续航能力关乎无人机的“生命力”，而太阳能是实现无人机长续航的重要途径之一。利用北京航空航天大学自主研发的新型静电电动机，科研团队成功研制出重量仅为4.21克的太阳能驱动微型无人机，可在纯自然光下实现持续飞行。相关成果7月18日发表在国际学术期刊《自然》上。
图为北航科研团队研制的太阳能微型无人机。（新华社供图）
太阳能驱动大型无人机并非新鲜事物，但如何利用太阳能为微型无人机提供动力一直是行业难题。目前的无人机通常采用传统的电磁电机作为发动机部件，虽然目前太阳能电池板的转化率较低，但大型无人机可以配备大面积太阳能电池板，提供充足的动能。而对于微型无人机而言，小型化之后电磁电机转速提高、发热量增加，能量转化率急剧下降，同时机身无法承受大面积太阳能电池板的重量，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，这架微型无人机翼展约20厘米，底部装有两块不到半个巴掌大小的普通太阳能电池，它是如何实现飞行的？
“关键还是动力系统。”北航能源与动力工程学院教授齐明镜介绍，首先要考虑的是减少动力系统的热损耗，让太阳能电池发出的电能高效地转化为动能。该团队创新性地提出了一种新型静电驱动方案，研制出了一种低转速、低发热、高效率的微型静电电机，使微型飞行器在纯自然光供电下就能起飞并持续飞行。
北京航空航天大学研究团队研制的太阳能微型无人机飞行图。（新华社供稿）
齐明镜说，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，产生的热量就越少。“这跟冬天穿衣服时静电的原理是一样的，衣服上静电的电压可达几千伏甚至几万伏，但由于电荷少、电流小，产生的功率也小，对人体几乎没有影响。”他介绍说，团队专门研制了一种重量仅为1.13克的超轻型高压电源转换器，将太阳能电池产生的电压从约4.5伏提升到9000伏，打造出静电系统。
“太阳能微型无人机可实现长时间飞行，未来经过进一步发展，有望应用于应急救援、狭窄空间探测等场景。”北京航空航天大学能源与动力工程学院教授闫小军说。
