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“激光充能”是什么“黑科技”?拥有它无人机可以永远不落地!

日期:2018-01-26 16:43:17编辑作者:申博
 1月5日,英国《每日邮报》网站发表一篇题为《五角大楼考虑研发激光动力“蝙蝠”无人机,可在无人指挥情况下自行决定是否起飞》的报道——

美国五角大楼已发起一项新竞赛——以蝙蝠和昆虫为灵感,设计激光动力无人机。这型无人迹具备更灵活的飞行性能,但与生物原型不同,在激光充能技术进一步完善后,这些无人机甚至无需降落,可一直保持留空飞行。

▲加州理工大学研制的蝙蝠机器人

“激光充能”技术更是听起来像是科幻小说中的新颖设计,毕竟提到激光技术在军事领域的应用时,人们会先和防空、反导及致盲等硬杀伤系统和效能联系起来,但实际上,激光技术在雷达探测、能量传输等其他方面也有发挥作用。

早在2012年7月,美国洛克希德-马丁公司旗下的“臭鼬工厂”与激光动力公司就共同研发了一种利用光纤供电系统,发射自由电子激光波束进行远距离激光能量传输的新技术。

▲地基激光充能系统为飞行中的无人机“激光充能”应用示意图

而且这项新技术已经通过了一系列的测试,并被验证了可行性。测试的内容包括在风洞内使用地基激光充能系统,为“潜行者”手掷式单兵无人机充能等。测试的结果是成功将该型无人机的飞行时间增加到48小时以上,续航能力扩展了24倍。

▲洛马“潜行者”无人机

而“潜行者”无人机户外飞行测试更是表明,激光充能系统可以在昼、夜条件下为“潜行者”无人机传输能量,而且不会受到强风和高温影响。

▲激光充电型“潜行者”无人机应用示意图

“潜行者”在测试期间,安装了一个轻型光电接收器和电源管理硬件,接收激光充电的最大有效范围达600米。在激光能量传输时,该系统可以将波束跟踪定位接收器的精度控制在厘米级,不仅不会破坏和影响“潜行者”的正常飞行操作, 而且还不影响无人机进行盘旋、爬升等各种机动飞行。光纤激光充能技术由于光纤本身不会导电,不用担心会遭受雷击或短路影响,且在高电压和强磁场环境下不会出现干扰。

除单兵固定翼无人机外,在2013年5月,美国还进行了四旋翼无人机在垂直起降情况下的激光充能试验。这种绰号“隐形塔”的充能系统,可利用激光在任意条件下为无人机充电,在地基充能系统能源充足的情况下,可实现令无人机不间断飞行。 

▲四旋翼无人机进行激光充能测试。

除美国外,俄罗斯也于2016年10月完成了激光充能试验。据俄新社报道,俄“能源”火箭航天公司成功地利用激光充能系统在一小时内,为1.5千米外的手机充了电。

▲俄罗斯激光充能试验示意图

从美俄两国的试验可看出,激光充能技术几乎可以无限地延长军用无人机的续航时间。而这种“充能”就如同加油机给战机空中加油一样。但是实际会比空中加油更为先进,因为激光充能系统不仅可以同时为多架无人机充能,而且无需要求无人机必须保持编队或固定航线飞行。

▲美军对未来激光充能技术的设想,既可以通过地基激光充能系统为飞行高度在4572米以下的无人机充能,也可以通过战舰搭载的充能系统为在6096米以上高空飞行的监视飞艇充能。

此外,激光充能系统不仅能为无人机补充飞行用的燃料,甚至还可以包括武器,例如定向能武器所需的能源。

目前看来,“激光充能”技术在未来军事和航天领域都具有极大的发展潜力,或许在不久的将来,过去科幻电影中设想的无需降落,还能连续多天作战的无人机群会成为现实,人们对此将拭目以待。

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