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美陸軍研發激光充電無人機無限續航成為可能

http://zhongte69698.cn 時間: 2019-10-8 青銅峽市新聞網

  摘要原标題:美陸軍研發激光充電無人機無限續航成為可能參考消息網9月5日報道英國《新科學家》周刊網站9月3日發

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  原标題:美陸軍研發激光充電無人機無限續航成為可能

  參考消息網9月5日報道英國《新科學家》周刊網站9月3日發表了戴維·漢布林的題為《美國陸軍正在制造可以無限期飛行的激光動力無人機》的報道。

  美國陸軍正在研究用激光為飛行中的小型無人機提供動力,從而把無線充電提升到新的高度。

  報道稱,多旋翼無人機被證明對軍方的情報收集很有價值。但它們極其耗電,這意味着其飛行時間一般隻有半小時,甚至更短。

  位于馬裡蘭州的美國陸軍通信電子研究發展工程中心正在開發一種結合了現代激光和高效光伏電池的輸電系統。其目的是從500米以外提供動力——這足以讓無人機獲得無限續航能力,不論它是在基地上空進行巡邏,還是對車隊行車全程進行監視。這個系統的工作原理是向無人機的光伏電池發射激光,光伏電池把光轉化為電能。

  資料圖片:美陸軍研發的用激光為飛行中的無人機充能示意圖。(圖片來源于網絡)

  報道稱,參與該項目的威廉·羅利說:“我們遇到的主要挑戰是熱管理。”未轉化為電能的能量變成熱量,因此存在熔化或引燃無人機的風險。他們計劃通過開發精确的激光束控制和确保多餘熱量能夠消散來解決這個問題。

  報道稱,格拉斯哥大學的戴維·安德森說,這個計劃看起來在技術上是可行的。不過,鑒于高能激光束的潛在風險,證明其安全性是另一回事。遠程電力系統自20世紀60年代以來一直是實驗室研究對象,但之前還沒有研制出能實際工作的原理樣機。該項目旨在于2019年初展示一款可投入使用的地對地電力傳輸系統,接着在2020年展示一款地對空電力傳輸系統。

  安德森說:“挑戰在于如何讓監管當局相信它是安全的。具體來說,你必須說服他們,不會發生充電時激光束偏離無人機能量收集闆的情況。”

  資料圖片:美軍正在研發中的為固定翼無人機和四旋翼無人機激光充能示意圖。(圖片來源于網絡)

  【延伸閱讀】無需降落:美軍研發激光充能技術可令無人機不間斷飛行

  參考消息網1月16日報道 (文/黃晉一)近日,據英國《每日郵報》網站報道,美國防部正計劃研發以“激光充能”為動力的“蝙蝠”無人機。當提到激光技術在軍事領域的應用時,人們會先和防空、反導及緻盲等硬殺傷系統和效能聯系起來,但實際上,激光技術在雷達探測、能量傳輸等其他方面也有發揮作用。那麼“激光充能”技術對未來無人機的作戰性能帶來怎樣的影響?本文就此為您解讀。

  據英國《每日郵報》網站報道,美國防部計劃研發的這種新型激光動力無人機,将以蝙蝠和昆蟲為原型研制。這型無人迹具備更靈活的飛行性能,但與生物原型不同,在激光充能(又稱“激光充電”)技術進一步完善後,這些無人機甚至無需降落,可一直保持留空飛行。這種看似科幻小說中的新穎設計,實際早在6年前就已經得到了成功實踐。2012年7月,美國洛克希德-馬丁公司(下文簡稱“洛馬”)旗下的“臭鼬工廠”與激光動力公司共同研發了一種利用光纖供電系統,發射自由電子激光波束系統進行遠距離激光能量傳輸的新技術。資料顯示,該系統并已完成了地面風洞測試,内容包括在風洞内使用地基激光充能系統,為“潛行者”手擲式單兵無人機(該型機是“臭鼬工廠”專為美國特戰司令部研發,于2006年投入服役,最大續航時間超過2小時,實用升限4600米,已在阿富汗執行超過80次作戰行動)充能等。測試不僅大獲成功,而且成功将該型無人機的飛行時間增加到48小時以上,續航能力擴展了24倍。一個月後,洛馬公司網站報道稱,他們已經完成了激光充能型“北京市中醫治癫痫潛伏者”無人機的一系列戶外飛行測試,以驗證該技術的可行性。

