小型固定翼无人机通常由电池驱动，飞行时间一般仅为一两个小时。为了延长飞行时间，开发者们正在探索混合动力系统的应用，这种系统可以通过其他动力方式和电池为无人机提供动力。

美国空军研究实验室的探索

2017年8月，洛克希德·马丁公司赢得了美国空军330万美元的合同，用于研发小型无人机的动力系统创新。这项合同基于美国空军研究实验室（AFRL）的小型无人可持续动力飞机（SURGE-V）项目。SURGE-V的目标是开发一种可持续飞行4小时的单人便携无人机，采用燃料电池作为动力源。这一项目推动了技术的进步，要求燃料电池和飞机之间实现更好的兼容性。

洛克希德·马丁公司已将部分研究成果应用于实际产品中。据该公司无人机系统业务开发经理史蒂夫·福特森介绍，最新的沙漠鹰小型无人机采用了多种动力系统，包括电池和燃料电池，甚至可以在机翼上安装太阳能电池。这款无人机采用了模块化设计，具备混合动力管理系统，能够支持多种电压的动力输入。福特森表示，最终目标是让小型战术无人机通过机载可充电动力系统实现长时间飞行，但目前仍有一些技术障碍需要克服。

海军研究实验室的探索

与此同时，海军研究实验室也在与其他多个供应商合作，开发使用多种动力系统的无人机。海军研究实验室的一位航宇工程师丹·爱德华兹表示，他们的太阳能滑翔无人机项目正在与多家光伏技术供应商合作，研究性能和动力集成问题。他们已经将不同类型的光伏电池整合到了同一机翼上。其中一个版本的无人机采用了SolAero技术公司的倒置变形多节（IMM）光伏电池，这种电池具有重量轻、效率高、机械强度好的特点。

海军研究实验室还在测试SunPower和Alta Devices公司的太阳能电池。在测试过程中，他们发现，在阳光充足的条件下，使用光伏电池进行巡航可以完全不依赖电池内的电能，但这只适用于飞行的部分阶段。爱德华兹认为，海军研究实验室的努力拓展了太阳能电池的应用范围。在项目初期，商用飞机并不适用于当前的研究，主要兴趣集中在学术和工业级无人机上。不过，海军研究实验室的努力扩大了应用范围。爱德华兹指出，未来可能会采用多种太阳能技术，因为不同高度的无人机对太阳能辐射的需求不同。

太阳能滑翔无人机项目同样利用软件提升了利用自然上升气流的效率。这得益于海军研究实验室的ALOFT（自动热流定位）项目，该项目使PV-SBXC滑翔机能够自动定位大气中的热流，从而提高滑翔时间，实现无动力飞行数小时。海军研究实验室正在测试PV-SBXC滑翔无人机机翼上安装的不同制造商的光伏电池。爱德华兹表示，该无人机的飞行记录是在降落达到100米高度后滑行了5.2小时。如果没有使用自主滑翔的能力，飞行可能只能持续3分钟。海军研究实验室希望与工业界合作，利用自主滑翔算法，并将其整合到太阳能无人机中。然而，在初期阶段，整合工作存在一定难度，因为自主滑翔算法会使飞机频繁倾斜，影响太阳能的吸收效率。

此外，当无人机通过自主滑翔获得了足够的飞行高度后，可以通过自由滑翔吸收大量太阳能，直到无人机下降到接近坠毁的高度。太阳能和自主滑翔的结合比单独使用任何一种技术都更加有效。爱德华兹指出，采用太阳能和自主滑翔技术的无人机可以实现从早上飞到晚的效果，海军实验室已经多次验证过这一点。

目前，该研究项目在开放海域上进行。在开放海域，信天翁、军舰鸟等鸟类可以滑翔数月。目前已经在大西洋进行了试飞，计划明年在太平洋和大西洋上进行长航时试飞。

新型混合动力无人机

除了太阳能和自主滑翔技术，海军研究实验室还在研究燃料电池技术。新型混合动力老虎小型无人机是之前离子老虎的后续机型，后者曾创造了48小时的最长飞行记录，使用高能量燃料电池和轻量化储氢装置。混合动力老虎无人机将结合燃料电池和白天太阳能动力储存，以及自主滑翔算法，使飞行时间达到3.5天。

未来前景

上述项目表明，通过技术的组合，可以比单一技术更有效地延长小型无人机的飞行时间，从而支持传统的无人机任务，如通信中继、大规模侦察和海上监视。采用混合动力技术的无人机可以以更低的成本实现广泛的区域覆盖。这些技术还可以增加巡飞弹的作业时间和范围。在未来几年，这些技术有望实现飞机的永久飞行。

资源占用低且技术快速商业化的趋势不仅使其他国家，也使非政府组织能够使用这些技术。据报道，极端组织已经在叙利亚和伊拉克使用大量消费级无人机，准确投放了40毫米手榴弹。令人惊讶的是，最近发现极端组织正在为其固定翼和旋翼无人机配备太阳能电池。尽管他们在这些领域尚未达到最高技术水平，但这也表明他们对混合动力技术的认可以及在技术条件允许的情况下，将升级其无人机。提名担任国防部助理部长的欧文·韦斯特警告称，未来五年内，极端组织可能会拥有能够横跨大西洋打击美国本土的太阳能无人机。