北极星智能电网在线讯
:续航能力关乎
无人机
的“生命力”,太阳能供能是实现无人机长时续航的重要路径之一。北京航空航天大学科研团队利用自主开发的新型静电电机,成功研制出仅重4.21克的太阳能动力微型无人机,实现纯自然光供能下的持续飞行。相关成果7月18日在国际学术期刊《自然》发表。
太阳能驱动大型无人机飞行已不是新鲜事,然而如何借太阳能驱动微型无人机一直是业界难题。当前无人机通常采用传统的电磁电机作为发动机部件。尽管目前太阳能电板转化率偏低,但大型无人机可装载大面积太阳能电板,以提供足够动能;于微型无人机而言,电磁电机在微型化后转速上升、发热增高,能量转化率急剧下降,同时由于机身无法承受大面积太阳能电板负重,导致其无法飞行。
北航能源与动力工程学院教授漆明净介绍,团队提出一种新型静电驱动方案,研制出转速低、发热少、效率高的微型静电电机,实现微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行。静电电机之所以能减少发热,是因为静电具有高电压、低电流的特性,电流越小,发热越少。“跟冬天穿衣服时的静电原理一致。衣服上静电的电压能达到上千伏甚至上万伏,但由于电荷少、电流小,产生的电功率小,对人体几乎无影响。”他说,团队专门研制出1.13克的超轻质高压电能变换器,将太阳能电池片产生的电压从4.5伏左右提高至9000伏,打造出静电系统。
“太阳能微型无人机可实现长航时飞行,进一步开发后,有望在应急救援、狭窄空间检测等场景应用。”北航能源与动力工程学院教授闫晓军说。
