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比一張紙還輕 純自然光供能微型飛行器竟可以做的如此輕巧
2024年07月19日 13:26:12 來源:化工儀器網(wǎng) 作者:小王 點擊量:5724

北航大能源與動力工程學(xué)院研究團隊成功研制出依靠自然光即可實現(xiàn)持續(xù)飛行的靜電飛行器“CoulombFly”(Coulomb意為庫侖,是電荷單位)。該飛行器翼展20厘米,重量僅4.21克,依靠團隊自主研發(fā)的新型靜電電機作為發(fā)動機核心,在純自然光供能下能夠完成起飛與持續(xù)飛行。

  【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】無人機拍攝設(shè)備的流行,讓小型無人飛行器這一小眾行業(yè)進入了大眾視野,也打開了一個消費無人機的時代,民用無人機產(chǎn)品因此得到了飛速的發(fā)展。而在消費級無人機市場,微型化、自動化始終是無人機的一個發(fā)展方向,甚至到了今天,許多小型無人機產(chǎn)品只需要簡單學(xué)習(xí)后,便可以輕而易舉的上手。這也側(cè)面體現(xiàn)了民用無人機技術(shù)的迅速發(fā)展。但事實上在民用領(lǐng)域之外,專業(yè)無人機的發(fā)展或許更加迅速,甚至微型飛行器已經(jīng)可以做到比紙更輕,并且純自然光功能。更重要的是,這項成果還是來自我們自己的國家。
 
  根據(jù)北京航天航空大學(xué)(以下簡稱:北航大)7月18號發(fā)布的消息,該校能源與動力工程學(xué)院研究團隊成功研制出依靠自然光即可實現(xiàn)持續(xù)飛行的靜電飛行器“CoulombFly”(Coulomb意為庫侖,是電荷單位)。該飛行器翼展20厘米,重量僅4.21克,依靠團隊自主研發(fā)的新型靜電電機作為發(fā)動機核心,在純自然光供能下能夠完成起飛與持續(xù)飛行。
 
  或許許多讀者對這個體積和重量的概念比較模糊,這里可以給出一個參考系。一般我們印刷常用的70克A4紙,每張的重量約為4.36克,成年男性的手掌長度差不多在20厘米上下。也就是說,該無人機在滿足自然光供能飛行的前提下,整機只有手掌大,重量比紙還輕。
 
  事實上,該無人機的出現(xiàn)也為過去此類飛行器普遍存在飛行時間短的痛點做出了解答。
 
  傳統(tǒng)微型飛行器盡管體積可以做小,但是采用的是傳統(tǒng)的電磁電機作為發(fā)動機的驅(qū)動部件。電磁電機在微型化后轉(zhuǎn)速高、發(fā)熱大,能量轉(zhuǎn)化效率急劇下降,甚至降到10%以下,自然也就無法滿足長時間長距離的飛行。而此次團隊研制的新原理發(fā)動機在微小尺寸下兼顧了轉(zhuǎn)速低、發(fā)熱小、效率高,搭配千伏級超輕質(zhì)高壓電源,兼顧了低功耗(0.568瓦)和高升力(30.7克每瓦)優(yōu)勢,自然也就相對輕松的達成持續(xù)飛行的目標(biāo)。
 
  值得一提的是,千伏級超輕質(zhì)高壓電源同樣是團隊針對飛行應(yīng)用場景研制的特殊電源,其由太陽能電池和升壓電路兩部分組成,升壓電路可以在1.21克的重量下,將太陽能(或鋰電池)輸入的低壓直流電,轉(zhuǎn)換為4 - 9千伏的高壓直流電。這一數(shù)據(jù)相較于此前類型技術(shù)的產(chǎn)品,也有非常顯著的突破,為微小尺度下獲得高壓電流提供了基礎(chǔ)。
 
  目前相關(guān)成果已經(jīng)發(fā)表于《自然》期刊,團隊也將對該技術(shù)進行進一步深入,大幅增加微型飛行器的飛行時長,拓展其應(yīng)用范圍。

本文參考資料來源:北京航空航天大學(xué)微信
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