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编辑丨王多鱼
排版丨水成文
微飞行器有应用于通讯及环境救援和监测的潜力。不过,目前的微飞行器航时较短——重量低于10克的飞行器通常航时不到10分钟,限制了它们的实用性。传统的飞行器使用电磁电机,其效率会随飞行器体积变大而降低。阳光是另一种动力源,但当前的太阳能驱动装置无法利用该方法实现无线飞行。
2024年7月17日,北京航空航天大学漆明净团队在Nature期刊发表了题为:Sunlight-powered sustained flight of an ultralight micro aerial vehicle 的研究论文。
该研究开发了一个能持续飞行的太阳能驱动的超轻型微飞行器。该飞行器比现有太阳光驱动的飞行器更轻更小,或能应用于长距离、长时间的空中侦察。
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在这项研究中,漆明净团队设计了“CoulombFly’”,这是一款能无线飞行的超轻型太阳能驱动微飞行器。
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CoulombFly重量仅为4.21克,能在自然光条件下持续飞行。该装置将由一个电机和一个10厘米推进器组成的静电推进系统与一个高压电力变换器、太阳能电池相结合。这使得该装置具有较高的升力至推力效率以及较低的能耗。这些太阳能电池能产生低的直流电源,再通过电力变换器转换成高的直流电压。这个高直流电源再被传输至电机,使电机旋转并产生扭矩,驱动推进器和装置升空。
在耐久性测试中,该装置能持续飞行1小时,并且没有出现性能退化。
CoulombFly的悬停运行长时间测试
太阳光供能飞行测试
研究团队表示,CoulombFly是目前设计出的最轻最小的太阳光驱动的飞行器。他们认为,他们的系统提高了这类装置的航程,有望增加它们未来的潜在应用。
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07609-4