03:00

Лазерные самолёты получат с земли бесконечную поддержку

"Вечные" платформы воздушного базирования, действующие на высотах от сотен метров до 20 км, – замечательные средства разведки. Продумать оптимальное снабжение их энергией с земли – не простая, но очень увлекательная инженерная задача (иллюстрация LaserMotive).

Дозаправка самолёта в воздухе способна заметно расширить диапазон действия крылатой машины, но это хлопотная и ответственная операция, сродни стыковке космических кораблей на орбите. А как было бы здорово научиться пополнять запас энергии на борту летательного аппарата просто по лучу! Насколько такой проект фантастичен, а насколько реален? Ответ способен удивить.

Рынок беспилотных машин разведывательного и научного назначения в последующие годы будет стремительно расти. В этом убеждена американская компания LaserMotive. И среди таких аппаратов особым спросом будут пользоваться устройства, которые могут оставаться в небе по многу суток, поставляя информацию непрерывным потоком.
Предваряя собственный вариант такой системы, компания отмечает, что научить самолёты-роботы автоматической дозаправке – технически реально, но рискованно. Может, лучше полагаться на свет? Такая идея уже располагает солидным историческим багажом.

В 2007 году британский беспилотный самолёт QinetiQ Zephyr впервые провёл в воздухе свыше двух суток, питаясь исключительно солнечным светом. В 2008-м он нарастил свой рекорд до 82 часов.


Zephyr весит менее 45 кг при размахе крыльев почти 23 метра. Собирая днём солнечный свет, ночью этот беспилотник работает от аккумуляторов (фото QinetiQ).


Оба достижения не были зарегистрированы официально. Но главное – стало ясно, что электрические беспилотные разведчики в принципе могут оставаться в небе неделями.
В том же 2008 году данное направление получило импульс со стороны небезызвестного агентства DARPA, запустившего конкурсную программу "Гриф" по созданию беспилотного аппарата, способного не садиться в течение пяти лет.

В соревнование за военный бюджет включились двое соперников: объединённая команда Boeing/QinetiQ с машиной более-менее традиционного облика и Aurora Flight Sciences со своим составным самолётом с Z-крылом.
Глядя на эти достижения и проекты, LaserMotive логично спрашивает: "Что если облачность будет слишком сильной?" Ответ напрашивается сам собой: Солнце нужно заменить на мощный лазерный луч, посылаемый с земли.


Перед вами решётка из инфракрасных лазерных диодов суммарной мощностью 1000 ватт. Поперечник блока – примерно 7 сантиметров. Именно на базе таких приборов можно построить дальнобойную силовую передачу, – полагают специалисты американской компании (фото LaserMotive).

Такого рода опыт японцы провели ещё в 2006 году, да только с совсем крошечным самолётиком и в помещении. Не факт, что при росте масштаба системы (яркости луча, размеров аппарата и самое важное – дистанции подзарядки) она окажется работоспособной.

Тем не менее именно по данному пути нужно развивать электрические беспилотники, — утверждает LaserMotive. Крылатые машины и винтокрылы разного "калибра", с мощностью моторов от нескольких десятков ватт до 15 кВт, вполне могут заправляться на большой дистанции от луча мощностью от нескольких сотен ватт до нескольких киловатт.


 По оценке компании, на борт беспилотника вполне реально доставлять сотни ватт, а то и киловатты энергии при высоте полёта примерно в 1,5 км и удалении от лазерной установки километров в 15.

За счёт "лучевой" заправки аккумуляторов такой аппарат может удаляться на сотни километров от базы и подниматься на гораздо большие высоты, игнорируя облака (иллюстрация LaserMotive).


Плотность энергии в луче вблизи самолёта ограничена необходимостью охлаждения фотоэлектрических ячеек и при должной концентрации света может превышать 6 кВт на квадратный метр, — говорит LaserMotive. Это существенно больше, чем естественный поток солнечного излучения, так что "лазерные приёмники" на борту беспилотников могут быть меньше по размерам, чем панели у солнечных самолётов.

Самое приятное – у проекта есть солидная практическая основа: прошлой осенью именно LaserMotive выиграла соревнование прототипов космических лифтов, успешно отправив небольшого робота, питаемого киловаттным лазерным лучом с земли, вверх по тросу длиной в километр!

Лазерная заправка может быть практически непрерывной, если аппарат не удаляется слишком сильно от базы, а может представлять собой серию регулярных подходов машины в "подпитывающую" зону. В любом случае луч позволит разведчику пребывать в полёте практически неограниченно (иллюстрация LaserMotive).


Для победы в конкурсе компания разработала компактные и чрезвычайно мощные наборы инфракрасных лазерных диодов и фотогальванические батареи, оптимизированные для конвертации такого типа луча в ток. Апробировала она и систему слежения за аппаратом, обеспечивающую точный прицел энергетического луча.


В прошлогоднем сражении космических лифтов LaserMotive победила соперников, взяв приз за так называемый уровень-1, а второй уровень остался никем не покорённым. Выполнить его требования компания намерена в нынешнем году (фотографии LaserMotive).



Кстати, не случайно другая компания, работающая над портативной домашней системой беспроводного электричества, тоже выбрала в роли "силового канала" многолучевой инфракрасный лазер. 

КПД преобразования электричества в ИК-поток и обратно уже может быть достаточно велик для практического применения таких систем как в доме, так и на открытом воздухе. Кстати, со своим комплексом преобразователей LaserMotive работает и в бытовом направлении.
Ну а видение "вечных" беспилотников (с приглашением к партнёрству, как же иначе), предысторию этого вопроса и свои достижения LaserMotive изложила в PDF-документе, официально обнародованном в начале мая.


Примерная схема питания самолёта, предлагаемая американцами (иллюстрация LaserMotive).


LaserMotive планирует разработать демонстрационную модель аппарата на лазерном питании до конца нынешнего года. Первые же рабочие прототипы инновационной системы могут быть доступны потребителям в течение 18 месяцев, сообщает компания в своём пресс-релизе. Остаётся лишь получить "намёк" со стороны заинтересованных клиентов. И это могут быть не только военные.

Источник: Мембрана.ру 


Просмотров: 1271
Рейтинг: 0.0/0
Добавлено: 16.05.2010
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]