天津大学研发新型无人机外壳 智能感知环境应对极端天气

快速阅读: 据相关媒体报道，天津大学研发出自修复无人机外壳，具备防冰、自愈和智能感知功能，可提升无人机在极端环境下的性能与安全性。

据《自然》期刊报道，7月29日，天津大学合成生物与生物制造学院团队发布了一种创新的“自修复无人机外壳”技术。该外壳具有自愈合、防结冰和智能感知能力，旨在解决无人机在极端环境下飞行时遇到的结冰、损伤和能耗问题。

研究团队介绍，在冬季高海拔地区，无人机进行“穿云”飞行时，飞行器表面容易结冰，这会影响气动结构和传感器功能，甚至导致无人机坠毁。现有的无人机除冰系统大多依赖机械振动或电热装置，不仅消耗大量电力，还存在失效的风险。

为此，研究团队开发了一种新型无人机外壳，集成了主动防护、自我修复和环境监测三大核心功能。外壳采用柔性自愈合高分子复合材料，内部含有微胶囊。当外壳出现微裂纹或刮痕时，微胶囊会自动破裂释放修复剂，迅速填补裂纹并完成固化，实现“自动缝补”。

为防止在寒冷环境下结冰，外壳内部还集成了由石墨烯或碳纳米管组成的纳米加热网。加热系统根据实时监测结果精确控制温度，仅在可能结冰的区域启动加热，达到高效低耗的防冰效果。

此外，外壳内置高灵敏度柔性传感器阵列，可以实时感知环境温度、湿度、气压和冰晶形成等信息，并与无人机控制单元中的机器学习算法联动，分析数据趋势，预测结构受压或结冰风险，提前触发修复或除冰机制，实现“飞行中自主决策”。

实验室测试表明，该无人机外壳在遭受划伤或戳破后，数分钟内即可完全恢复结构强度。在结冰测试中，即使在强风、高湿低温等复杂环境下，也能有效保持无冰状态。

与传统飞行器外部结构依赖外挂除冰装置或传感器不同，这种新型无人机外壳在“本体层级”完成感知、响应与修复，大幅减轻整机重量，提高隐身性和能效，满足军用、民用及科研无人机对“轻量化 + 智能化”的需求，尤其适用于长时间在海上、极地、山区等偏远地区执行任务的无人机，具有良好的商业化前景。

(以上内容均由AI生成)