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比一张纸还轻 纯自然光供能微型飞行器竟可以做的如此轻巧
2024年07月19日 13:26:12
来源：化工仪器网 作者：小王 点击量：5728
北航大能源与动力工程学院研究团队成功研制出依靠自然光即可实现持续飞行的静电飞行器“CoulombFly”(Coulomb意为库仑，是电荷单位)。该飞行器翼展20厘米，重量仅4.21克，依靠团队自主研发的新型静电电机作为发动机核心，在纯自然光供能下能够完成起飞与持续飞行。
【化工仪器网 行业百态】无人机拍摄设备的流行，让小型无人飞行器这一小众行业进入了大众视野，也打开了一个消费无人机的时代，民用无人机产品因此得到了飞速的发展。而在消费级无人机市场，微型化、自动化始终是无人机的一个发展方向，甚至到了今天，许多小型无人机产品只需要简单学习后，便可以轻而易举的上手。这也侧面体现了民用无人机技术的迅速发展。但事实上在民用领域之外，专业无人机的发展或许更加迅速，甚至微型飞行器已经可以做到比纸更轻，并且纯自然光功能。更重要的是，这项成果还是来自我们自己的国家。
根据北京航天航空大学(以下简称：北航大)7月18号发布的消息，该校能源与动力工程学院研究团队成功研制出依靠自然光即可实现持续飞行的静电飞行器“CoulombFly”(Coulomb意为库仑，是电荷单位)。该飞行器翼展20厘米，重量仅4.21克，依靠团队自主研发的新型静电电机作为发动机核心，在纯自然光供能下能够完成起飞与持续飞行。
或许许多读者对这个体积和重量的概念比较模糊，这里可以给出一个参考系。一般我们印刷常用的70克A4纸，每张的重量约为4.36克，成年男性的手掌长度差不多在20厘米上下。也就是说，该无人机在满足自然光供能飞行的前提下，整机只有手掌大，重量比纸还轻。
事实上，该无人机的出现也为过去此类飞行器普遍存在飞行时间短的痛点做出了解答。
传统微型飞行器尽管体积可以做小，但是采用的是传统的电磁电机作为发动机的驱动部件。电磁电机在微型化后转速高、发热大，能量转化效率急剧下降，甚至降到10%以下，自然也就无法满足长时间长距离的飞行。而此次团队研制的新原理发动机在微小尺寸下兼顾了转速低、发热小、效率高，搭配千伏级超轻质高压电源，兼顾了低功耗(0.568瓦)和高升力(30.7克每瓦)优势，自然也就相对轻松的达成持续飞行的目标。
值得一提的是，千伏级超轻质高压电源同样是团队针对飞行应用场景研制的特殊电源，其由太阳能电池和升压电路两部分组成，升压电路可以在1.21克的重量下，将太阳能(或锂电池)输入的低压直流电，转换为4 - 9千伏的高压直流电。这一数据相较于此前类型技术的产品，也有非常显著的突破，为微小尺度下获得高压电流提供了基础。
目前相关成果已经发表于《自然》期刊，团队也将对该技术进行进一步深入，大幅增加微型飞行器的飞行时长，拓展其应用范围。
本文参考资料来源：北京航空航天大学微信
本文参考资料来源：北京航空航天大学微信
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