这架非凡的微型旋翼飞机重量轻，效率高，只要有阳光，它就能提升自身的质量。整个飞行器大约有四个回形针那么重，如果阳光充足，它可以飞行一整天。

北京航空航天大学和先进航空发动机中心的研究人员推出了“CouloumbFly”，这是一种手掌大小的微型旋翼机，重量仅为4.21克（0.15盎司），但转子直径仍为20厘米（7.9英寸），比任何其他类似的小型太阳能无人机轻600倍左右。

在自然阳光条件下进行的系留测试中，CouloumbFly在一秒钟内就飞了起来，并在一个小时的飞行中没有功率下降，然后机械故障使其重新下降。如果它是一架具有滑翔能力的有翼无人机，那也没什么大不了的 —— 但这是一架完全负责产生自身升力的微型直升机，单靠太阳能就能做到这一点，是一项非凡的壮举。

其卓越的垂直起降续航能力的关键在于推进系统：一个重量仅为1.52克（0.054盎司）的超轻、可拆卸的电动机，驱动0.44克（0.02盎司）的顶部转子。实际上，悬挂在机身外部的那些看起来很蓬松的箔覆盖的标签，是静电电机的正极和负极定子板，转子是定子板后面64个较薄的垂直标签组成的栅栏状系列。

研究人员解释说：“当转子叶片接触到电极板的电刷时，转子和下一个电极板之间会形成一个电容器，主要决定转子叶片每次可以转移的电荷量。带电的转子叶片在电场中受到静电力的作用，并朝向下一个电极板移动。当转子叶片穿过下一个电极板时，发生电荷交换，转子叶片的极性和静电场的方向同时变化，这确保了整个转子上的驱动扭矩保持一致，以使静电电机持续旋转。”

这些类型的静电电机，利用静电场而不是磁场进行运动，更常被用作微机电系统（MEMS）的传感器。但它们在这个应用中是完美的，因为它们抛弃了磁线圈和转子的所有重量。

除了顶部转子和静电马达，它几乎没有其他的东西。无人机的底部有两块极薄的太阳能电池板，每块大约有1.5英寸（4厘米）见方。这些电池在阳光下产生大约4.5伏特的电压，通过12级电压倍增器和变压器（你可以看到它们在平衡太阳能电池板）将4.5伏特的电压提升到接近9000伏特，然后将其送入定子面板。剩下的基本上就是牙签那么细的框架杆和顶部转子的轴。

研究人员表示：“在实验中，我们对飞行器进行了一个小时的耐久性测试，在整个测试过程中，飞行器一直处于持续飞行状态。”随后的实验结果表明，静电电机仍然可以正常工作，并且在连续工作一小时后性能保持稳定。该实验证明了静电电机具有优异的稳定性和耐久性，为未来长续航微型飞行器的发展奠定了基础。”

虽然目前仍处于早期研发阶段，但这种飞机最终可能用于不同类型的持续监视、通信和搜救行动。

请注意，它需要一些升级，尤其是飞行控制系统。研究人员现在希望增加微型无人机的有效载荷，以便它能够配备小型传感器和控制器（目前，它只能容纳大约1.59克的额外有效载荷）。更重要的是，无人机本质上太小了，用目前的技术很难看到或跟踪。

然而，研究人员承认还有一段路要走，因为这项技术面临着阳光和湿度的限制。

工程师们指出：“未来，这种飞行器可以由可充电电池和太阳能电池组合提供动力，有可能实现24小时飞行。这种解决方案还可以增强飞行器的环境适应性，使其能够在低光强甚至无光条件下保持飞行。”

这项研究发表在《自然》杂志上。

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