אנרגיה באמצעות לייזר: פרויקט אספקת חשמל עבור Copter מאת מהנדסים סיניים

20
אנרגיה באמצעות לייזר: פרויקט אספקת חשמל עבור Copter מאת מהנדסים סיניים
מל"ט מנוסה עם פאנל סולארי


לכלי טיס בלתי מאוישים מסוג מסוק יש מספר יתרונות אופייניים, שבגללם הם הפכו נפוצים. יחד עם זאת, ישנם גם חסרונות, שהעיקרי שבהם הוא משך וטווח הטיסה המוגבלים. שיטות שונות מוצעות להגדלת הפרמטרים הללו, ופיתוח מעניין נוסף מסוג זה הוצג על ידי מומחים מהאוניברסיטה הסינית Northwestern Polytechnic.



מזל"ט ולייזר


כמה פרסומים סיניים כתבו על ההתפתחות החדשה של מדענים סיניים בתחילת ינואר. לפי הדיווחים, מחבר הפרויקט הוא פרופסור Li Xuelong ועמיתיו ב- SZPU. לאחרונה הם עיצבו ופיתחו קונספט מקורי מזל"ט לטיסה ארוכה. רעיונות אלה נבדקו לאחר מכן בטכניקות ניסיוניות.

הרעיון המרכזי של הפרויקט הוא ארגון מחדש קיצוני של מערכת החשמל של המל"טים. יש להחזיר ולנחית quadcopter חשמלי רגיל המצויד בסוללה כדי להטעין או להחליף את הסוללה. Li Xuelong ועמיתיו מציעים להחזיק את הסוללה על סיפון המל"ט, כמו גם לצייד אותה בפאנל סולארי בעל מסה נמוכה. במקביל, מוכנס למתחם החלק הקרקעי הכולל יחידות האחראיות על ייצור החשמל. בנוסף פותחו אמצעים להעברת אנרגיה למל"ט.

יצוין כי לייזרים בעלי הספק גבוה משמשים עד כה רק ללחימה במזל"טים. עם זאת, הפרויקט מבית SZPU מציע להשתמש בקרן לייזר להעברת אנרגיה מהחלק הקרקעי של המתחם למל"ט. האוטומציה של המתחם אמורה לנטר את המל"ט ולכוון את האלומה בדיוק לפאנל הסולארי שלו, להבטיח אספקת חשמל קבועה וטעינה מחדש של הסוללה.

מומחי SZPU פיתחו את כל מרכיבי המתחם, כולל תוכנה מיוחדת האחראית על מעקב אחר המל"ט והכוונת הלייזר. בעזרת מוצרים אלו כבר בוצעו מספר בדיקות בתנאים שונים. המל"ט היה מופעל וטס בתוך הבית וגם בחוץ ביום ובלילה. משך הטיסה המרבי הגיע ל-24 שעות.


מתקני קרקע לבדיקה בשעות שונות של היום

יש לציין כי מערכות להעברת אנרגיית לייזר למל"טים כבר פותחו בחו"ל. עם זאת, אז נעשה שימוש ברחפנים מסוג מטוס, ופרויקטים לא זזו מעבר לחישובים או ניסויים במנהרת רוח ובאוויר.

אלמנטים של המתחם


על פי נתונים שפורסמו, מתחם בלתי מאויש ניסיוני מ-SZPU כולל מספר רכוש קבוע. מדובר במערכת ייצור והולכה קרקעית, קונסולת מפעיל והרחפן עצמו. עקרונות הפעולה הכלליים ידועים, אך פרטים אינם מדווחים. גם המאפיינים העיקריים של המתחם אינם נחשפים - הן להגנה על העתקה והן כדי להימנע משימוש בטכנולוגיה למטרות צבאיות.

בניסויים נעשה שימוש ב-quadrocopter בגודל קטן עם מנועים חשמליים. כנראה, הם לקחו מל"ט מוכן הזמין בשוק לניסויים. כפי שהפרויקט מציע, בנוסף לסוללה, הוא קיבל פאנל סולארי ומכשירים נלווים. המכשיר המרובע תלוי מתחת לגוף.

