Разработана беспроводная зарядка дронов лазером — видео
Беспроводная зарядка телефонов, часов, наушников и прочих гаджетов давно стала обыденностью. Теперь такую удобную опцию обрели и беспилотники — в Китае разработана система питания дронов лазером. Результаты первых — пока что только наземных — испытаний обнародованы в журнале Matter & Light.
«Представьте будущее, в котором дронам, обследующим леса, отслеживающим последствия стихийных бедствий или доставляющим посылки, больше не придется часто садиться для подзарядки аккумуляторов. С ростом продолжительности полетов БПЛА ограниченный ресурс батарей становится одним из главных препятствий», — говорит инженер-материаловед Хань Цзяньхуа из Китайского университета гражданской авиации, старший автор статьи.
В основе технологии — сочетание перовскитной лазерной ячейки и термоэлектрического преобразователя на эффекте Зеебека. Первая вырабатывает энергию из света, второй — из тепла, а вместе такой тандем позволяет получить недостижимый по отдельности КПД 38,49%.
Основная проблема, с которой столкнулись разработчики (и, по правде говоря, полностью решить не сумели) — сильный нагрев.
«Когда мы испытывали устройство под лазером высокой мощности, тепловизор показывал температуру 80–90 °C — это куда больше, чем мы ожидали», — признается Хань.
Дабы дрон не сгорел под мощным лазером зарядки, в приемник внедрили специализированные нанокристаллы, которые играют роль теплового барьера, и разместили его на крыле, дополнительно оснастив ребристым радиатором для охлаждения набегающим воздухом.
«Предыдущие исследования в основном были сосредоточены на самих материалах или устройстве. Мы хотим выйти за рамки лаборатории и подумать о том, как такую систему можно реально встроить в летательный аппарат, обеспечить ее охлаждение в полете и сделать совместимой с условиями летной эксплуатации. Это не просто задача материаловедения, это инженерная задача», — подчеркивает исследователь.
Пока что устройство не поднималось в воздух. Следующее испытание планируется провести на борту легкого дрона, чтобы подтвердить его надежную работу в полевых условиях. Предстоит также решить проблему точной наводки лазера на движущийся аппарат.
«Мы доказали принципиальную возможность “дозаправки летательных аппаратов светом”. Путь от первого прототипа до серийного применения потребует решения множества инженерных задач, но мы надеемся, что наша работа станет отправной точкой для будущих разработок», — заключил Хань.
