БПЛА может находиться в воздухе значительно дольше

Китайские ученые разработали технологию, позволяющую заряжать дроны прямо во время полета с помощью лазера с земли.

Об этом сообщает РБК-Украина со ссылкой на исследование, опубликованное в ScienceDirect.

Как решали проблему?

Ученые объяснили: основным препятствием для передачи беспроводной энергии высокой мощности всегда оставался критический перегрев оборудования.

Мощные лазеры мгновенно нагревали компактные приемники — это приводило к потере эффективности и плавлению деталей.

Чтобы решить эту проблему, ученые создали двухслойное тандемное устройство .

• Верхний слой состоит из модифицированных перовскитных элементов, которые поглощают высокоинтенсивный лазерный свет и превращают его в электричество.
• Нижний слой — термоэлектрический генератор, утилизирующий остаточное тепло, генерируя дополнительную электроэнергию за счет разности температур.

Для дополнительной защиты от экстремальных температур (при тестах тепловизоры фиксировали нагрев до 80-90°C) в конструкцию интегрировали уникальные теплобарьерные нанокристаллы.

Прототип лазерного приемника, установленного под крылом неподвижной модели дрона, преобразует энергию зеленого лазера в электроэнергию, а воздушный поток, создаваемый пропеллером, отводит тепло через встроенные охлаждающие каналы (фото: Y. Han, X. Han)

Читайте больше: Джефф Безос создает ИИ-инженера: для чего его учат проектировать ракеты

Аэродинамика и новый метод охлаждения

Вместо установки громоздкого оборудования на корпус исследователи разместили ультратонкий приемник под крылом беспилотника и разработали специальную систему воздушных каналов .

При движении аппарата встречный поток воздуха проходит через крыло и естественным образом охлаждает тыльную сторону приемника.

Принцип прост: чем больше разность температур между раскаленной лазером лицевой поверхностью и охлажденной тыльной частью, тем больше дополнительной энергии производит термоэлектрический слой.

В лабораторных условиях с использованием зеленого лазерного луча эффективность превращения света в электроэнергию достигла 38,49 процента.

Больше интересного: Искусственное солнце может дать человечеству безграничную чистую энергию: что испытывает Китай

Вызовы и перспективы

Несмотря на успешные лабораторные тесты с запуском макета пропеллера, технология нуждается в дальнейшей доработке перед выходом на коммерческий рынок.

Инженерам предстоит решить ряд сложных задач: научить оптические системы точно отслеживать подвижный дрон на расстоянии нескольких километров в реальных погодных условиях, а также обеспечить безопасность полетов, чтобы высокомощный зеленый лазер случайно не ослепил пилотов гражданской авиации.

В случае успешной реализации технология позволит дронам выполнять длительные миссии по мониторингу лесов, ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций и круглосуточной доставки грузов без регулярных приземлений для замены батарей.

Еще больше интересного:

• Китай засветил гиперзвуковую ракету, которую трудно перехватить: что известно о DF-17
• Новый 3D-материал обманывает тепловизоры: как это удалось ученым