北京青年报客户端2024年7月18日(北京青年报记者 雷嘉)报道:
北航研发新型静电飞行器 获双顶刊共同推荐
北京航空航天大学能源与动力工程学院漆明净、闫晓军的最新论文阐述了由北航团队自主研制的静电飞行器CoulombFly(库仑,是电荷单位)。这种微型飞行器由一种新型静电电机作为发动机核心,实现了在纯自然光供能下的起飞和持续飞行,未来将大幅增加微型飞行器的飞行时长,拓展其应用范围。相关成果近日在线发表于《自然》期刊,并同时获得《自然》和《科学》首页推荐。
微型飞行器能够在狭小空间执行拍照、探测和运输等特种任务,但普遍存在飞行时间短的痛点问题,尤其当重量小于10克时,飞行时间一般不超过10分钟,很难满足需求。为了解决上述难题,北航科研团队从微型发动机的原理方面寻求突破,提出一种新的静电驱动方案,研制在微小尺寸下转速低、发热小、效率高的微型静电电机,并成功试飞静电飞行器CoulombFly。该飞行器主要由静电发动机和超轻质高压电源组成,具备低功耗(0.568瓦)和高升力(30.7克每瓦)优势,首次实现了微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行。
在微型静电电机和超轻质高压电源的助力下,CoulombFly的整机仅有巴掌大小(翼展20厘米),重量比一张A4纸还轻(4.21克),尺寸和重量分别是此前世界最小、最轻太阳能飞行器的1/10和1/600。更进一步,团队还提出一款翼展8毫米,质量9毫克的超微型静电飞行器,飞行功耗不到1毫瓦,展示了静电电机在飞行器进一步微型化中的巨大潜力。
在本成果之前,此领域的最高水平成果是哈佛大学2019年在《自然》发表的Robobee飞行器,但仍需采用人工光源(三倍太阳光)才能实现持续飞行。而北航的此项成果仅依靠自然光即可实现持续飞行,可极大拓展此类飞行器的使用范围,在微型飞行器的发展进程中具有里程碑意义。
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编辑:贾爱平