英国工程师汤姆·斯坦顿（Tom Stanton）近日制造了一架3D打印的固定翼飞机，机身仅重15.6克，动力来源是一枚10法拉（farad）的超级电容，通过手摇发电机充电。斯坦顿实现了约4秒手摇充电、持续飞行45秒的成绩。

在设计上，斯坦顿将机翼的肋条结构直接打印在固定在磁性打印平台上的薄纸（tissue paper）上，使骨架与蒙皮一次结合。机身脊线采用碳纤维杆，通过摩擦配合的打印件固定机翼和尾翼组件。无动力滑翔版本的机身仅重3.8克，在直接对比测试中性能优于折叠纸飞机。动力版本使用小型玩具四轴飞行器常见的微型有刷电机，并配以大尺寸螺旋桨以补偿超级电容2.7伏的输出电压。发电机与电容之间还安装了模拟电压表，以防止过充。

斯坦顿对单电芯超级电容的分析表明，10法拉是在能量密度与重量之间的最佳平衡点。一枚100法拉的电容能量密度是1法拉电容的6倍，但重量达20克，对机身而言过重；而10法拉电容约3克的重量正好处于效率最佳区间。

早期的大弦长机翼因扭转刚度不足，在气动载荷下向上折叠导致飞行失败。经过改进，更短弦长、更高展弦比的设计将压力中心移近结构中心，从而减小了扭转力矩。薄纸蒙皮对湿气较为敏感，在零下2摄氏度的环境中，吸收的薄雾使得机翼在第三次飞行时失去结构完整性。

值得对比的是，美国陆军近期也在内部开发了首个符合《国防授权法案》（NDAA）要求的3D打印无人机，项目名称为HANX。斯坦顿的超级电容飞机虽然续航时间短、载重能力有限，但其极轻的重量、快速充电能力以及几乎无噪音运行的特点，在短程侦察、环境监测或教育演示等特定场景中具有潜在的应用价值。该设计也展示了3D打印在快速迭代气动结构和集成电力系统方面的独特优势。