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僅靠自然光供能,就能實現起飛和持續飛行——

我國科研團隊成功研制太陽能動力微型飛行器

2024年07月19日08:57 | 來源:人民網-教育頻道
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人民網北京7月19日電 (記者李依環)記者從北京航空航天大學獲悉,該校能源與動力工程學院教授漆明淨和閆曉軍領銜的團隊,成功研制出靠純自然光供能實現起飛和持續飛行的靜電飛行器CoulombFly(Coulomb意為庫侖,是電荷單位),其尺寸和重量分別是此前世界最小、最輕太陽能飛行器的1/10和1/600。

記者了解到,該微型飛行器由一種新型靜電電機作為發動機核心,未來將大幅增加微型飛行器的飛行時長,拓展其應用范圍。相關成果近日在線發表於《自然》期刊,並同時獲得《自然》和《科學》首頁推薦。

飛行器相關結構示意圖。校方供圖

飛行器相關結構示意圖。校方供圖

團隊負責人介紹,得益於小體積、輕質量、高機動等特點,微型飛行器能夠在狹小空間執行拍照、探測和運輸等特種任務,在國民經濟領域擁有廣泛應用前景。然而,此類飛行器普遍存在飛行時間短的痛點。當飛行器重量小於10克時,飛行時間一般不超過10分鐘。這是因為微型飛行器一般採用傳統的電磁電機作為發動機的驅動部件,電磁電機在微型化后轉速高、發熱大,能量轉化效率急劇下降。微型電磁電機效率下降后,如果採用供電方便的自然太陽光作為能量來源,受限於太陽能電池的面積,很難滿足飛行需求。

為了解決上述難題,該團隊從微型發動機的原理方面尋求突破,提出一種新的靜電驅動方案,研制在微小尺寸下轉速低、發熱小、效率高的微型靜電電機,並成功試飛靜電飛行器CoulombFly。該飛行器主要由靜電發動機和超輕質高壓電源組成,具備低功耗和高升力優勢,首次實現了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續飛行。

據介紹,在微型靜電電機和超輕質高壓電源的助力下,CoulombFly的整機僅有巴掌大小(翼展20厘米),重量比一張A4紙還輕(4.21克)。團隊還進一步提出一款翼展8毫米、質量9毫克的超微型靜電飛行器,飛行功耗不到1毫瓦,展示了靜電電機在飛行器進一步微型化中的巨大潛力。

(責編:李昉、熊旭)

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