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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 作者：小王 點擊量：5690
北航大能源與動力工程學院研究團隊成功研制出依靠自然光即可實現持續飛行的靜電飛行器“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，依靠團隊自主研發的新型靜電電機作為發動機核心，在純自然光供能下能夠完成起飛與持續飛行。
【化工儀器網 行業百態】無人機拍攝設備的流行，讓小型無人飛行器這一小眾行業進入了大眾視野，也打開了一個消費無人機的時代，民用無人機產品因此得到了飛速的發展。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展方向，甚至到了今天，許多小型無人機產品只需要簡單學習后，便可以輕而易舉的上手。這也側面體現了民用無人機技術的迅速發展。但事實上在民用領域之外，專業無人機的發展或許更加迅速，甚至微型飛行器已經可以做到比紙更輕，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。
根據北京航天航空大學(以下簡稱：北航大)7月18號發布的消息，該校能源與動力工程學院研究團隊成功研制出依靠自然光即可實現持續飛行的靜電飛行器“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，依靠團隊自主研發的新型靜電電機作為發動機核心，在純自然光供能下能夠完成起飛與持續飛行。
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。
傳統微型飛行器盡管體積可以做小，但是采用的是傳統的電磁電機作為發動機的驅動部件。電磁電機在微型化后轉速高、發熱大，能量轉化效率急劇下降，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動機在微小尺寸下兼顧了轉速低、發熱小、效率高，搭配千伏級超輕質高壓電源，兼顧了低功耗(0.568瓦)和高升力(30.7克每瓦)優勢，自然也就相對輕松的達成持續飛行的目標。
值得一提的是，千伏級超輕質高壓電源同樣是團隊針對飛行應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，轉換為4 - 9千伏的高壓直流電。這一數據相較于此前類型技術的產品，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。
目前相關成果已經發表于《自然》期刊，團隊也將對該技術進行進一步深入，大幅增加微型飛行器的飛行時長，拓展其應用范圍。
本文參考資料來源：北京航空航天大學微信
本文參考資料來源：北京航空航天大學微信
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