Лазерная зарядка дронов в полете: новая технология Китая

Специалисты из Китая представили перспективную технологию, которая позволит беспилотным летательным аппаратам оставаться в воздухе значительно дольше. Суть разработки заключается в применении наземного лазера для передачи энергии движущемуся в небе дрону.

Инженерное решение проблемы перегрева

Главное препятствие, которое долгие годы стояло на пути внедрения высокомощной беспроводной передачи энергии, заключалось в неконтролируемом нагреве приемного оборудования. Когда мощные лазеры воздействовали на компактные приемники, это вызывало критический перегрев, приводящий к деградации деталей и снижению общей эффективности системы.

Решение пришло в виде двухуровневой конструкции. Верхняя часть состоит из специально модифицированных перовскитных элементов, способных поглощать интенсивное лазерное излучение и преобразовывать его в электрический ток. Снизу размещен термоэлектрический преобразователь, который использует остаточное тепло для генерации дополнительной электроэнергии за счет температурного градиента.

Для защиты от экстремальных температур — при испытаниях зафиксирован нагрев до 80-90°C — разработчики внедрили специальные теплозащитные нанокристаллы в структуру устройства.

Аэродинамическая система охлаждения

Инженеры отказались от громоздкого крепления оборудования на корпусе аппарата. Вместо этого они установили тонкий приемник непосредственно под крылом дрона и создали сеть воздушных каналов для естественного охлаждения.

Принцип работы максимально прост: во время полета встречный воздушный поток проходит через крыло и охлаждает заднюю поверхность приемника. Чем больше разница между раскаленной лазером передней стороной и охлажденной задней частью, тем больше энергии вырабатывает термоэлектрический слой.

Лабораторные испытания с использованием зеленого лазера продемонстрировали впечатляющий результат: эффективность преобразования света в электричество составила 38,49 процента.

Пути развития и практическое применение

Хотя лабораторные тесты прошли успешно и был запущен макет винта, технология требует значительной доработки перед коммерческим внедрением. Перед инженерами стоит сложная задача: обеспечить точное отслеживание быстро движущегося беспилотника на многокилометровых расстояниях в условиях реальной атмосферы с облаками и осадками, а также гарантировать безопасность полетов гражданской авиации, исключив возможность воздействия мощного зеленого лазера на пилотов.

При успешной реализации технология откроет новые возможности для длительных мониторинговых операций лесных массивов, быстрого реагирования на чрезвычайные ситуации и организации круглосуточной доставки грузов без необходимости приземления для смены батарей.