基于静电力驱动的仿蜘蛛微型飞行器

发布时间: 2023-10-25

来源: 试点城市（园区）

基本信息

合作方式：合作开发

成果类型：发明专利,新技术

行业领域：

高端装备制造产业,航空装备产业

成果介绍

创意毫克级微型飞行器仿照蜘蛛御电飞行原理，利用大气电场为充满负电的纤维组提供克服重力的静电力来实现飞行。微型飞行器具有尺寸小、可方便携带、隐蔽性高等特点，可以执行其他飞行器难以完成的任务，因此成为世界各国军事研究的重点。然而，随着飞行器体积和质量的减小，载荷能力与续航能力降低，极大地限制了微型飞行器的应用。而在自然界，蜘蛛飞行的高度可达到四公里，飞行时间在数小时至3天，可分散在数百公里的范围内。研究显示，蜘蛛飞行与大气电场有关，蜘蛛常常在树冠上的枝条顶部起飞。起飞时，蜘蛛向空中喷射几十到数百条蜘蛛丝，这些蜘蛛丝会向上运动从而带动蜘蛛飞行。研究显示，在树冠枝尖附近的电场足够大，能够成为蜘蛛丝向上运动的物理因素。为排除风的影响，研究人员将蜘蛛放入密闭的黑箱中并施加电场，在之后观察到了蜘蛛飞行的行为。

成果亮点

a.全新的飞行机理,无需设计旋翼或扑翼结构等复杂传动结构，该微型飞行器直接利用大气电场获得升力，仅仅需要设计充电装置与发射平台即可。 b.飞行过程中无能耗，无需携带复杂的能源装置，这相当于减少了微型飞行器自身的重量，在相同的负载能力的条件下，该微型飞行器的有效载荷更大。 c.该微型飞行器不依靠扰动空气来提供升力，因此在飞行过程不会产生噪声，适合执行需要隐蔽自身和要求生态友好的任务。 d.可实现长时间远距离飞行。由于电荷流失缓慢，微型飞行器可以在较长时间内保持一定大小的升力。若在飞行途中遇到大气环境下的上升气流则可持续飞行更长时间。 e.低成本可快速大量部署。该微型飞行器结构简单，便于生产制造，可不考虑回收直接大量投放。

团队介绍

郑腾飞为西安交通大学机械工程学院副教授，李子正、雷慕垚为其研一学生

成果资料

产业化落地方案

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成果综合评价报告

评价单位：“科创中国”航空制造产业科技服务团 (中国航空学会) 评价时间：2023-12-01

杨亮

中国航空学会

高工

综合评价

微信飞行器是于20世纪90年代发展起来的一种新型飞行器，其应用技术基本上已超出传统的飞行器设计和空气动力技术的研究范畴，是对传统航空技术的一种挑战，同时它的出现也开拓了纳米技术和微机电系统技术在航空领域的应用，微型飞行器的发展和应用，必将推动国防科技工业的发展，并且具有广阔的民用前景。

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