El innovador dron ultraligero alimentado por energía solar de CoulombFly es capaz de flotar de forma autónoma en el aire gracias a su exclusivo diseño de motor electrostático y células solares eficientes.
Mini dron solar
Desarrollo revolucionario
Grupo de científicos presentó el innovador dron CoulombFly, capaz de mantener un vuelo autónomo en presencia de luz solar. La singularidad del dispositivo reside en su diseño, que combina fotocélulas, un convertidor de tensión y un motor electrostático que acciona la hélice, como un helicóptero. Todos los elementos se seleccionan para lograr el equilibrio óptimo entre rendimiento, peso y eficiencia de energía solar.
Limitaciones y características
En esta etapa, CoulombFly es una muestra experimental con una serie de limitaciones. La ausencia de un sistema de control a bordo le permite moverse únicamente pasivamente a través de corrientes de aire. Los componentes de los drones son frágiles y delgados. CoulombFly puede considerarse uno de los drones más ligeros del mundo: su peso es de sólo 4,21 gramos. Los detalles del estudio se publicaron en la revista Nature.
Motor de innovación
A diferencia de la mayoría de los drones que utilizan motores electromagnéticos con bobinas de metal pesado, los creadores de CoulombFly se centraron en desarrollar un motor electrostático liviano. Su principio de funcionamiento se basa en la atracción y repulsión de cargas eléctricas. El diseño incluye un anillo interior de placas cargadas estacionarias (estator) hechas de fina fibra de carbono recubierta con aluminio. Durante el funcionamiento, las placas adyacentes tienen cargas opuestas. Hay un anillo de 64 placas móviles alrededor del estator.
Principio de funcionamiento
El motor se activa cuando se cargan las placas del anillo exterior. Dado que se garantiza que una de las placas del estator más cercanas tendrá la carga opuesta, comienza la rotación. Cuando las placas del estator y del rotor se acercan lo más posible, los conductores delgados proporcionan contacto, lo que permite la redistribución de las cargas. Esto asegura que las placas del estator y del rotor reciban la misma carga, convirtiendo la atracción en repulsión. Un sistema de este tipo requiere una corriente mínima, pero necesita un alto voltaje entre las placas.
Especificaciones
La hélice de 10 cm de diámetro con 8 palas produce 5,8 g de sustentación, lo que determina los parámetros de diseño del resto de componentes. Las células solares están hechas de arseniuro de galio de película delgada, que proporciona una alta eficiencia de conversión de energía del 30%, superior a otros materiales fotovoltaicos. Las baterías generan una corriente relativamente alta a bajo voltaje, lo que requiere el uso de un transformador.
Eficiencia energética y diseño
Los diseñadores sacrificaron la eficiencia por la reducción de peso. La serie creada de convertidores de voltaje que pesa solo 1,13 g aumenta el voltaje de 4,5 V a 9,0 kV, pero la eficiencia de conversión es solo del 24%. El diseño resultante de CoulombFly es un motor cilíndrico con una hélice en la parte superior y una plataforma de células solares en la parte inferior, equilibrado por un convertidor de potencia.
Pruebas y resultados
El dron fue probado en un día soleado lanzándolo desde una ventana. El dron despegó y permaneció suspendido durante más de una hora, demostrando su capacidad para seguir volando con suficiente luz solar. Para mantener el vuelo se necesitaban 0,568 W de potencia. Teniendo en cuenta la masa total de 4,21 g, se obtiene una eficiencia de 7,6 g/W. Sin embargo, una parte importante de la energía se pierde durante la conversión de voltaje. El motor requiere sólo 0,14 W, lo que le da una eficiencia de más de 30 g/W. El stock disponible permite añadir componentes adicionales, como por ejemplo un sistema de control.
Versión en miniatura
También se creó una versión en miniatura del diseño con una altura de solo 8 mm y una masa de 9 mg, capaz de generar 1 mW de potencia y hacer girar el tornillo a una velocidad de más de 15.000 revoluciones por minuto.
Glosario
- CoulombFly es un innovador dron ultraligero capaz de flotar de forma autónoma en el aire, impulsado por energía solar.
- Nature es una prestigiosa revista científica que publicó el estudio CoulombFly.
- El arseniuro de galio es un material semiconductor que se utiliza para crear células solares altamente eficientes.
- El motor electrostático es un tipo de motor que funciona según el principio de atracción y repulsión de cargas eléctricas.
- El estator es la parte estacionaria de un motor eléctrico, que consta de placas cargadas.
Enlaces
Respuestas a las preguntas
¿Qué es CoulombFly y qué lo hace único?
¿Cómo funciona el motor electrostático CoulombFly?
¿Qué fuentes de energía utiliza el dron?
¿Cuál es el rendimiento de CoulombFly?
¿Cuáles son las perspectivas de desarrollo de la tecnología CoulombFly?
Hashtags
Guardar un enlace a este articulo
Discusion del tema – Revolucionario Drone CoulombFly: Vuelo Solar Infinito
Los investigadores han desarrollado un innovador dron ultraligero, CoulombFly, que puede funcionar de forma autónoma utilizando energía solar. El diseño único del dron combina paneles solares, un convertidor de voltaje y un motor electrostático, lo que le permite flotar en el aire indefinidamente en presencia de luz solar.
No hay opiniones para este producto.
Escribir un comentario
Su dirección de correo electrónico no se publicará. Los campos obligatorios están marcados *