科创中国
等离子无人机
发布时间: 2025-06-18
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
实用新型专利
行业领域：
航空航天技术
成果介绍
本成果的等离子无人机外形上支架采用铝合金和碳纤维材料，重量轻且具有高强度。支架底部安装缓冲垫，增强降落时的缓冲性能。
支架与推进模块采用模块化连接，方便拆卸和维护。机身结构分为三个模块,结构轻巧，便于运输。在四个旋翼位置安装等离子推进器，每个推进器包括一个正极环和一个负极环。电离周围空气时产生的离子流方向由控制系统调节，实现推进力的分布。在能源上采用高能量密度锂离子电池，输出电压范围为50-100kV。内置散热装置和温控系统，防止高电压工作时的过热问题。推进器与控制模块集成，通过微处理器实时调节电流和电压，确保离子流方向和强度的精确控制。在飞行器底部预留备用电池接口，可在任务需求增加时快速扩展电池容量。飞行器配备自动控制模块，可实现自主起飞和精准降落。
本成果克服现有技术中的续航短、噪音大、易暴露、低速失速等不足，同时实现高稳定性和结构优化。该飞行器通过创新设计实现等离子推进、能源管理和结构支撑的有机结合，显著提升了飞行性能。
成果亮点
（1）传统的无人机多采用螺旋桨、涡轮机等作为动力来源，而等离子体无人机则采用全新的推进方式。通过电极间的空气分子电离产生推力，整个推进系统中没有螺旋桨、涡轮机等任何活动部件，这为飞机带来了新的可能性，使其更安静、机械设计更简单，并且不会排放燃烧物。
（2）等离子无人机的机翼采用了等离子体作动器技术，通过在绝缘的机翼表面上下方布置位置不同的电极，电极之间的高压交流电在空气中生成不断运动着的等离子体，形成一层紫色的电离场。启用等离子体激励后，机翼上方会覆盖一层独特的紫色电离场，能改善空气动力结构，增加升力，让飞行器能以更低的速度与更短的距离起降和着陆。
（3）应用了介质阻挡放电等离子体激励技术，通过布置于机翼后缘的等离子体主动调节机翼后部的涡流流场，对无人机实现增升减阻的效果，能更好地利用涡流作用，提高升力，进而提升无人机的载荷、航程和升限。
（4）等离子无人机零碳排放，离子风推进仅消耗电能和空气，无燃烧污染。
团队介绍
项目负责人
庞国楹，学术骨干高层次人才，主要研究方向是非线性振动，教学论文共6篇，（第一作者6篇)SCI检索论文共6篇，（第一作者5篇)，EI检索论文共9篇，（第一作者7篇），发明专利两项。参与项目(重大专项1项，国家重点实验室一般项目1项，国家自然科学基金项目2项，军队重点项目5项，其他项目 4项)中文核心期刊论文共9 篇，（第一作者6篇）获奖情况如下：2010-2022 年间,辅导参加全国大学生数学建模竞赛共获奖10项.国家二等奖1项,天津市一等奖6项,天津市二等奖3项.
项目参与人
王蕊，机械设计制造及其自动化专业学生，学习成绩优异。该项目负责人，负责整个项目跟进、进度安排、统筹分工熟练熟练运用SolidWorks、CAD等机械类软件，AE,photoshop等设计剪辑软件。
薛志辉，机械设计制造及其自动化专业学生，学习成绩优异，熟悉各种常用机械工具的使用，工作认真，头脑灵活，对科学研究或创造发明有浓厚兴趣。参加过海棠节活动，天津市CAD制图竞赛二等奖，三星级志愿者等等。
成果资料
下载app