中國科學(xué)家突破超輕微型飛行器研究開啟低空飛行新時(shí)代

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2024-08-09 20:01:07 新浪網(wǎng)

提及飛行器,，我們往往會(huì)想到大型客機(jī)或是旅行時(shí)用來捕捉精彩瞬間的無人機(jī),。這些小巧的設(shè)備，因配備高清攝像頭,，正逐步成為攝影愛好者的新寵,，頻繁現(xiàn)身于日常生活之中。現(xiàn)有記錄中最輕的飛行器僅重?cái)?shù)克,，相當(dāng)于某些無人機(jī)重量的數(shù)百分之一,，且能持續(xù)飛行數(shù)十分鐘。

微型飛行器,，作為低空飛行領(lǐng)域的新興勢力,，以其不超過50厘米的尺寸和不超100克的輕盈體態(tài)，正展現(xiàn)出非凡魅力,。它們不僅能夠執(zhí)行偵察,、監(jiān)測和通信等復(fù)雜環(huán)境下的任務(wù)，還因其微小體型和高度靈活性,，在軍事與民用領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用潛力,。

能量供應(yīng)對(duì)于微型飛行器而言至關(guān)重要。受限于尺寸與重量,，其電池需具備高效與輕量的特點(diǎn),。當(dāng)前，鋰電池憑借高能量密度與輕巧特性,，成為主流選擇,，尤其適合追求長續(xù)航和便攜性的設(shè)計(jì)。氫燃料技術(shù)則通過與高壓氣體的混合燃燒,，為微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)提供強(qiáng)大動(dòng)力,，如麻省理工學(xué)院開發(fā)的紐扣般大小的微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，即展現(xiàn)了高功率輸出,。此外,，太陽能電池利用自然光源，為飛行器的持久運(yùn)行提供了另一種可能。隨著技術(shù)演進(jìn),，結(jié)合太陽能與鋰電池的混合供能模式也開始被探索,，盡管仍面臨轉(zhuǎn)化效率和尺寸限制的挑戰(zhàn)。

2024年7月17日,，中國科研團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志上介紹了一款名為CoulombFly的超輕微型飛行器,，僅重4.21克，為目前最輕的太陽能驅(qū)動(dòng)飛行器,，能在日照下持續(xù)飛行,。該飛行器依靠靜電驅(qū)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)和超輕千伏電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這一壯舉。靜電驅(qū)動(dòng)利用高壓電場使葉片旋轉(zhuǎn),，而超輕電力系統(tǒng)能將低壓電高效轉(zhuǎn)換為高壓,，為飛行器提供強(qiáng)勁而持久的動(dòng)力。實(shí)驗(yàn)證明,，這款飛行器能耗極低,，性能穩(wěn)定，且有能力額外承載輕型設(shè)備,，預(yù)示著未來自主操作的可能,。

微型飛行器的應(yīng)用前景廣闊。在軍事上,，它們能執(zhí)行隱蔽偵查,、監(jiān)控生化威脅及搭建應(yīng)急通訊網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵任務(wù)；民用方面,，則涉及氣象,、環(huán)境、海洋監(jiān)測以及災(zāi)難救援等多個(gè)領(lǐng)域,，特別是在復(fù)雜地形和緊急情況下,，其靈活性和機(jī)動(dòng)性更是無可替代。未來,，微型飛行器在地形測繪,、空中攝影等方面的運(yùn)用也將不斷擴(kuò)展，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,，它們將在創(chuàng)造更安全,、便捷的生活環(huán)境方面發(fā)揮更大作用。

(責(zé)任編輯：張蕾)

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