ככל הנראה, האלקטרוניקה של המל"ט לא השתנתה, כמו גם קונסולת המפעיל. מהאב-טיפוס נדרשת רק היכולת לעקוב אחר הוראות המפעיל או לטוס ולתלות באופן עצמאי. עם זאת, ניתן להוסיף פונקציות חדשות הקשורות לאינטראקציה עם מערכת אספקת החשמל.

המעניינים ביותר הם מתקני הקרקע של המתחם. הם כוללים מערכת אספקת חשמל - מהרשת או מגנרטור. יש גם תחנה אופטית-אלקטרונית עם מצלמות ולייזר בעוצמה הנדרשת. תפעול המתקנים הקרקעיים נשלט על ידי מערכת דיגיטלית אוטונומית עם תוכנה מיוחדת.

נמסר כי ה-IES של המתחם מסוגל לקחת את המל"ט לליווי ולעקוב אחר כל תנועותיו בתוך אזור הראות. המחשב אחראי למעקב; המפעיל יכול להתמקד במשימה העיקרית. כאשר יש צורך להטעין את הסוללה, מערכת הבקרה מכוונת אוטומטית את קרן הלייזר אל הפאנל הסולארי ומחזיקה אותו.


מל"ט באוויר

מערכת הבקרה קובעת את הטווח לרחפן ומנטרת גורמים נוספים. בהתחשב בהם, אוטומציה משנה את העוצמה והמיקוד של האלומה. בשל כך, מובטחת אספקה ​​קבועה של אותו הספק, ללא קשר למיקום ההדדי של המל"ט וה-ECO, תנאים חיצוניים וכו'. כאשר מזוהה מכשול בנתיב האלומה, ההספק מופחת לערך בטוח.

יתרונות רצויים


עקרונות הפעולה של קומפלקס כזה הם די פשוטים. לאחר טעינה "רגילה", המל"ט יכול להמריא ולבצע את המשימות שהוקצו לו. לאחר שעבדתי על רוב טעינת הסוללה, המל"ט חייב לחזור לאזור הטעינה, שם ה-ECO ימצא אותו ויתחיל "להדגיש" אותו בלייזר. לאחר קבלת אנרגיה וטעינת הסוללה, המל"ט יוכל להמשיך לעבוד באוויר. ניתן לחזור על מחזור כזה מספר פעמים ברציפות, בהתאם למאפייני המשימה ולצרכים הנוכחיים.

למתחם עם יכולות כאלה יש יתרונות ברורים. ראשית, מדובר בעלייה חדה של משך הטיסה האפשרי וביכולת להסתדר ללא נחיתות. המל"ט לא צריך לחזור לקרקע כדי להטעין או להחליף את הסוללה. במצבים מסוימים הוא יוכל להטעין מהלייזר אפילו מבלי לצאת מאזור העבודה ולהמשיך לעבוד.

מתחם בלתי מאויש בעל יכולות כאלה צריך לבצע את משימות המעקב והסיור לטווח ארוך. במקביל, המל"ט יוכל לפעול במרחק מסוים ממתקני הקרקע, מה שיאפשר לו לחזור בזמן לטעינה מחדש. היזמים מניחים שהמתחם יועיל במעקב אחר מצבים שונים, במהלך פעולות חיפוש והצלה וכו'.

בעתיד, יצירת מל"טים גדולים עם ספק כוח לייזר אינה נכללת. על בסיסם ניתן לבנות רשת תחבורה אווירית בגודל מלא. עם זאת, מזל"ט גדול ידרוש תשתית קרקע מתאימה.

יש לציין כי מערכת אספקת החשמל המוצעת SZPU אינה חפה מחסרונות המקשים על הפיתוח והפריסה, וגם מטילה הגבלות על הפעולה. חלק מהקשיים טופלו בשלב הפיתוח וניתן לצפות להצלחות חדשות. עם זאת, היפטרות מכל הבעיות עדיין אינה מובטחת.


