以前我们看到的无人机都是这种

最近，《nature》杂志报道了新的无人机技术。

这是北京航空航天大学的科研团队近期取得了一项突破性进展。他们自主开发了一种新型的静电电机技术，并成功用于制造了一种超轻量级的太阳能动力微型无人机 CoulombFly。这款无人机的重量仅有4.21克，能够在仅依靠自然光供能的情况下持续飞行。

4.21克你可能没什么概念，这大概是一枚铜钱的重量。

目前大疆最轻的无人机 Mini 3 Pro也有249克，这相当于59台 CoulombFly 无人机的重量了。

相比之下，北京航空航天大学研发的这款飞行器，只需要自然光就能飞，1秒内起飞，持续飞行1小时而不降低性能。

而且能够支持额外1.59克的有效载荷，未来能把有效载荷提高到4克。

如果再搭载一个微型锂离子电池，连续飞24小时也不是不可能。

CoulombFly 翼展大约20cm，底部只有两片太阳能电池片，那它是如何飞行的呢？

主要在于动力系统。

以前的微型飞行器，当重量低于10克时，续航能力通常不超过10分钟。

这是因为这些飞行器普遍采用电磁电机技术。在微型化过程中，随着电磁电机转速提高，发热量也增加，导致能量转化效率显著降低，有时甚至低于10%。

而且尽管太阳能是一种清洁、易获取的能源，理论上可以作为微型飞行器的动力来源，但受限于太阳能电池板的面积和能量转换效率，很难满足飞行器长时间的飞行需求。

为了克服微型飞行器的这些问题，北京航空航天大学的科研团队从微型发动机原理方面突破，设计了静电电机。

静电电机利用的是高电压、低电流的特性，这种特性使得在电流较小的情况下，产生的热量也相对较少。这一点与我们日常生活中遇到的静电现象有相似之处。例如，在冬季穿着衣物时，衣物表面可能会产生高达数千伏甚至上万伏的静电电压。尽管电压很高，但由于电荷量少、电流小，因此产生的电功率较低，对人体几乎没有影响。

基于这一原理，科研团队专门研发了一种超轻质高压电能变换器，重量仅为1.13克。该变换器的作用是将太阳能电池片产生的电压从大约4.5伏提高至9000伏，从而为静电系统提供所需的高电压电源。

通过这种高压电能变换器，静电电机能够在保持低电流的同时，实现高效率的能量转换，并显著降低了因电流引起的发热问题。

这些改进使得微型飞行器在不增加重量和体积的前提下，能够实现更长的飞行时间和更稳定的飞行性能。

这无人机这么小，能有什么用呢？

往小了说，可以：

搭载传感器，监测空气质量、水质等。

跟踪和观察野生动物。

往大了说，可以：

在自然灾害发生后，快速进入受影响区域，评估灾害的严重程度。

执行长距离和长时间的军事侦察。

目标搜索、通信中继，监测化学、核或生物武器，侦察建筑物内部情况。

适用于城市、丛林等多种战争环境。

甚至可以用于探索有大气层的行星，比如金星。

当然，CoulombFly目前尚未配备完整的控制系统，飞行过程中无法进行自主转向，只能随风漂流，还需更进一步的研发和完善，但前景已经足够让人兴奋了。