Новый китайский дрон сможет летать, пока светит солнце

Пекинские учёные разработали, как они утверждают, самый маленький и лёгкий в мире дрон на солнечной энергии. Одной из ключевых вех, достигнутых этим устройством массой 4,21 г с размахом крыльев 200 мм, стала способность летать без остановок в дневное время. CoulombFly также примечателен тем, что он примерно в 10 раз меньше и в 600 раз легче, чем предыдущий самый маленький дрон, работающий от солнечного света, сообщает IEEE Spectrum.

Технология электростатического двигателя, по-видимому, является наиболее важным отличительным аспектом конструкции CoulombFly. Предыдущие дроны, работающие от солнечного света, использовали электромагнитные двигатели, но эффективность двигателей этого типа падает при уменьшении их размеров до размеров, желаемых конструкторами микролетательных аппаратов (MAV). Таким образом, миниатюризация дронов, работающих на солнечной энергии, противоречила размеру и весу их двигателей, необходимых для эффективной работы.

Электростатический двигатель работает по другому принципу и раньше не рассматривался для движения в воздухе. Однако в этом нишевом корпусе двигателя MAV ученые обнаружили, что электростатический двигатель массой 1,52 г, оснащенный CoulombFly, обеспечивает эффективность подъемной силы от 200 до 300%.

Вместо тяжелых магнитов электростатический двигатель CoulombFly оснащен легкими планками из углеродного волокна и алюминиевой фольги во вложенных кольцах, которые приводят в действие 200-миллиметровый пропеллер. Между тем, солнечные элементы размером 60 x 40 мм используют технологию тонкопленочного арсенида галлия с высокой плотностью мощности, но общий вес составляет менее полграмма.

В ходе испытаний CoulombFly мог подняться в воздух менее чем за секунду при естественном солнечном свете. Исследователи полагают, что такие устройства можно использовать для воздушной разведки на больших расстояниях, поскольку они могут работать непрерывно, пока сохраняется дневной свет. Более того, нынешняя конструкция означает, что может поддерживаться дополнительная полезная нагрузка весом почти 1,6 г. Поэтому можно было бы установить перезаряжаемую батарею, чтобы продлить время полета после захода солнца. Ученые по-прежнему видят множество возможностей оптимизации двигателя, пропеллера, цепей и многого другого.

Изображение: Nature

Достижение CoulombFly впечатляет, но стоящие за ним исследователи видят в этом проекте всего лишь ступеньку к своей конечной цели. Они также работают над прототипом дрона, который «размером и весом примерно с комара», и в настоящее время это означает, что его ширина составляет 8 мм, а вес — всего 9 мг.

К сожалению, похожий на комара дрон на солнечной энергии пока не может оставаться в воздухе самостоятельно. «Я считаю, что при постоянном развитии технологии микросхем мы сможем добиться этого», — заявил один из профессоров, работавших над проектом.

Источник: Tomshardware.com