עבודת אספקת החשמל בלייזר בייצוג האמן

כמעט כל הקשיים קשורים לעיקרון הנבחר של העברת אנרגיה. זה דורש מעקב אחר מל"טים מדויק והנחיית לייזר, מה שמצריך מערכות חומרה ותוכנה מורכבות למדי. בנוסף, קרן הלייזר אינה יעילה במיוחד, וניתן להקטין נתון זה עוד יותר בשל גורמים חיצוניים.

כמו כן, יש לקחת בחשבון כי יש צורך בכוח האלומה המתאים לטעינה מהירה של הסוללה. בטיפול רשלני, ה-OES הקרקעי למעשה נעצר במתחם לייזר קרבי ויכול לגרום נזק לחפצים מסביב או אפילו לרחפן עצמו. לפיכך, לייזר יכול לפגוע באופן בלתי הפיך באופטיקה של מטוס סיור.

מפתחי הפרויקט מ-SZPU טוענים שהם הצליחו ליצור ציוד בקרה עם הפונקציות הדרושות. מל"ט מנוסה בתנאים שונים טס סביב מתקני קרקע וטיפס לגובה של עשרות מטרים. נמסר כי בכל המקרים הועברה אנרגיה מספקת, והסביבה לא ספגה כל נזק.

עד כה, אנחנו מדברים רק על מל"ט בגודל קטן, ובקנה מידה זה המתחם הראה את עצמו היטב. בעתיד מתוכנן לפתח את הפרויקט ולהגדיל את הרחפן, וכן להגדיל את עוצמת הלייזר. עדיין לא ברור האם המערכת שפותחה ניתנת להרחבה או אם תהליך זה יכול להוביל לבעיות בלתי פתירות. אבל הניסויים הראשונים נותנים סיבה לאופטימיות.

על עקרונות חדשים


הרוב המכריע של מל"טים מודרניים מסוג מסוק טסים באמצעות סוללות. אם יש צורך להגדיל את הטווח, נעשה שימוש בעקרון הטיסה הקשורה - כבל נמשך מאחורי המל"ט, שדרכו מסופק חשמל מהקרקע. משך טיסה כזו מוגבל רק על ידי אספקת החשמל, אך המסוק הקשור אינו יכול לטוס בחופשיות.

הפרויקט הסיני החדש מיישם דרך נוספת להגדלת משך הטיסה - באמצעות עיקרון מיוחד של העברת אנרגיה. תפעול הקונספט כבר נבדק באמצעות מל"ט מנוסה וציוד אחר. האם מומחי SZPU יוכלו לפתור את כל המשימות של השלב הנוכחי ולעבור לשלב הבא, הזמן יגיד.
ערוצי החדשות שלנו

הירשם והישאר מעודכן בחדשות האחרונות ובאירועים החשובים ביותר של היום.

20 הערות
מידע
קורא יקר, על מנת להשאיר הערות על פרסום, עליך התחברות.
  1. +3
    1 בפברואר 2023 04:49
    הייטק, כמובן, אבל רוסיה בכלל צריכה לפתח לפחות כמה מל"טים, לא לפני כן.

