中国科学家成功研制微型飞行器光驱微型无人机翱翔蓝天

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2024-07-19 14:58:41 中国新闻网

中国科学家成功研制微型飞行器

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，实现起飞及长时间持续飞行。中国科学家成功研制微型飞行器！

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，研究团队的相关论文题目为“太阳光供能下超轻质微型飞行器的持续飞行”，并在国际顶尖学术期刊《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》杂志也对此进行了报道。

微型飞行器因其小巧、轻便及高度灵活性，展现出在有限空间内执行特殊任务如拍照、侦察和物资传输等方面的广泛应用潜力。然而，长久以来，这类设备面临的一个主要挑战是飞行时间短暂，特别是当重量低于10克时，一般飞行时间不超过10分钟。造成此问题的主要原因是传统电磁电机在微型化后效率大幅度降低，无法高效转换能量，尤其是使用太阳能作为能源时，受制于太阳能电池的尺寸限制，难以满足实际飞行的能量需求。

针对这一难题，北航团队创新性地设计了一种静电驱动方案，研发出转速低、发热小、效率高的微型静电电机，从而成功构建了静电飞行器。该飞行器结合了低能耗和高升力的特点，首次证明了微型飞行器能在自然太阳光的直接供能下完成起飞并维持较长时间的飞行。实验显示，该飞行器可持续飞行1小时而不出现性能衰退。

参与研究的北航博士研究生彭谨哲介绍，这款静电飞行器体积小巧，翼展仅20厘米，重量仅为4.21克，相当于一张A4纸，比之前记录的最小太阳能飞行器还要轻600倍，尺寸缩小至十分之一。它在地震救援等场景中，能发挥重要作用，如在狭窄空间执行巡查和信息收集任务，有效支持救援行动。

论文的另一位共同通讯作者，北航教授闫晓军强调，这款不依赖额外能源、仅凭自然阳光就能持续飞行的静电飞行器，预示着微型飞行器应用领域的显著扩展，是技术发展的一个重要里程碑。未来，该技术有望显著延长微型飞行器的续航时间，拓宽其应用场景。

此外，团队成员申威博士研究生透露，基于当前研究成果，他们已规划了一款更为微型化的静电飞行器，翼展仅8毫米，质量仅9毫克，飞行功率需求低至不足1毫瓦，进一步展示了静电电机技术在推动飞行器微型化进程中的广阔前景。

(责任编辑：卢其龙 CN070)

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