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研究突破

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meiyaolei|  楼主 | 2024-7-23 08:41 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
我国科研团队成功研发的微型太阳能四轴飞行器,其卓越之处在于实现了前所未有的轻量化设计,重量竟不及一张A4纸,这一壮举标志着我国在微型飞行器技术和太阳能利用领域取得了重大突破。
从我的角度看看,个人的理解方向。

材料轻量化:采用碳纤维板、铝箔等超轻且高强度的材料,是减轻四轴飞行器重量的关键。
高效能源系统:高功率密度的砷化镓薄膜太阳能电池板的应用,是四轴飞行器能够仅依赖自然光源持续飞行的核心。其高转换效率和极轻的重量,使得四轴飞行器在能源供应上达到了前所未有的效率。
创新电机技术:静电电机的开发是另一项重大创新。这种电机不仅重量极轻,而且能效高,为四轴飞行器的动力系统提供了全新的解决方案。其独特的工作原理和设计,展现了我国在电机技术领域的深厚积累和创新能力。
结构优化设计:紧凑的整体结构和合理的部件布局,进一步减少了不必要的重量和空气阻力。精确的计算和模拟确保了四轴飞行器的稳定性和飞行性能,体现了多学科交叉融合的优势。

技术创新性:四轴飞行器在材料、能源、电机和结构设计等多个方面均实现了创新,体现了我国在微型飞行器及太阳能利用技术方面的领先水平和创新能力。这些技术创新不仅推动了四轴飞行器技术的进步,也为相关领域的发展提供了新的思路和方向。
应用前景广阔:由于其超轻的重量、可持续飞行的特性以及小巧灵活的身材,该四轴飞行器在多个领域具有广泛的应用前景。从长期空中侦察到内部管道监测,从环境监控到灾害评估,再到农业监测和野生动物研究等,都将成为其潜在的应用领域。此外,其独特的性能还使其适合在复杂环境中进行作业,进一步拓宽了其应用范围。
潜在挑战与改进:尽管该四轴飞行器在多个方面取得了显著成就,但仍面临一些挑战。如提高载重能力和飞行稳定性、优化控制系统以实现更精准的定向飞行等。随着技术的不断进步和需求的不断变化,未来还需要对四轴飞行器的设计进行持续改进和优化,以满足更加多样化的应用需求。






以下是新闻播报的相关内容,这里我贴出来,供论友了解。
新华社北京7月18日电(记者赵旭)续航能力关乎四轴飞行器的“生命力”,太阳能供能是实现四轴飞行器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四轴飞行器,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。

  太阳能驱动大型四轴飞行器飞行已不是新鲜事,然而如何借太阳能驱动微型四轴飞行器一直是业界难题。当前四轴飞行器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,但大型四轴飞行器可装载大面积太阳能电板,以提供足够动能;于微型四轴飞行器而言,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。

  走进北航能源与动力工程学院实验室,记者看到,这款微型四轴飞行器翼展约20厘米,底部装有两片仅不到半个巴掌大小的普通太阳能电池片。它如何实现飞行?

  “关键是动力系统。”北航能源与动力工程学院教授漆明净说,首要考虑让动力系统减少热量损耗,使太阳能电池片产生的电能高效转化为动能。团队创新性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。

  漆明净介绍,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,团队专门研制出仅重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。

  “太阳能微型四轴飞行器可实现长航时飞行,未来进一步开发后,有望在应急救援、狭窄空间检测等场景中应用。”北航能源与动力工程学院教授闫晓军说。


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xch 2024-7-23 19:04 回复TA
可能这A4纸重量1kg 
沙发
gaoyang9992006| | 2024-7-23 09:17 | 只看该作者
作者我认识,是我B站的好友

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板凳
黑心单片机| | 2024-7-23 09:56 | 只看该作者
这个轻量化真的好厉害

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地板
guijial511| | 2024-7-23 19:18 | 只看该作者
B站刚看了视频

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heisexingqisi| | 2024-7-25 21:12 | 只看该作者
看过了,没看懂。

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