    משך טיסה כזו מוגבל רק על ידי אספקת החשמל, אך המסוק הקשור אינו יכול לטוס בחופשיות.
    אבל המגבלות בטווח (לא יותר גרועות מהכבל), מזג האוויר (עם זאת, רוח חזקה לכבל היא גם מכשול) וסימני מיסוך. וניתן לשחרר את הכבל במידת הצורך, המחבר קל יותר בכל דרך מהפאנל המקבל.
    1. -3
      1 בפברואר 2023 07:42
      1. כעת יבואו בריצה חובבי צי השייט, הארקבוס והאש היוונית. הם יוכיחו את חוסר התוחלת של טעינת מל"ט מרחוק במזג אוויר גרוע.
      2. הרעיון, וחוץ מזה, העובד הוא די נפלא. לדוגמה, כאשר מזל"ט עוזב את הקרב וטס להיטען מחדש, מחליף מזל"ט שכבר טעון. או כאשר מל"טים ממלאים תפקיד של "שדה מוקשים" בהגנה אווירית, וחוסמים לחלוטין גזרות שלמות במרחב האווירי. ואז יוצרים כיפה.
      3. הקומוניסטים הסינים שולחים דרישת שלום לבוני הקפיטליזם המתקדם במעצמת-על לשעבר בצפון.
      1. +5
        1 בפברואר 2023 08:54
        שימוש מעשי רק אם חיוני "לתלות" את המל"ט באזור אחד סמוך, למשל, לצורך מעקב רציף. בשאר, קל יותר לטוס, לנחות ולהטעין בשלווה. אם אתה צריך את זה בדחיפות, אז פשוט החלף את הסוללות.
        ובכן, התועלת כניסוי מדעי, חיפוש רעיונות ופתרון בעיות טכניות. מוּשָׂג.
  2. +1
    1 בפברואר 2023 04:55
    ואיזה כוח צריך להיות הלייזר על מנת להטעין את הסוללה ובמקביל לא לטגן את המסוק עצמו! מעניין...
  3. -1
    1 בפברואר 2023 05:15
    פיתוח תיאורטי, בעתיד REMOTE, בהחלט ייצא לפועל, אבל עד כה - רק פיתוח יוזמה ורק עבור מודלים ניסיוניים - זה מסובך מדי. הכרחי לפתח דבר כזה כדי לא לפגר, אבל כשלעצמו לא להניע גל בסגנון מזרונים על "אין כמוהו בעולם // הטובים בעולם" - אבל בואו נגיע למאה אלף מייל - ובסדרה, יהיה F-35 לכל הפחות
  4. -2
    1 בפברואר 2023 05:30
    ובכן, ראשית, מה זה "המונח": "סוג מסוק"? האם קוואדרוקופטרים, הקסקופטרים, אוקטוקופטרים נקראים מסוקים? לא שמעתי את זה! ב"הכללה" הם נקראים: "מולטיקופטרים"! (אפילו מסוק "שלנו" הוא המסוק שלהם!) אז למה לא "קול": "מל"ט מסוג מולטי-קופטר (מסוק) או, יותר טוב, "מל"ט-מרובה...מל"ט-מסוק"!?
    1. -1
      1 בפברואר 2023 05:58
      שנית, כפי שציין המחבר עצמו, הרעיון של אספקת כוח "לייזר" אינו חדש! (אגב, במהלך שיא העניין בטכנולוגיות לייזר, הוצע אפילו מנוע רקטי "לייזר"! ) בנוסף לרעיון ה"לייזר", מאסר ומכ"ם עוצמתי! ישנן מספר אפשרויות ליישום אספקת חשמל "לייזר" (וללא פאנלים סולאריים...)! אבל, כמו שדמות קולנועית מסוימת אמרה: "כל זה מסובך!"... יש מערכת בתעופה לתדלוק מטוסים באוויר... ומי אמר שאפשר לתדלק "נפט" רק ככה? אחרי הכל, בנוסף לתחנות דלק, הופיעו על פני כדור הארץ גם EZS (תחנות טעינה חשמליות! ובכן, הנה...בואו נעביר את ה-EZS לגובה לאטמוספירה...!
      1. 0
        1 בפברואר 2023 09:35
        אל תחשיב אותי כמשעמם, אבל המחבר צודק. אתה משתמש במילים לא קיימות המורכבות מספרה (למשל quadro, או רב בלתי מוגדר) ו-COPTER לא קיים. העובדה היא שהמילה מסוק היא מורכבת משתי מילים - HELIKON - בורג ו-PTER - כנף, ומכאן - ROTOR WING ולכן נכון לומר סוג מסוק. השפה הרוסית כבר סתומה להחריד, והמילה kopter (kokrylo) היא אחד הגושים של הזבל הזה. העובדה שהמילה הזו השתרשה בשפה אינה שוללת את חוסר המשמעות שלה.
  5. +4
    1 בפברואר 2023 06:39
    בשל העיקרון המיוחד של העברת אנרגיה.

