瞻观前沿
续航能力关乎无人机的“生命力”,太阳能供能是实现无人机长时续航的重要路径之一。北京航空航天大学科研团队利用自主开发的新型静电电机,成功研制出仅重4.21克的太阳能动力微型无人机,实现纯自然光供能下的持续飞行。相关成果7月18日在国际学术期刊《自然》发表。
太阳能驱动大型无人机飞行已不是新鲜事,然而如何借太阳能驱动微型无人机一直是业界难题。北航能源与动力工程学院教授漆明净说,“关键是动力系统。”首要考虑让动力系统减少热量损耗,使太阳能电池片产生的电能高效转化为动能。团队创新性提出一种新型静电驱动方案,研制出转速低、发热少、效率高的微型静电电机,实现微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行。
静电电机之所以能减少发热,是因为静电具有高电压、低电流的特性,电流越小,发热越少。“跟冬天穿衣服时的静电原理一致。衣服上静电的电压能达到上千伏甚至上万伏,但由于电荷少、电流小,产生的电功率小,对人体几乎无影响。”他说,团队专门研制出仅重1.13克的超轻质高压电能变换器,将太阳能电池片产生的电压从4.5伏左右提高至9000伏,打造出静电系统。
北航能源与动力工程学院教授闫晓军说,“太阳能微型无人机可实现长航时飞行,未来进一步开发后,有望在应急救援、狭窄空间检测等场景中应用。”

图片来源:摄图网
技术价值观察
无人机产业链上游为无人机设计研发及关键原材料的生产,其中关键原材料有金属材料和复合材料两大类,包括钛合金、铝合金、陶瓷基等特殊材料。
p> 中游无人机整机制造包括飞行系统、地面系统、任务载荷系统三个方面,是无人机制造的核心部分,飞行系统包含动力系统、导航系统、飞控系统、通信系统和机体制造等,是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的核心系统。
p> 无人机产业链下游是无人机的应用场景,无人机可应用于军用侦察、军用攻击、航空拍摄、灯光表演、农林植保、灾难救援、物流运输、电力巡检等领域。
我国科研团队利用自主开发的新型静电电机,成功研制出仅重4.21克的太阳能动力微型无人机,实现纯自然光供能下的持续飞行。因此,从无人机产业链上看,该技术处于产业链的中游环节。

宏观市场观察
全球无人机技术处于快速发展期
2010-2020年,全球无人机行业专利申请人数量及专利申请量均呈现持续增长态势,且两项指标数量均较多。整体来看,全球无人机技术处于快速发展期。

全球无人机应用市场结构
根据Drone Industry Insights机构发布的数据显示,2019年全球军用无人机市场规模为117.45亿美元,占比约为65.25%,民用无人机市场规模为62.55亿美元,占比约34.75%,前瞻初步统计2020年,全球军用无人机市场规模约占65%,民用无人机市场规模约占35%。
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