Chińscy naukowcy opracowali prototyp systemu, który pozwala przesyłać energię do dronów za pomocą lasera. Rozwiązanie ma umożliwić zasilanie maszyn podczas lotu, bez konieczności lądowania i wymiany akumulatorów. Na razie technologia została przetestowana wyłącznie w warunkach laboratoryjnych.
- Naukowcy z Chin stworzyli prototyp systemu zdalnego ładowania dronów za pomocą lasera.
- Urządzenie osiągnęło sprawność konwersji energii na poziomie 38,49 proc.
- Technologia nie została jeszcze sprawdzona w locie – testy mają być kolejnym etapem badań.
Badacze z Chińskiego Uniwersytetu Lotnictwa Cywilnego opracowali prototyp systemu, który pozwala zasilać drony energią przesyłaną wiązką lasera. Autorzy rozwiązania przekonują, że w przyszłości mogłoby ono wydłużyć czas pracy bezzałogowych statków powietrznych wykorzystywanych m.in. do monitorowania lasów, działań ratowniczych czy dostarczania przesyłek.
Wyniki badań opisano na łamach czasopisma naukowego „Matter & Light”. Jak podkreśla kierujący zespołem Jianhua Han, ograniczona pojemność akumulatorów pozostaje jedną z największych barier rozwoju dronów wykonujących długotrwałe misje.
– Wyobraźmy sobie przyszłość, w której drony monitorujące lasy, skutki katastrof czy dostarczające paczki nie muszą regularnie lądować, aby wymienić baterie – powiedział naukowiec.
Laser przekazuje energię do specjalnych ogniw
Opracowany system wykorzystuje zielony laser, który przesyła energię do odbiornika wyposażonego w perowskitowe ogniwa fotowoltaiczne. Dodatkowo zastosowano warstwę termoelektryczną, zamieniającą ciepło powstające podczas działania lasera na energię elektryczną.
Według autorów rozwiązania cały układ osiągnął sprawność konwersji energii na poziomie 38,49 proc., co ma należeć do najwyższych wyników uzyskanych dotąd dla urządzeń tego typu pracujących w podobnych warunkach.
Podczas prac badacze napotkali jednak istotny problem związany z przegrzewaniem się urządzenia. Testy wykazały, że temperatura odbiornika pod wpływem lasera o dużej mocy sięgała od 80 do 90 stopni Celsjusza.
Technologia wymaga dalszych prac
Aby ograniczyć nagrzewanie, naukowcy zastosowali w konstrukcji specjalne nanokryształy działające jak bariera termiczna oraz zaprojektowali kanały powietrzne poprawiające chłodzenie odbiornika.
W demonstracji laboratoryjnej urządzenie zamontowano pod skrzydłem nieruchomego modelu drona. Po skierowaniu na nie wiązki lasera udało się zasilić śmigło modelu, a przepływające powietrze dodatkowo zwiększyło wydajność systemu.
Autorzy podkreślają jednak, że technologia znajduje się na wczesnym etapie rozwoju. System nie został jeszcze przetestowany podczas rzeczywistego lotu. Kolejnym krokiem mają być próby w powietrzu oraz dopracowanie sposobu precyzyjnego kierowania wiązki lasera i zapewnienia bezpieczeństwa jej wykorzystania.
Zdaniem zespołu badawczego opracowany prototyp pokazuje, że w przyszłości możliwe może być „tankowanie statków powietrznych światłem”, choć wdrożenie takiego rozwiązania do praktycznego użytku będzie wymagało rozwiązania wielu problemów technicznych.