中國(guó)科學(xué)家成功研制微型飛行器

中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)最近取得了一項(xiàng)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(yáng)光驅(qū)動(dòng)微型飛行器——靜電飛行器（CoulombFly）,。這款創(chuàng)新設(shè)備的核心是一臺(tái)新型微型靜電電機(jī)，能夠在純自然陽(yáng)光照射下獲取能量,，實(shí)現(xiàn)起飛及長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)飛行,。中國(guó)科學(xué)家成功研制微型飛行器,！

這項(xiàng)成果出自北京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院的智能推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，研究團(tuán)隊(duì)的相關(guān)論文題目為“太陽(yáng)光供能下超輕質(zhì)微型飛行器的持續(xù)飛行”,，并在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表,。值得注意的是，這是中國(guó)科學(xué)家在飛行器領(lǐng)域的自主研發(fā)成果首次登上《自然》雜志,，同時(shí),，《科學(xué)》雜志也對(duì)此進(jìn)行了報(bào)道。

微型飛行器因其小巧,、輕便及高度靈活性,，展現(xiàn)出在有限空間內(nèi)執(zhí)行特殊任務(wù)如拍照、偵察和物資傳輸?shù)确矫娴膹V泛應(yīng)用潛力,。然而,，長(zhǎng)久以來(lái)，這類(lèi)設(shè)備面臨的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是飛行時(shí)間短暫,，特別是當(dāng)重量低于10克時(shí),，一般飛行時(shí)間不超過(guò)10分鐘。造成此問(wèn)題的主要原因是傳統(tǒng)電磁電機(jī)在微型化后效率大幅度降低,，無(wú)法高效轉(zhuǎn)換能量,，尤其是使用太陽(yáng)能作為能源時(shí)，受制于太陽(yáng)能電池的尺寸限制,，難以滿(mǎn)足實(shí)際飛行的能量需求,。

針對(duì)這一難題，北航團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了一種靜電驅(qū)動(dòng)方案,，研發(fā)出轉(zhuǎn)速低,、發(fā)熱小,、效率高的微型靜電電機(jī)，從而成功構(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(diǎn),，首次證明了微型飛行器能在自然太陽(yáng)光的直接供能下完成起飛并維持較長(zhǎng)時(shí)間的飛行。實(shí)驗(yàn)顯示,，該飛行器可持續(xù)飛行1小時(shí)而不出現(xiàn)性能衰退,。

參與研究的北航博士研究生彭謹(jǐn)哲介紹，這款靜電飛行器體積小巧,，翼展僅20厘米,，重量?jī)H為4.21克，相當(dāng)于一張A4紙,，比之前記錄的最小太陽(yáng)能飛行器還要輕600倍,，尺寸縮小至十分之一。它在地震救援等場(chǎng)景中,，能發(fā)揮重要作用,，如在狹窄空間執(zhí)行巡查和信息收集任務(wù)，有效支持救援行動(dòng),。

論文的另一位共同通訊作者,，北航教授閆曉軍強(qiáng)調(diào)，這款不依賴(lài)額外能源,、僅憑自然陽(yáng)光就能持續(xù)飛行的靜電飛行器，預(yù)示著微型飛行器應(yīng)用領(lǐng)域的顯著擴(kuò)展,，是技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑,。未來(lái)，該技術(shù)有望顯著延長(zhǎng)微型飛行器的續(xù)航時(shí)間,，拓寬其應(yīng)用場(chǎng)景,。

此外，團(tuán)隊(duì)成員申威博士研究生透露,，基于當(dāng)前研究成果,，他們已規(guī)劃了一款更為微型化的靜電飛行器，翼展僅8毫米,，質(zhì)量?jī)H9毫克,，飛行功率需求低至不足1毫瓦，進(jìn)一步展示了靜電電機(jī)技術(shù)在推動(dòng)飛行器微型化進(jìn)程中的廣闊前景,。