В Китае представили концепцию прототипа системы беспроводной передачи энергии для дронов, использующую лазерное излучение. Разработка направлена на решение одной из главных проблем в сфере беспилотной авиации — ограниченного времени полета из-за емкости аккумуляторных батарей.
Предложенная конструкция предполагает размещение компактного приемника под крылом стационарного беспилотника. Данный приемник улавливает энергию зеленого лазера, излучаемого с земли, и преобразует ее в электричество. Отличительной особенностью прототипа является использование тандемного элемента, сочетающего перовскитную лазерную ячейку и термоэлектрический генератор (PLC-TE). Такое устройство позволяет эффективно работать не с солнечным светом, а с монохромным лазерным лучом высокой мощности.
Одной из главных инженерных проблем при создании подобных систем является сильный нагрев приемника, который снижает КПД и может привести к разрушению материалов. Для решения этой задачи авторы проекта интегрировали в крыло дрона специальные воздушные каналы. Предполагается, что встречный поток воздуха, создаваемый движением аппарата и вращением пропеллера, будет естественным образом отводить избыточное тепло от задней поверхности приемника. Это не только предотвращает перегрев, но и увеличивает эффективность термоэлектрического слоя за счет разницы температур между нагретой лазером лицевой стороной и охлаждаемой тыльной.
По данным лабораторных испытаний, система продемонстрировала эффективность преобразования лазерной энергии в полезную электроэнергию на уровне 38,49%. В ходе наземных экспериментов полученной мощности хватило для приведения в движение модели пропеллера, что подтверждает работоспособность концепции.
В настоящее время речь идет лишь о прототипе в стационарных условиях. В исследовательской группе отмечают, что для вывода технологии на коммерческий уровень требуется решить ряд сложных инженерных задач. В их числе — создание высокоточных оптических систем для сопровождения летящего объекта на значительном расстоянии и обеспечение безопасности использования мощных лазеров, исключающее риск повреждения посторонних объектов или воздействия на зрение пилотов.
Читайте также: Автономные нанороботы смогут добывать литий прямо из морской воды.