國產蜜蜂級飛行器來了！壓電陶瓷成為飛行驅動的利器

國防科技大學科研團隊研製出的三代昆蟲級微飛行器「機械小飛蟲」，尺寸、重量和蜜蜂接近，能在空中穩定懸停不墜落；小到可以鑽進廢墟的縫隙，被撞翻還能翻個跟頭重新起飛。

這種昆蟲級撲翼微型飛行器只有毫米尺度、毫克重量，卻能像昆蟲一樣高速起飛、靈活變向，被視作未來空天智慧裝備、應急救援、生態探測領域的顛覆性平台。

實際上，昆蟲級撲翼微型飛行器研製一直被 3 個核心難題困住，成了業內公認的「硬骨頭」。1、傳動複雜：傳統壓電驅動的微型飛行器必須依靠複雜的連桿傳動機構放大位移，那些微米級零件組裝難度極大，比繡花還難，成本居高不下；2、飛行失穩：無控狀態下，飛行器極易側翻、傾倒，穩定懸停時間不足兩秒，剛飛起來就會一頭栽倒，幾乎不具備實用價值；3、尺度固定：所有飛行器都是固定尺寸，想要適配不同場景，必須重新設計、加工、組裝，研發週期長、造價高昂。

國防科技大學微納機器人科研團隊用 6 年時間實現昆蟲級撲翼微型飛行器攻堅工作，首創「壓電直驅技術」，直接用壓電陶瓷驅動翅膀撲動，徹底扔掉傳動機構。結構簡化 90%，成本降低 60%，造出的原型機僅 160 毫克、約兩粒芝麻重，起飛速度卻達到每秒 1 公尺，成為全球起飛最快的毫克級飛行器之一。

針對飛行失穩問題，團隊在飛行器頂部加裝了一個圓柱形氣動阻尼器。這個小裝置利用空氣阻力，能在飛行器傾斜時自動產生扶正力矩。最終，飛行器在完全無控情況下能穩定懸停超過 15 秒，達到國際領先水平。就算被人拍歪或被風吹倒，它也能在 1 秒內翻正、重新起飛。

同時，團隊攻克可變翼展技術，造出了一系列不同大小的「小飛蟲」，其中最輕的僅 55 毫克、翼展 28 公釐，是目前全球最小、最輕的同類飛行器。

基於系列研究成果，團隊成功研製三代昆蟲級微飛行器。目前，該飛行器已完成室內無控飛行、抗干擾、姿態恢復等多項測試，性能穩定可靠。未來，團隊將為飛行器搭載微型感測器、微型能源模組，向狹小空間搜救、災後勘察、精密環境監測、生態授粉等實際應用場景邁進。相關成果近期先後發表於《中國航空學報（英文版）》、《研究》和《微系統與奈米工程》。

來源：中國科學報

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2026/4/563561.shtm