科学家研发太阳光驱动微型飞行器开辟持续飞行新时代

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2024-07-18 21:23:56 中国新闻网

中国科研团队最近取得了一项飞行器技术的重大突破，自主研发出全球最轻、最小的太阳光驱动微型飞行器——静电飞行器CoulombFly。这款创新设备的核心是一台新型微型静电电机，能够在纯自然阳光照射下获取能量，实现起飞及长时间飞行。

这项成果出自北京航空航天大学能源与动力工程学院的智能推进实验室，研究论文题目为“太阳光供能下超轻质微型飞行器的持续飞行”，并于7月17日晚在北京时间在国际顶尖学术杂志《自然》上发表。值得注意的是，这是中国科学家在飞行器领域的自主研发成果首次登上《自然》杂志，同时，《科学》杂志也对此进行了特别报道。

微型飞行器因其小巧、轻便及高度灵活性，能在有限空间内执行特殊任务，如侦察、检测和物资传输，具有广泛的应用前景。但以往的微型飞行器面临飞行时间短暂的问题，特别是当质量低于10克时，通常飞行时间不超过10分钟。背后的原因在于传统电磁电机微型化后的效率问题，其高转速和高发热导致能量转换效率骤降，甚至不足10%，加之太阳能电池面积限制，无法满足长时间飞行的能量需求。

为克服这些挑战，北航团队从微型发动机原理入手，创新性地提出了静电驱动方案，并成功开发出转速适中、发热少、效率高的微型静电电机，从而构建了静电飞行器。该飞行器结合了低能耗和高升力的特点，首次在纯自然太阳光的供能下完成了起飞和持续飞行的壮举，一次耐力测试中更是连续飞行1小时而性能未见衰退。

这款静电飞行器的体积仅为巴掌大小，重量甚至轻于一张A4纸，仅为4.21克，尺寸和重量分别仅为之前世界纪录保持者的十分之一和六百分之一。在实际应用上，它有望在地震救援等紧急情况下，进入狭窄空间进行巡查和信息收集，为救援行动提供关键信息支持。

团队成员还展望了未来，表示这种仅依赖自然阳光就能维持飞行的微型飞行器，将极大拓宽应用领域，是微型飞行器技术发展的一个重要里程碑，未来目标是进一步延长飞行时间并扩大应用范围。此外，他们已规划出一款更加微型化的静电飞行器方案，翼展仅8毫米，质量9毫克，飞行功率低于1毫瓦，预示着静电电机技术在推动飞行器微型化进程中的巨大潜力。

(责任编辑：张蕾)

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