    האם הסינים המציאו פיזיקה "לא ניוטונית-איינשטייןית"? איזה Lao Tzu II, שאין בו מושג של יעילות?
  6. +2
    1 בפברואר 2023 09:33
    הפרויקט הסיני החדש מיישם דרך נוספת להגדלת משך הטיסה - באמצעות עיקרון מיוחד של העברת אנרגיה.

    לא קיים "עקרון מיוחד של העברת אנרגיה" בטבע. קיים חוק שימור האנרגיה, לפיו ניתן להעביר אנרגיה מגוף אחד למשנהו, וכן סוג אחד של אנרגיה הופך לאחר.
    עוד בשנת 2010, בארצות הברית, טס quadcopter של חברת PowerLight האמריקאית במשך 12 שעות, וקיבל אנרגיה דרך קרן לייזר.
    בשנת 2012, המל"ט Stalker, פיתוח משותף של לוקהיד מרטין ולייזרמוטיב, נשאר באוויר במשך 48 שעות.

    החיסרון המשמעותי ביותר של שיטת שידור זו הוא היעילות הנמוכה שלה - לא יותר מ-25%.

    לכן, אין שום דבר סנסציוני בהתפתחויות הסיניות. וגם "העיקרון המיוחד". הכל לפי חוקי הפיזיקה.
    1. -1
      1 בפברואר 2023 18:13
      ובכן, במלחמה, יעילות היא לא העיקר, אבל אם חושבים על זה - שיהיה לייזר חזק (עם חום טפילי, מסירות) ברדיוס קו הראייה בשביל מה? לחסוך כסף על סוללה?.. אם אנחנו מדברים על ניטור מתמיד ממסוק, כמו תליית מיני-AWACS מעל ספינה נעה (רלוונטי לסין), אז חוט הוא פתרון פשוט מצוין. אם כי, אולי, החל מאורך מסוים, משקלו יהפוך לבלתי מקובל והלייזר יהיה רווחי יותר? לדוגמה, 1 ק"מ מעל העננים, זה יגדיל בצורה מושלמת את רדיוס הצפייה.

