北京航空航天大学科研团队成功研制靠纯自然光供能实现起飞和持续飞行的静电飞行器，由一种新型静电电机作为发动机核心，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》期刊上。
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。这是因为目前微型飞行器的发动机驱动部件一般采用传统的电磁电机，而电磁电机在微型化后转速高、发热大，能量转化效率急剧下降，甚至降到10%以下。微型电磁电机效率下降后，如果采用供电方便的自然太阳光作为能量来源，受限于太阳能电池的面积，很难满足飞行需求。
为了解决上述难题，北航能源与动力工程学院教授漆明净和闫晓军领衔的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，研制出了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。
在微型静电电机和超轻质高压电源的助力下，飞行器整机仅有巴掌大小，翼展20厘米，重量4.21克，比一张A4纸还轻。尺寸和重量分别是此前世界最小、最轻太阳能飞行器的10%和0.17%。
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。
在该成果之前，此领域的最高水平成果是哈佛大学2019年在《自然》发表的飞行器，但仍需采用人工光源才能实现持续飞行。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。
来源：北京日报客户端
记者：何蕊
流程编辑：u070
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