2024 年7 月， 北京航空航天大學(xué)能源與動力工程學(xué)院的研究團隊成功自主研發(fā)出世界上迄今最輕、最小的太陽能動力微型飛行器CoulombFly。該飛行器的質(zhì)量僅為4.21克，翼展20 厘米，可以在陽光下起飛和持續(xù)飛行。

強大的動力系統(tǒng)和超輕的電力系統(tǒng)

受到尺寸和質(zhì)量的限制，微型飛行器一般都采用太陽能、聚合物鋰電池和氫燃料等作為動力。

一般來說，當(dāng)飛行器質(zhì)量小于10 克時，其飛行時間一f678dda04d0547212aea8f2387b4a3f1b67715820b4f3a3b7a24152a3824bdbb般不超過10 分鐘，這主要是因為傳統(tǒng)的微型飛行器大多采用電磁電機作為發(fā)動機的驅(qū)動部件。電磁電機在微型化之后，能量轉(zhuǎn)化效率會急劇下降，如果再使用微型化的太陽能電池板作為能量來源，它根本就無法飛起來。

而由北京航空航天大學(xué)能源與動力工程學(xué)院研究團隊研制的超輕微型飛行器CoulombFly，則采用了最新研制的靜電驅(qū)動推進系統(tǒng)和超輕千伏電力系統(tǒng)。

靜電驅(qū)動推進系統(tǒng)由靜電電機和螺旋槳組成。當(dāng)高壓直流電作用于靜電電機時，其內(nèi)部產(chǎn)生的高壓電場會驅(qū)動電機葉片旋轉(zhuǎn)，進而帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動，驅(qū)動飛行器起飛升空。

這架微型飛行器的超輕千伏電力系統(tǒng)的質(zhì)量僅為1.13克，由太陽能電池和高壓功率轉(zhuǎn)換器組成。高壓功率轉(zhuǎn)換器可以將4.5 伏的低壓直流電轉(zhuǎn)換成4 000～9 000 伏的高壓電，從而滿足靜電電機的工作需求。

實驗顯示，我國研制的這架微型飛行器在自然光條件下，能夠持續(xù)飛行1 小時而性能幾乎沒有衰減。

應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

有同學(xué)會問：這么輕、這么小的飛行器又有哪些用處呢？

從廣義上來說，微型飛行器可用于氣象監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、海洋監(jiān)測以及自然災(zāi)害監(jiān)測等，為環(huán)境保護和災(zāi)害預(yù)警提供重要數(shù)據(jù)。在山林地帶、地震災(zāi)區(qū)等復(fù)雜環(huán)境中，微型飛行器可以搜尋迷失人員或傷員，為搜救行動提供指引。

微型飛行器由于體積小，不易被發(fā)現(xiàn)，在未來戰(zhàn)場可以更好地執(zhí)行敵情偵察與監(jiān)視任務(wù)，還可以用于監(jiān)測化學(xué)或生物武器的潛在威脅，為戰(zhàn)術(shù)決策提供支持。在通信設(shè)備受損或無法直接進行通信的情況下，微型飛行器還可以作為臨時的通信中繼站，確保指揮系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

目前，微型飛行器CoulombFly 的搭載能力還不足，無法攜帶攝像頭、監(jiān)聽器等設(shè)備。不過，隨著技術(shù)的不斷成熟，CoulombFly 將有望在更為狹小的空間執(zhí)行拍照、探測和運輸?shù)忍胤N任務(wù)。

（責(zé)任編輯：陸艷）