      היפותטית, האם אפשר לדמיין ספינת עתיד עם טכנולוגיות לייזר מוכחות - להפיל את אותם מל"טים - שיכולה להזין את המל"ט שלה בהספק נמוך? או אפילו להחזיק לייזר ייעודי שיצירתו זולה, שכן הטכנולוגיות (לזמן עתידי זה) של הלייזרים כבר עובדו והן מאסיביות?
  7. 0
    1 בפברואר 2023 12:38
    הרעיון טוב, אבל מובן מאליו וביעילות נמוכה. אני מציע אפשרות מעניינת יותר. אם אני לא טועה, קרן לייזר באוויר יוצרת תעלה מיוננת - מוליך. שתי קורות - שני מוליכים. וזה כבר מעגל חשמלי סגור, שדרכו ניתן להעביר אנרגיה בצורה הרבה יותר יעילה. נותר להביא את הרעיון הזה למבוי סתום הגיוני. אני נותן.
  8. +1
    1 בפברואר 2023 16:49
    אני נותן ידע לבוני מל"טים מקומיים. אנחנו מהדקים פנס על הפאנל הסולארי עם סרט חשמל כחול והווואי, המל"ט הנצחי מוכן)))). אני דורש את כל הפרסים בעולם על פיתוח פורץ דרך שכזה! חיוך
  9. +1
    1 בפברואר 2023 23:46
    זה דבר טוב. לא בכל מקום, כמובן, ישים. לפעולות לחימה, למעט אולי בפעילות הגנתית (כאשר האויב אינו מסוגל להשפיע הן על אלומת האספקה ​​והן על המתקן והכוח אדם המייצר אותה). אבל בזמן שלום, שומרי הגבול הם הכי הרבה. גם להגנה על חפצים מיוחדים בעומק השטח. שוב, אתה צריך לספור. אולי "טוסטוס" רגיל יהיה חסכוני יותר.
  10. 0
    2 בפברואר 2023 05:29
    מי שמחפש, הוא ימצא את הפתרון הנכון. פאנלים לייזר או סולאריים או משלוח סוללה חדשה על ידי מזל"ט אחר ל"אזור טעינה", שיכול להיות באוויר או על הקרקע. או טעינה מהשמש בגובה שמיים.
    לא אחד, אז אחר, אבל הם יגלו משהו.....
    1. 0
      31 במרץ 2023 19:12
      הם לא ממציאים שום דבר הכל ביושר גנוב והועתק ביושר.
  11. +1
    2 בפברואר 2023 11:22
    נהדר לקבל מענקי מחקר, אך העברת האנרגיה מבוססת הלייזר אינה פועלת במזג אוויר מעונן, הורג ציפורים והופך את המל"ט לאתר בקלות במצב מלחמה. אז זה לגמרי טמבל אני דעתי הצנועה.
  12. 0
    31 במרץ 2023 19:09
    זה נראה כאילו הסינים מצאו את המזוודה שלי עם מגזינים "טכניקת נוער" 80 שנה
  13. -1
    7 באפריל 2023 14:16
    זה קשקוש מוחלט. העריכו כמה עולה מזל"ט על סוללה וכמה עולה לייזר קילוואט עם מערכת מעקב מדויקת! יתר על כן, כל, הענן הקל ביותר של עשן או אבק, ו- שלום, כדור הארץ! מאמר זה הוא גולם מנילוביזם.
  14. 0
    29 באפריל 2023 09:35
    ראשית, קשה מאוד לצאת החוצה, מה שמייקר את זה מאוד! החלפה אוטומטית קלה יותר של מל"טים מעל האובייקט לטעינה מחדש, כאשר מזל"ט טעון ממריא! הפוסט התקבל, הפוסט עבר.

"מגזר נכון" (אסור ברוסיה), "צבא המורדים האוקראיני" (UPA) (אסור ברוסיה), דאעש (אסור ברוסיה), "ג'בהת פתח א-שאם" לשעבר "ג'בהת א-נוסרה" (אסור ברוסיה) , טליבאן (אסור ברוסיה), אל-קאעידה (אסור ברוסיה), הקרן נגד שחיתות (אסורה ברוסיה), מטה נבלני (אסור ברוסיה), פייסבוק (אסור ברוסיה), אינסטגרם (אסור ברוסיה), מטה (אסור ברוסיה), החטיבה המיזנתרופית (אסורה ברוסיה), אזוב (אסור ברוסיה), האחים המוסלמים (אסורים ברוסיה), Aum Shinrikyo (אסור ברוסיה), AUE (אסור ברוסיה), UNA-UNSO (אסור ברוסיה). רוסיה), Mejlis של העם הטטרי קרים (אסור ברוסיה), הלגיון "חופש רוסיה" (מבנה חמוש, מוכר כטרוריסט בפדרציה הרוסית ואסור)

"ארגונים ללא מטרות רווח, עמותות ציבוריות לא רשומות או יחידים הממלאים תפקידים של סוכן זר", וכן כלי תקשורת הממלאים תפקידים של סוכן זר: "מדוזה"; "קול אמריקה"; "מציאות"; "הווה"; "רדיו חופש"; פונומארב; Savitskaya; מרקלוב; קמליאגין; אפחונצ'יץ'; מקרביץ'; לֹא יִצְלַח; גורדון; ז'דנוב; מדבדב; פדורוב; "יַנשׁוּף"; "ברית הרופאים"; "RKK" "מרכז לבדה"; "זִכָּרוֹן"; "קוֹל"; "אדם ומשפט"; "גֶשֶׁם"; "אמצעי תקשורת"; "דויטשה וולה"; QMS "קשר קווקזי"; "פְּנִימַאי"; "עיתון חדש"