重4.21克!中国造出比纸还轻的太阳能无人机,这么轻能干什么?

科学怂哥 2024-08-03 10:06:53

重量仅为4.21克的无人机,比一张A4纸还要轻,还能实现持续飞行,它就是我国研发的微型无人机。然而网上却有人质疑,这么轻岂不是一阵风就能吹跑,研发它到底有什么用呢?

为何要研发太阳能无人机

这台微型无人机是迄今为止世界上最轻、最小的微型飞行器,仅靠太阳能就能驱动,别看它不起眼,它却是实实在在弥补了大型无人机的劣势,为什么这么说?

从航拍无人机到军用无人机,动力来源大致都是电池、氢气、航空燃料或混动,这也就意味着无人机的续航能力十分有限,如果在战场中,就只能采用多架多批次接力的方式进行,对无人机战术使用有很大限制,所以科研人员致力于研制长续航的无人机。

目前太阳能驱动大型无人机飞行已经成功实现,就比如我国的“彩虹”T4无人机,就是环保型的太阳能无人机,最大特征是续航时间长和巡航高度高。

但太阳能却无法实现在微型无人机上,这是因为目前全球的太阳能电板转化率偏低,即便是目前全球最高纪录的太阳能电板,电池转化率也仅能达到33.9%,所以要想提供足够的动力,就只能增加装载的太阳能电板,这无疑会增大微型无人机的载重量。那我国的微型太阳能无人机这么轻,又是怎么做到超强续航的呢?

微型太阳能无人机如何做到超强续航

小小无人机藏得“秘密”可不少,首先是动力系统,科研团队观察到了静电具有高电压、低电流的特性,就比如冬天衣服上的静电电压,能达到上千伏甚至上万伏。为了让太阳能电池片产生的电能高效转化成动能,研究团队据此研制出了一个微型静电电机,具有转速低、发热少、效率高的特点,并配备了一个仅重1.13克的高压电能变换器。

仔细观察这个像一个灯笼一样的无人机,就会发现它的外面有两圈电极片组成的外壳,异性相吸、同性相斥的原则相信大家也不陌生。

概括来说,微型太阳能的工作原理就是先由电机和变换器提供一个8000伏的电压,接着因为外层相邻的电极片带有的电荷是完全相反的,所以中间的电极片,就会在相斥-相吸-相斥的不断循环中开始旋转,形成一个升力,最终带动整个装置起飞,只要在纯自然光下,太阳能电池就能为其提供无限的飞行动力。至于应用方面?

太阳能无人机的应用

这种微型无人机在经过未来进一步开发后,可以在狭窄空间里进行应急救援,还能进行海洋监测、火警预警以及气象探测,而大型太阳能无人机则可以搭载多种高科技设备进行各类数据的采集和分析,为地形测绘、边境海岸线巡逻等提供数据支持,长时间的空中飞行以及超高的巡航高度,未来代替卫星成为“天眼”也不是不可能,让我们一起期待一下吧。

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