世界最輕最小 中國科學家成功研發太陽光驅動微型飛行器

來源：中國新聞網

中新網北京7月18日電 (記者 孫自法)中國科學家最近自主研發成功世界上迄今最輕、最小的太陽光驅動微型飛行器——靜電飛行器(CoulombFly)，其由一種新型微型靜電電機作為發動機核心，可實現在純自然太陽光條件下的供能起飛和長時間持續飛行。

這一飛行器領域的重要研究突破，由北京航空航天大學(北航)能源與動力工程學院智能推進實驗室科研團隊完成，相關成果論文以“太陽光供能下超輕質微型飛行器的持續飛行”為題，于北京時間7月17日夜間在國際著名學術期刊《自然》上線發表。據了解，這是飛行器領域中國科學家自主研發成果首次在《自然》發表，著名國際學術期刊《科學》也在官網以最新消息方式報道了這項成果。

7月17日下午，北航科研團隊在智能推進實驗室展示研發成功的靜電飛行器樣機。中新網記者 孫自法 攝

論文通訊作者、北航教授漆明凈接受記者采訪介紹說，微型飛行器得益于小體積、輕質量、高機動等特點，能夠在狹小空間執行拍照、探測和運輸等特殊任務，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問題，尤其當重量小于10克時，其飛行時間一般不超過10分鐘。

他指出，究其原因，目前微型飛行器一般采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，甚至降到10%以下。微型電磁電機效率下降后，如果采用供電方便的自然太陽光作為能源來源，受限于太陽能電池的面積，很難滿足飛行需求。

為解決上述難題，北航科研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，在此基礎上成功研發靜電飛行器。它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，并首次實現了微型飛行器在純自然太陽光供能下的起飛和長時間持續飛行。

在一次耐久性測試中，靜電飛行器能持續飛行1小時，并且沒有出現性能退化。

7月17日下午，論文通訊作者、北航教授漆明凈(右)和論文共同第一作者、北航博士研究生彭謹哲在智能推進實驗室接受采訪，展示靜電飛行器樣機并合影。中新網記者 孫自法 攝

論文共同第一作者、北航博士研究生彭謹哲說，在新型微型靜電電機和超輕質高壓電源的助力下，本次研發靜電飛行器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)，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。應用方面，靜電飛行器可用于地震等災后救援，開展狹窄空間巡查和信息采集任務，為救援提供信息支撐。

論文共同通訊作者、北航教授閆曉軍表示，本次研發的靜電飛行器僅依靠自然太陽光即可實現持續飛行，可極大拓展此類飛行器的使用范圍，在微型飛行器的發展進程中具有里程碑意義。未來，將大幅增加微型飛行器的飛行時長，拓展其應用范圍。

靜電飛行器的靜電電機結構設計和效率特性?？蒲袌F隊/供圖

論文第一作者、北航博士研究生申威透露，在這次發表成果基礎上，他們還提出一款翼展8毫米、質量9毫克的超微型靜電飛行器研發方案，其飛行功耗不到1毫瓦，展示出靜電電機對飛行器進一步微型化發展具有巨大潛力。(完)