你見(jiàn)過(guò)僅4.21克的超輕無(wú)人機(jī)嗎創(chuàng)新靜電驅(qū)動(dòng),，顛覆傳統(tǒng)飛行

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2024-07-22 16:40:21 信網(wǎng)

你見(jiàn)過(guò)僅4.21克的超輕無(wú)人機(jī)嗎

中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在微型無(wú)人機(jī)技術(shù)上取得了重要進(jìn)展,，研發(fā)出一款僅重4.21克,、巴掌大小的太陽(yáng)能動(dòng)力無(wú)人機(jī)。這款無(wú)人機(jī)配置了兩片微型太陽(yáng)能電池，能夠在自然光照條件下持續(xù)飛行，無(wú)需額外電源。其成功的關(guān)鍵在于一種自主研發(fā)的新型靜電電機(jī)，該電機(jī)能高效地將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,，相關(guān)研究已在《自然》雜志上公諸于世。

這款微型無(wú)人機(jī)的總重量涵蓋了動(dòng)力源,、發(fā)動(dòng)機(jī)及螺旋槳等所有組件,，輕盈至連一張A4紙的重量都不及。利用日常環(huán)境中普遍存在的靜電作為驅(qū)動(dòng)力,，它能在自然光的照射下完成發(fā)電,、驅(qū)動(dòng)及垂直起降等復(fù)雜操作。無(wú)人機(jī)的靜電電機(jī)設(shè)計(jì)獨(dú)特,，形似燈籠,，電極片圍繞其周?chē)罁?jù)同性相斥,、異性相吸的原理產(chǎn)生升力,，從而推動(dòng)整個(gè)裝置包括太陽(yáng)能電池、電路,、電機(jī)和螺旋槳升空,。

北京航空航天大學(xué)的研究人員指出，靜電雖常見(jiàn)于日常生活如梳頭,、脫衣時(shí),，攜帶數(shù)千至數(shù)萬(wàn)伏的電壓卻因電流微弱對(duì)人體無(wú)害，這種低功耗,、高電壓的特性恰好符合微型電機(jī)研發(fā)面臨的挑戰(zhàn)與未來(lái)導(dǎo)向,。團(tuán)隊(duì)通過(guò)創(chuàng)新使用靜電驅(qū)動(dòng)技術(shù),，有效降低了動(dòng)力系統(tǒng)的熱損耗,，并開(kāi)發(fā)了一種輕量級(jí)高壓電能變換器，顯著提升太陽(yáng)能電池電壓,，構(gòu)建出適用于微型無(wú)人機(jī)的高效靜電系統(tǒng),，使無(wú)人機(jī)能在純自然光的供給下順利起飛并持續(xù)飛行。

為支持靜電電機(jī)運(yùn)行所需的8000伏電壓,，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出僅重1克,、卻能將電壓從幾伏提升至數(shù)千伏的超輕型高壓變換電路。他們還對(duì)無(wú)人機(jī)的電機(jī)尺寸進(jìn)行了極限縮減,，其螺旋槳直徑甚至不及一角錢(qián)硬幣,，卻足以支撐起整個(gè)無(wú)人機(jī)的飛行任務(wù)。

展望未來(lái),，該款長(zhǎng)航時(shí)太陽(yáng)能微型無(wú)人機(jī)預(yù)計(jì)將在應(yīng)急救援,、狹窄空間探測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域大顯身手，展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。研究人員期待繼續(xù)縮小無(wú)人機(jī)尺寸,，以期在未來(lái)將其應(yīng)用于勘探,、搜救等任務(wù)中，實(shí)現(xiàn)高效的信息傳遞與交互,。

(責(zé)任編輯：盧其龍 CN070)

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