中國微型太陽能飛機技術突破！世界最小最輕，可永久飛行

北京航空航天大學已經開發出一款世界上最小最輕的太陽能無人機CoulombFly，僅靠自然光就能持續飛行，未來將通過微型鋰離子電池電池，或白天太陽能、晚上無線電能量來實現無限期的永久飛行，研究成果已發表在7月18日《自然》雜誌上。

此前這一賽道的最好成績，是哈佛大學的Robobee飛行器，但需要三倍太陽光的人工光源才能持續飛行，北航的無人機已真正實現只靠自然光飛行，具有極爲廣闊的應用前景。

具體來說，此前的無人機都使用電磁電機，越微型化就需要轉速越快，會導致發熱增高，能量轉化率急劇下降，再加上大面積太陽能電池板的重量，最終會導致無法飛行，目前鮮有飛行時間能超過10分鐘的太陽能微型無人機。

北航研究人員創造性地開發了一種靜電電機，這種電機由兩個嵌套環組成，內環是帶有64個柵格的旋轉轉子，由覆蓋鋁箔的碳纖維板製成；外環有8對正負電極板，也用同樣的材料製成。

由於產生靜電需要極高的電壓，研究人員通過簡單的電路將電壓提高到了6000V到9000V。

靜電電機通過外環電刷給內環充電，不斷產生和釋放電荷，讓板條互相吸引和排斥來產生扭矩，輸出到轉子上方直徑20釐米的旋翼，使其高速旋轉來產生升力，兩個高功率密度的砷化鎵薄膜太陽能電池板則放在下方，尺寸爲4釐米×6釐米，質量0.48克，能量轉換效率超過30%。

整個飛行器僅重4.21克，可以產生5.8克的升力，能夠支持額外1.59克的有效載荷，未來可能提高到4克，如果改用四軸飛行器或固定翼，最多可以提高到30克，可以說大有可爲。比如配置一個微型鋰離子電池，實現晝夜24小時持續飛行。

在自然陽光下的實際測試中，CoulombFly可以在1秒內起飛，持續飛行1小時而不降低性能。

研究人員還在研發一款更小的無人機，尺寸爲8毫米，重量爲9毫克，和一個蚊子差不多大。

簡直是不明覺厲啊，這可能是微型飛行器領域的重大技術突破，前景不可限量，比如長距離、長時間的空中偵察、管道內部監測、環境監測、災害評估、農業監測、野生動物研究等。

甚至可以用於金星的大氣層探測，因爲金星大氣層更濃密，陽光更強烈，微型無人機可以更輕，效率更高，載荷更大。

當然，CoulombFly目前還是裸機，也就是說沒有控制系統，無法轉向，只能隨風漂流，還需更多打磨才能投入實際應用。