科技| 无人机高功率雷射隔空供电 或可长时间滞空
[星岛综合报道] 在无人机(UAV)技术发展中,「续航力」一直是限制应用场景的关键因素。无论是军事侦察、搜救行动,抑或城市监测,电池容量始终决定了任务长短。近年,科研与工程界正尝试以「隔空供电」方式突破瓶颈,让无人机毋须降落充电,甚至实现近乎无限滞空。
目前,业界主要探索两条技术路线。其一是以电磁波为基础的远距无线供电。早于2021年,美国国防高等研究计划署(DARPA)已资助德州大学学者研究如何精准导引电磁波,为空中无人机进行视距充电。相关研究其后促成初创公司 KinetixBeam 的成立,专注以相控阵与可重构超材料技术,建立长距离无线供电系统。
另一条路线则是光学方式,直接利用高能量雷射传输电力。DARPA近年测试的「持续光学无线能源中继系统」(POWER),曾在新墨西哥州以雷射于8.6公里距离输送800瓦特电力,刷新光学供电纪录。不过,有关测试仍属地面设备验证,尚未真正应用于飞行中的无人机。
在此领域走得更前的,是总部位于华盛顿州的工程公司 PowerLight Technologies。该公司过去二十年专注研究雷射供电技术,并于去年公布,成功将千瓦级电力以不可见雷射形式,传送至高达5,000英尺的空中无人机,声称有效距离可达数公里。
PowerLight 的系统由可移动式地面发射器及机载接收器组成。发射端可自动追踪空中目标,并配备多重安全机制,确保雷射束在运作过程中受控。电力先转化为高强度光束,再经空气传送至无人机,最后由机上的光伏阵列重新转换为电能,为飞行系统即时供电。
在测试中,PowerLight 采用由 Kraus Hamdani Aerospace 制造的 K1000ULE 长航程电动无人机,并为其加装约6磅重的接收装置。该型无人机目前已获美国海军及陆军采用,属实战级平台。公司表示,发射器与接收器子系统已进入最终验证阶段,并计划于今年内进行完整飞行测试。
若相关技术成熟,无人机的应用模式或将出现根本性改变。长时间滞空意味任务不再受电池限制,对防务支援、边境监察、搜救行动以及油气管线巡查等高风险或偏远任务尤为重要。未来在城市环境中,无人机亦可长时间执行交通管理、空气污染监测等工作,成为智慧城市基建的一部分。
不过,雷射隔空供电在实际部署前,仍需面对安全、法规及成本等多方面挑战。能否在开放空域长时间稳定运作,并获监管机构认可,将决定这项技术能否真正走出实验室,成为无人机产业的下一个转捩点。
图片:PowerLight Technologies
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