西北工業大學研發激光供電的無人機可以無限期地停留在空中
中國西北工業大學的研究人員展示了一種永遠不需要降落的無人機,這要歸功於一個遠程充電系統,該系統通過地面上的自適應目標追踪激光器提供電力。該系統使用無人機底部的光電轉換器來獲取激光的能量。這類系統在無線電力傳輸方面做得相當不錯,儘管轉換效率並不高。
在傳輸端,電力對激光器的效率可能在50-85%之間,而在接收端,可能又會損失50%左右的能量。但是電相較其它能源而言較為便宜,如果能讓無人機持續留空,這些損失是可以接受的。
總部位於華盛頓的PowerLight公司,前身為LaserMotive早在2012年就展示了類似的無線無人機充電系統,在風洞中使一架大型無人機保持48小時的飛行,並為洛克希德-馬丁公司的一架Stalker無人機在室外600米(1,970英尺)範圍內供電。
團隊開發了一種”智能視覺跟踪算法”,以保持其光束對準無人機,以及一個自適應光束整形系統,可以補償大氣密度的變化。它還設計了一種識別障礙物的方法,並迅速將光束的功率調整到一個安全水平。他們用一架小型四旋翼飛機對其進行了測試,並演示了它在室內開燈和關燈時的工作情況,以及夜間在室外的工作情況,視頻顯示無人機達到的高度可能在10米左右(33英尺)。
當無人機飛行時,一個基於地面的萬向節對其進行跟踪和定位。科研團隊在室內和室外,在日光、人造光和弱光下對其進行了測試。
激光系統的遠程能力表明,這種系統可以為更高海拔的無人機操作打開大門,這可以有效地創造持久的空中平台,能夠有點像低空衛星–儘管在多旋翼式平台方面,它們的使用可能仍然取決於天氣。
鑑於這些設備將激光指向天空,預計也會有一些監管上的阻力。團隊沒有透露激光器的輸出功率、系統的範圍或其效率,理由是該設備的軍事潛力。但這顯然是一個早期階段的實驗室原型。
另一方面,PowerLight似乎更接近於商業化,該公司說它正在研究長距離、輕量級和緊湊型的無線激光電力傳輸,具有功能性安全關閉系統和不受天氣條件影響的工作能力。
在飛行中為電動飛機充電的能力對新興的eVTOL行業等部門來說是一個巨大的福音西北工業大學/中國日報網
撇開軍事應用不談,考慮一下無線電源對其他電動飛機的影響是很有趣的,特別是耗電的eVTOL空中出租車,對於它們來說,電池密度和續航能力是主要的問題。當這些東西飛過頭頂時,全市範圍內的激光充電器為其供應能量,可以幫助這些東西產生更多的商業意義–但在這種東西獲得法律批准並準備在城市使用之前,還有很長的路要走。