中国科学家突破超轻微型飞行器研究 开启低空飞行新时代

提及飞行器，我们往往会想到大型客机或是旅行时用来捕捉精彩瞬间的无人机。这些小巧的设备，因配备高清摄像头，正逐步成为摄影爱好者的新宠，频繁现身于日常生活之中。现有记录中最轻的飞行器仅重数克，相当于某些无人机重量的数百分之一，且能持续飞行数十分钟。

微型飞行器，作为低空飞行领域的新兴势力，以其不超过50厘米的尺寸和不超100克的轻盈体态，正展现出非凡魅力。它们不仅能够执行侦察、监测和通信等复杂环境下的任务，还因其微小体型和高度灵活性，在军事与民用领域展现出广泛的应用潜力。

能量供应对于微型飞行器而言至关重要。受限于尺寸与重量，其电池需具备高效与轻量的特点。当前，锂电池凭借高能量密度与轻巧特性，成为主流选择，尤其适合追求长续航和便携性的设计。氢燃料技术则通过与高压气体的混合燃烧，为微型涡轮发动机提供强大动力，如麻省理工学院开发的纽扣般大小的微型涡轮发动机，即展现了高功率输出。此外，太阳能电池利用自然光源，为飞行器的持久运行提供了另一种可能。随着技术演进，结合太阳能与锂电池的混合供能模式也开始被探索，尽管仍面临转化效率和尺寸限制的挑战。

2024年7月17日，中国科研团队在《自然》杂志上介绍了一款名为CoulombFly的超轻微型飞行器，仅重4.21克，为目前最轻的太阳能驱动飞行器，能在日照下持续飞行。该飞行器依靠静电驱动推进系统和超轻千伏电力系统实现这一壮举。静电驱动利用高压电场使叶片旋转，而超轻电力系统能将低压电高效转换为高压，为飞行器提供强劲而持久的动力。实验证明，这款飞行器能耗极低，性能稳定，且有能力额外承载轻型设备，预示着未来自主操作的可能。

微型飞行器的应用前景广阔。在军事上，它们能执行隐蔽侦查、监控生化威胁及搭建应急通讯网络等关键任务；民用方面，则涉及气象、环境、海洋监测以及灾难救援等多个领域，特别是在复杂地形和紧急情况下，其灵活性和机动性更是无可替代。未来，微型飞行器在地形测绘、空中摄影等方面的运用也将不断扩展，随着技术的不断进步，它们将在创造更安全、便捷的生活环境方面发挥更大作用。

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