最轻、最小飞行器“中国造”

2024 年7 月， 北京航空航天大学能源与动力工程学院的研究团队成功自主研发出世界上迄今最轻、最小的太阳能动力微型飞行器CoulombFly。该飞行器的质量仅为4.21克，翼展20 厘米，可以在阳光下起飞和持续飞行。

强大的动力系统和超轻的电力系统

受到尺寸和质量的限制，微型飞行器一般都采用太阳能、聚合物锂电池和氢燃料等作为动力。

一般来说，当飞行器质量小于10 克时，其飞行时间一f678dda04d0547212aea8f2387b4a3f1b67715820b4f3a3b7a24152a3824bdbb般不超过10 分钟，这主要是因为传统的微型飞行器大多采用电磁电机作为发动机的驱动部件。电磁电机在微型化之后，能量转化效率会急剧下降，如果再使用微型化的太阳能电池板作为能量来源，它根本就无法飞起来。

而由北京航空航天大学能源与动力工程学院研究团队研制的超轻微型飞行器CoulombFly，则采用了最新研制的静电驱动推进系统和超轻千伏电力系统。

静电驱动推进系统由静电电机和螺旋桨组成。当高压直流电作用于静电电机时，其内部产生的高压电场会驱动电机叶片旋转，进而带动螺旋桨转动，驱动飞行器起飞升空。

这架微型飞行器的超轻千伏电力系统的质量仅为1.13克，由太阳能电池和高压功率转换器组成。高压功率转换器可以将4.5 伏的低压直流电转换成4 000～9 000 伏的高压电，从而满足静电电机的工作需求。

实验显示，我国研制的这架微型飞行器在自然光条件下，能够持续飞行1 小时而性能几乎没有衰减。

应用领域广泛

有同学会问：这么轻、这么小的飞行器又有哪些用处呢？

从广义上来说，微型飞行器可用于气象监测、环境监测、海洋监测以及自然灾害监测等，为环境保护和灾害预警提供重要数据。在山林地带、地震灾区等复杂环境中，微型飞行器可以搜寻迷失人员或伤员，为搜救行动提供指引。

微型飞行器由于体积小，不易被发现，在未来战场可以更好地执行敌情侦察与监视任务，还可以用于监测化学或生物武器的潜在威胁，为战术决策提供支持。在通信设备受损或无法直接进行通信的情况下，微型飞行器还可以作为临时的通信中继站，确保指挥系统的正常运转。

目前，微型飞行器CoulombFly 的搭载能力还不足，无法携带摄像头、监听器等设备。不过，随着技术的不断成熟，CoulombFly 将有望在更为狭小的空间执行拍照、探测和运输等特种任务。

（责任编辑：陆艳）