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
Хокинг предсказал гибель Земли: оказалось, НАСА сочло угрозу реальной
Наука
Создатель Ethereum признал свои ошибки и решил изменить криптовалюту
Новости
«Ред ОС 8» заработала на Arm-платформах — теперь и на «Байкале»
Новости
Компания Цукерберга использовала уязвимость подростков для рекламы
Новости
Старая модель не работает: ученые ищут новые объяснения устройства Вселенной
Космос
Пыльцевая буря накрыла центр России: что это и как защититься аллергикам
Наука
3400-летние артефакты загадочного племени нашли на вершине потухшего вулкана в Венгрии
Наука
На 3D-принтере напечатали электрод, который работает эффективнее ЭЭГ
Наука
Древесная стружка и ветки: открыт необычный способ мумификации с удивительной эффективностью
Наука
Физики MIT наблюдали квантовые взаимодействия между атомами
Наука
В Перми предложили способ очистки побережья от последствий разлива нефти
Наука
«Уэбб» заглянул сквозь дымку, окутывающую популярные и загадочные экзопланеты
Космос
Хирурги впервые удалили опухоль позвоночника через глазницу
Наука
Не только в небе: птерозавры ходили бок о бок с динозаврами, выяснили ученые
Наука
Синтезирована молекула, «которая может заменить кремний в микроэлектронике»
Наука
Меньше вспышек, больше бурь: ученые рассказали об активности Солнца в первые месяцы года
Космос
Находка на Кавказе опровергает теории о примитивности неандертальцев
Наука
Астрономы раскрыли тайну магнитаров: эти звезды заполняют Вселенную золотом
Космос
Антидот от 13 ядовитых змей получили из крови донора, которого укусили 856 раз
Наука
Телескоп «Чандра» наблюдал причину «перелома кости» в центре Млечного Пути
Космос