Посмотрите на крошечный дрон на солнечной тяге, которому не нужны батарейки

В эксперименте устройство непрерывно летало в течение часа, но инженеры заявляют, что это не предел. Разработка описана в журнале Nature.

Китайские инженеры разработали CouloumbFly — миниатюрный винтокрылый аппарат размером с ладонь, которому для полета не нужно ничего кроме солнечного света. Хотя устройство все еще находится на ранних стадиях разработки, в будущем его можно будет использовать для постоянного наблюдения на промышленных объектах, связи и поисково-спасательных операций.

Существующие крошечные БПЛА, использующие солнечную энергию, остаются в воздухе не более получаса. Это связано с тем, что для они работают от электромагнитных двигателей, использующих электричество от солнечной панели. Чем меньше дрон, тем меньше площадь поверхности солнечной панели и эффективность устройства.

CouloumbFly

Китайские инженеры разработали устройство весом 4,2 г с ротором диаметром 20 см, которое работает от электростатического двигателя. Он состоит из круга электродных пластин вокруг вращающегося цилиндра, покрытого 64 тонких вертикальных выступов. Во время вращения края пластин задевают рейки ротора.

Заряженная лопасть ротора подвергается воздействию электростатической силы в электрическом поле и движется к следующей электродной пластине. Когда лопасть ротора проходит через нее, происходит обмен зарядами, и полярность лопасти ротора и направление электростатического поля изменяются одновременно, что гарантирует, что крутящий момент на всем роторе остается постоянным для непрерывного вращения электростатического двигателя, объясняют разработчики.

Устройство дрона с электростатическим двигателем. Изображение: Wei Shen et al., Nature

Чтобы минимизировать вес устройства, помимо ротора и электростатического двигателя, в нем больше почти ничего нет. В основании дрона находятся две тонкие солнечные панели, каждая размером 4 см. Под воздействием солнечного света они генерируют около 4,5 В. Напряжение подается через 12-ступенчатый умножитель и трансформатор на статор.

В ходе эксперимента готовое устройство непрерывно летало в течение часа и опустилось только из-за отказа одного из компонентов. Последующие эксперименты показывают, что двигатель может стабильно работать и после часа непрерывной работы.

В дальнейших экспериментах исследователи планируют проработать систему управления и полезную нагрузку для такого дрона. Это позволит перейти к практическому применению устройства. Одно из них — использование датчиков, которые будут собирать и передавать разные данные во время непрерывного мониторинга. Правда, для этого понадобится комбинация солнечного света и перезаряжаемой батареи для работы ночью.


Читать далее:

В нашей галактике нашли еще черную дыру: что в ней особенного

Музею анонимно прислали уникальную находку: что это было

Посмотрите, как пчелы шлепают муравьев, чтобы защитить свои ульи

На обложке: кадр из демонстрационного видео. Источник: Nature, YouTube

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Физики обнаружили необычные магнитные свойства в трехслойном графене
Наука
Биоинженеры создали ДНК-робота, который может менять форму искусственной клетки
Наука
«Горы» на нейтронных звездах могут вызывать рябь в пространстве-времени
Космос
На телах древних мумий из Перу нашли сложные узоры татуировок
Наука
У черной дыры прячется белый карлик, движущийся с половиной скорости света
Космос
Стартап из России разрабатывает нанопротез для восстановления поврежденных нервов
Наука
Генетики разгадали секреты выживания устойчивой к антибиотикам бактерии
Наука
Астрофизики разгадали тайну космических ускорителей частиц
Космос
Илон Маск: Neuralink поставил мозговой имплант третьему пациенту
Новости
В Китае дроны вызвали снегопад в горах, чтобы решить проблему с недостатком воды
Новости
«Сестра Клеопатры» оказалась римским больным подростком
Наука
2024 год стал самым жарким за полтора века: впервые превышен предел в 1,5°С
Наука
Юпитер оказался не таким, как считали ученые: открытие опровергает гипотезу о гиганте
Космос
Физики придумали, как найти новые измерения в пространстве
Наука
Посмотрите на первое фото кометы C/2024 G3 в России: она прилетает раз в 160 000 лет
Космос
Ученые нашли необычные частицы: их поведение невозможно объяснить обычной физикой
Наука
Байден запретит поставки ИИ-чипов в Россию: что ответила NVIDIA
Новости
300 млрд киловатт-часов: Китай строит крупнейшую в мире гидроэлектростанцию
Новости
Парниковые газы предложили хранить в стенах домов для борьбы с изменением климата
Наука
Ученые разгадали тайну, как древние птерозавры поднялись в воздух
Наука