試 操作與維護 經濟效益導向 技術精進階段 台灣高空7-20公里平流層的風速資料 起飛速度10m/s 安全措施考慮 飛航法規研究與制定 系統概念設計 滑翔機概念設計(航太、大氣) 酬載設計(電子、電機、通信、大氣) 系統整合(航太、大氣、海洋、機械) 細部設計 製作與測試 操作與維護 5年 Technology demonstration 經濟效益導向 技術精進階段