你见过仅4.21克的超轻无人机吗 创新静电驱动,颠覆传统飞行

导读 你见过仅4.21克的超轻无人机吗中国科研团队在微型无人机技术上取得了重要进展,研发出一款仅重4.21克、巴掌大小的太阳能动力无人机。这款无...

你见过仅4.21克的超轻无人机吗

中国科研团队在微型无人机技术上取得了重要进展,研发出一款仅重4.21克、巴掌大小的太阳能动力无人机。这款无人机配置了两片微型太阳能电池,能够在自然光照条件下持续飞行,无需额外电源。其成功的关键在于一种自主研发的新型静电电机,该电机能高效地将电能转化为动能,相关研究已在《自然》杂志上公诸于世。

这款微型无人机的总重量涵盖了动力源、发动机及螺旋桨等所有组件,轻盈至连一张A4纸的重量都不及。利用日常环境中普遍存在的静电作为驱动力,它能在自然光的照射下完成发电、驱动及垂直起降等复杂操作。无人机的静电电机设计独特,形似灯笼,电极片围绕其周围,依据同性相斥、异性相吸的原理产生升力,从而推动整个装置包括太阳能电池、电路、电机和螺旋桨升空。

北京航空航天大学的研究人员指出,静电虽常见于日常生活如梳头、脱衣时,携带数千至数万伏的电压却因电流微弱对人体无害,这种低功耗、高电压的特性恰好符合微型电机研发面临的挑战与未来导向。团队通过创新使用静电驱动技术,有效降低了动力系统的热损耗,并开发了一种轻量级高压电能变换器,显著提升太阳能电池电压,构建出适用于微型无人机的高效静电系统,使无人机能在纯自然光的供给下顺利起飞并持续飞行。

为支持静电电机运行所需的8000伏电压,研究团队设计出仅重1克、却能将电压从几伏提升至数千伏的超轻型高压变换电路。他们还对无人机的电机尺寸进行了极限缩减,其螺旋桨直径甚至不及一角钱硬币,却足以支撑起整个无人机的飞行任务。

展望未来,该款长航时太阳能微型无人机预计将在应急救援、狭窄空间探测等多个领域大显身手,展现出巨大的应用潜力。研究人员期待继续缩小无人机尺寸,以期在未来将其应用于勘探、搜救等任务中,实现高效的信息传递与交互。