你见过仅4.21克的超轻无人机吗
中国科研团队在微型无人机技术上取得了重要进展，研发出一款仅重4.21克、巴掌大小的太阳能动力无人机。这款无人机配置了两片微型太阳能电池，能够在自然光照条件下持续飞行，无需额外电源。其成功的关键在于一种自主研发的新型静电电机，该电机能高效地将电能转化为动能，相关研究已在《自然》杂志上公诸于世。
这款微型无人机的总重量涵盖了动力源、发动机及螺旋桨等所有组件，轻盈至连一张A4纸的重量都不及。利用日常环境中普遍存在的静电作为驱动力，它能在自然光的照射下完成发电、驱动及垂直起降等复杂操作。无人机的静电电机设计独特，形似灯笼，电极片围绕其周围，依据同性相斥、异性相吸的原理产生升力，从而推动整个装置包括太阳能电池、电路、电机和螺旋桨升空。
北京航空航天大学的研究人员指出，静电虽常见于日常生活如梳头、脱衣时，携带数千至数万伏的电压却因电流微弱对人体无害，这种低功耗、高电压的特性恰好符合微型电机研发面临的挑战与未来导向。团队通过创新使用静电驱动技术，有效降低了动力系统的热损耗，并开发了一种轻量级高压电能变换器，显著提升太阳能电池电压，构建出适用于微型无人机的高效静电系统，使无人机能在纯自然光的供给下顺利起飞并持续飞行。
为支持静电电机运行所需的8000伏电压，研究团队设计出仅重1克、却能将电压从几伏提升至数千伏的超轻型高压变换电路。他们还对无人机的电机尺寸进行了极限缩减，其螺旋桨直径甚至不及一角钱硬币，却足以支撑起整个无人机的飞行任务。
展望未来，该款长航时太阳能微型无人机预计将在应急救援、狭窄空间探测等多个领域大显身手，展现出巨大的应用潜力。研究人员期待继续缩小无人机尺寸，以期在未来将其应用于勘探、搜救等任务中，实现高效的信息传递与交互。
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