西工大研发激光供电无人机 可无限期停留在空中

中国西北工业大学的研究人员展示了一种永远不需要降落的无人机,这要归功于一个远程充电系统,该系统通过地面上的自适应目标追踪激光器提供电力。该系统使用无人机底部的光电转换器来获取激光的能量。这类系统在无线电力传输方面做得相当不错,尽管转换效率并不高。

在传输端,电力对激光器的效率可能在50-85%之间,而在接收端,可能又会损失50%左右的能量。但是电相较其它能源而言较为便宜,如果能让无人机持续留空,这些损失是可以接受的。

总部位于华盛顿的PowerLight公司,前身为LaserMotive早在2012年就展示了类似的无线无人机充电系统,在风洞中使一架大型无人机保持48小时的飞行,并为洛克希德-马丁公司的一架Stalker无人机在室外600米(1,970英尺)范围内供电。

团队开发了一种"智能视觉跟踪算法",以保持其光束对准无人机,以及一个自适应光束整形系统,可以补偿大气密度的变化。它还设计了一种识别障碍物的方法,并迅速将光束的功率调整到一个安全水平。他们用一架小型四旋翼飞机对其进行了测试,并演示了它在室内开灯和关灯时的工作情况,以及夜间在室外的工作情况,视频显示无人机达到的高度可能在10米左右(33英尺)。

当无人机飞行时,一个基于地面的万向节对其进行跟踪和定位。科研团队在室内和室外,在日光、人造光和弱光下对其进行了测试。

激光系统的远程能力表明,这种系统可以为更高海拔的无人机操作打开大门,这可以有效地创造持久的空中平台,能够有点像低空卫星--尽管在多旋翼式平台方面,它们的使用可能仍然取决于天气。

鉴于这些设备将激光指向天空,预计也会有一些监管上的阻力。团队没有透露激光器的输出功率、系统的范围或其效率,理由是该设备的军事潜力。但这显然是一个早期阶段的实验室原型。

另一方面,PowerLight似乎更接近于商业化,该公司说它正在研究长距离、轻量级和紧凑型的无线激光电力传输,具有功能性安全关闭系统和不受天气条件影响的工作能力。

在飞行中为电动飞机充电的能力对新兴的eVTOL行业等部门来说是一个巨大的福音 西北工业大学/中国日报网

撇开军事应用不谈,考虑一下无线电源对其他电动飞机的影响是很有趣的,特别是耗电的eVTOL空中出租车,对于它们来说,电池密度和续航能力是主要的问题。当这些东西飞过头顶时,全市范围内的激光充电器为其供应能量,可以帮助这些东西产生更多的商业意义--但在这种东西获得法律批准并准备在城市使用之前,还有很长的路要走。

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