你見過僅4.21克的超輕無人機嗎創(chuàng)新靜電驅(qū)動，顛覆傳統(tǒng)飛行

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2024-07-22 16:40:21 信網(wǎng)

你見過僅4.21克的超輕無人機嗎

中國科研團隊在微型無人機技術(shù)上取得了重要進展，研發(fā)出一款僅重4.21克、巴掌大小的太陽能動力無人機。這款無人機配置了兩片微型太陽能電池，能夠在自然光照條件下持續(xù)飛行，無需額外電源。其成功的關(guān)鍵在于一種自主研發(fā)的新型靜電電機，該電機能高效地將電能轉(zhuǎn)化為動能，相關(guān)研究已在《自然》雜志上公諸于世。

這款微型無人機的總重量涵蓋了動力源、發(fā)動機及螺旋槳等所有組件，輕盈至連一張A4紙的重量都不及。利用日常環(huán)境中普遍存在的靜電作為驅(qū)動力，它能在自然光的照射下完成發(fā)電、驅(qū)動及垂直起降等復雜操作。無人機的靜電電機設(shè)計獨特，形似燈籠，電極片圍繞其周圍，依據(jù)同性相斥、異性相吸的原理產(chǎn)生升力，從而推動整個裝置包括太陽能電池、電路、電機和螺旋槳升空。

北京航空航天大學的研究人員指出，靜電雖常見于日常生活如梳頭、脫衣時，攜帶數(shù)千至數(shù)萬伏的電壓卻因電流微弱對人體無害，這種低功耗、高電壓的特性恰好符合微型電機研發(fā)面臨的挑戰(zhàn)與未來導向。團隊通過創(chuàng)新使用靜電驅(qū)動技術(shù)，有效降低了動力系統(tǒng)的熱損耗，并開發(fā)了一種輕量級高壓電能變換器，顯著提升太陽能電池電壓，構(gòu)建出適用于微型無人機的高效靜電系統(tǒng)，使無人機能在純自然光的供給下順利起飛并持續(xù)飛行。

為支持靜電電機運行所需的8000伏電壓，研究團隊設(shè)計出僅重1克、卻能將電壓從幾伏提升至數(shù)千伏的超輕型高壓變換電路。他們還對無人機的電機尺寸進行了極限縮減，其螺旋槳直徑甚至不及一角錢硬幣，卻足以支撐起整個無人機的飛行任務(wù)。

展望未來，該款長航時太陽能微型無人機預(yù)計將在應(yīng)急救援、狹窄空間探測等多個領(lǐng)域大顯身手，展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。研究人員期待繼續(xù)縮小無人機尺寸，以期在未來將其應(yīng)用于勘探、搜救等任務(wù)中，實現(xiàn)高效的信息傳遞與交互。

(責任編輯：盧其龍 CN070)

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