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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
本文參考資料來源：北京航空航天大學(xué)微信
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