科學家研發(fā)太陽光驅(qū)動微型飛行器開辟持續(xù)飛行新時代

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2024-07-18 21:23:56 中國新聞網(wǎng)

中國科研團隊最近取得了一項飛行器技術(shù)的重大突破，自主研發(fā)出全球最輕,、最小的太陽光驅(qū)動微型飛行器——靜電飛行器CoulombFly,。這款創(chuàng)新設備的核心是一臺新型微型靜電電機，能夠在純自然陽光照射下獲取能量,，實現(xiàn)起飛及長時間飛行,。

這項成果出自北京航空航天大學能源與動力工程學院的智能推進實驗室，研究論文題目為“太陽光供能下超輕質(zhì)微型飛行器的持續(xù)飛行”,，并于7月17日晚在北京時間在國際頂尖學術(shù)雜志《自然》上發(fā)表,。值得注意的是，這是中國科學家在飛行器領域的自主研發(fā)成果首次登上《自然》雜志,，同時,，《科學》雜志也對此進行了特別報道。

微型飛行器因其小巧,、輕便及高度靈活性,，能在有限空間內(nèi)執(zhí)行特殊任務，如偵察,、檢測和物資傳輸,，具有廣泛的應用前景。但以往的微型飛行器面臨飛行時間短暫的問題，特別是當質(zhì)量低于10克時,，通常飛行時間不超過10分鐘,。背后的原因在于傳統(tǒng)電磁電機微型化后的效率問題，其高轉(zhuǎn)速和高發(fā)熱導致能量轉(zhuǎn)換效率驟降,，甚至不足10%,，加之太陽能電池面積限制，無法滿足長時間飛行的能量需求,。

為克服這些挑戰(zhàn),，北航團隊從微型發(fā)動機原理入手，創(chuàng)新性地提出了靜電驅(qū)動方案,，并成功開發(fā)出轉(zhuǎn)速適中,、發(fā)熱少、效率高的微型靜電電機,，從而構(gòu)建了靜電飛行器,。該飛行器結(jié)合了低能耗和高升力的特點，首次在純自然太陽光的供能下完成了起飛和持續(xù)飛行的壯舉,，一次耐力測試中更是連續(xù)飛行1小時而性能未見衰退,。

這款靜電飛行器的體積僅為巴掌大小，重量甚至輕于一張A4紙,，僅為4.21克,，尺寸和重量分別僅為之前世界紀錄保持者的十分之一和六百分之一。在實際應用上,，它有望在地震救援等緊急情況下,，進入狹窄空間進行巡查和信息收集，為救援行動提供關(guān)鍵信息支持,。

團隊成員還展望了未來,，表示這種僅依賴自然陽光就能維持飛行的微型飛行器，將極大拓寬應用領域,，是微型飛行器技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑,，未來目標是進一步延長飛行時間并擴大應用范圍。此外,，他們已規(guī)劃出一款更加微型化的靜電飛行器方案,，翼展僅8毫米，質(zhì)量9毫克,，飛行功率低于1毫瓦,，預示著靜電電機技術(shù)在推動飛行器微型化進程中的巨大潛力。

(責任編輯：張蕾)

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