根据太阳能飞机的基本飞行原理，为了降低对功率的需求，应减小平飞速度，减小翼载。目前太阳能无人机高空飞行速度一般在150千米／小时至200千米／小时。假设一天内平均太阳辐射功率为260w每平米，以目前硅太阳能电池的转换效率为20%左右计算，飞机实现昼夜持续飞行的翼载不能超过6kg每平米。目前翼展60米量级的太阳能无人机提供的有效载荷能力大致在50千克量级。

　　可见，太阳能无人机设计的目标主要不是飞得快、载得多，而是飞得高、飞得久和可靠性。技术和工程设计上有别于常规的固定翼无人机，总体设计技术在国内外尚未形成成熟的设计体系。据空气动力技术研究院无人机总工程师石文介绍，临近空间飞行环境对电机装置的性能要求兼备高效率、高功率密度、高可靠性、高稳定性，现有航空平台飞控系统的传感器、作动器无法满足超长航时飞行等要求，因此需要大量设计试验和实飞验证。

　　太阳能无人机的气动布局和翼型，也无法套用成熟的常规飞机模板，关键在于解决气动布局优化设计问题，以提高飞机的升阻比。临近空间长航时太阳能无人机一般都用来执行侦察通信等任务，为了满足任务系统和动力系统的功率需求，翼面往往需要铺设大面积的太阳能电池，因此需要有大面积的机翼。设计上采用很大的展弦比，能尽可能减小飞机的诱导阻力，从而提高升阻比，提高气动效率。相比各种类型的飞机，大型临近空间长航时太阳能无人机的升阻比极大，已经超过30。

　　国外开展太阳能无人机研究的主要为美国和欧盟国家，比较著名的有Helios、Solong、Zephyr、HELIPLAT、Sky-Sailor，以及正在全球飞行的瑞士太阳能飞机——阳光动力2。

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　　美国国防部预研局“秃鹰”计划：目的是寻求提供一种可保持在18.3km～27.4km高度、携带450kg有效载荷、机上功率5kW、续航时间超过5年、可在99%的时间内保持在任务空域中的固定翼飞行器。波音／奎奈蒂克公司团队提出的“太阳鹰”方案中标。

　　英国奎奈蒂克公司的Zephyr太阳能无人机计划始于2001年。2010年7月，Zephyr在亚利桑那州的尤马实验场起飞，携带2.7kg有效载荷，飞行14天零24分钟，起飞重量50kg，翼展22.5m。

　　瑞士“阳光动力2号”太阳能飞机在2015年至2016年环球飞行期间，最多曾达到118小时不间断飞行。由于其不是无人机，需要搭载人员和相关设备，总载重约为100公斤，设计巡航高度范围在1.5千米至8.5千米，飞行受气象条件影响较大。

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