  圖為加州理工大學研制的蝙蝠機器人

  戶外測試表明,激光充能系統可以在晝、夜條件下為“潛伏者”無人機傳輸能量,而且不會受到強風和高溫影響(試驗專門選在偏僻沙漠中進行)。“潛伏者”在測試期間,安裝了一個輕型光電接收器和電源管理硬件,接收激光充電的最大有效範圍達600米。在激光能量傳輸時,該系統可以将波束跟蹤定位接收器的精度控制在厘米級,不僅不會破壞和影響“潛伏者”的正常飛行操作,而且還不影響無人機進行盤旋、爬升等各種機動飛行。光纖激光充能技術由于光纖本身不會導電,不用擔心會遭受雷擊或短路影響,且在高電壓和強磁場環境下不會出現幹擾。該系統唯一的不足在于激光充能系統的體積較為龐大,需要裝在一輛房車中。目前,洛馬公司宣稱他們的目标是将充能系統縮小到隻有“2個行李箱”大小,以便特戰隊員攜帶。除單兵固定翼無人機外,在2013年5月,美國還進行了4旋翼無人機在垂直起降情況下的激光充能試驗。這種綽号“隐形塔”的充能系統,可利用激光在任意條件下為無人機充電,在地基充能系統能源充足的情況下,可實現令無人機不間斷飛行。

  除美國外,俄羅斯也于2016年10月完成了激光充能試驗。據俄新社報道,俄“能源”火箭航天公司成功地利用激光充能系統在一小時内,為1.5千米外的手機充了電。試驗主要在兩棟建築物之間進行,其中一棟樓是“能源”公司位于莫斯科郊區的大樓。在試驗中,試驗人員在這棟樓的6樓安裝了激光充能裝置,并在1.5千米外的另一棟樓的樓頂安裝了總長10厘米的導光西安治療癫痫三甲醫院闆(可對激光進行精确感應),并接入常規移動電話的充電端口,可借助專門的儀器設備将激光能量轉化為電能。俄方人員接受采訪稱,該技術未來将用于為無人機或人造衛星等航空航天裝備進行遠程充能。

  從美俄兩國的試驗可看出,激光充能技術在未來軍事和航天領域都具有極大的發展潛力,可預見其在未來最大應用之一,就是可以近乎無限地延長軍用無人機的續航時間(隻受搭載平台的激光能源限制)。一旦激光充能裝置的技術得到完善并使其尺寸大幅縮小後,該裝置可以安裝到裝甲車、戰艦甚至運輸機上,為飛行中的無人機群進行“充能作業”,就像今天的空中加油一樣。與空中加油不同的是,激光充能系統不僅可以同時為多架無人機充能,而且無需要求無人機必須保持編隊或固定航線飛行,無疑能大幅提升無人機和充能平台的作戰靈活性和戰場生存能力。此外,激光充能系統不僅能為無人機補充飛行用的燃料,甚至還可以包括武器,例如定向能武器所需的能源。或許在不久的将來,過去科幻電影中設想的無需降落,還能連續多天作戰的無人機群會成為現實,人們對此将拭目以待。

  (2018-01-1600:23:00)

  【延伸閱讀】模拟自然!美軍欲研發激光動力“蝙蝠”無人機

  參考消息網1月8日報道 英國《每日郵報》網站1月5日發表題為《五角大樓考慮研發激光動力“蝙蝠”無人機,可在無人指揮情況下自行決定是否起飛》的報道稱,美國五角大樓已發起一項新競賽——以蝙蝠和昆蟲為靈感,設計激光動力無人機。

  在近日發布的一份公告中,美國國防部透露其新的防務企業科學倡議(DESI)試點項目正在就當前“防禦挑戰”的諸多主題征詢設計建議,其中包括可操作性極高的無人機。

  這項競賽旨在為研發自主飛行器鋪平道路,這種飛行器能夠在不受人類飛行員幹預的情況下更有效運作,并迅速作出決定,以改變方向和避免障礙物。

  一名前美國特工警告稱,特工部人員如果不接受應對高科技武器的訓練,将給白宮造成“嚴重的威脅”。

  公告稱,DESI項目旨在“為自主飛行器尋找新的設計,重點關注可操作性極高的平台及與飛行控制和決策相關的計算程序”。今年的設計競賽将專注于傳感器、機動性和自主性。除以生物學為靈感的無人機外,研究主題還将包括能量束驅動、無線電力傳輸、柔軟的活性複合材料及超材料天線。

  在過去十年中為提升效率,研究人員在機器人系統的研發中越來越注重模拟自然,例如加州理工大學研制的蝙蝠機器人。

  美國防務一号網站稱,這項新的競賽希望利用這些最新進展,創造出激光動力的“浙江有好的癫痫醫院嗎蝙蝠”型無人機。

  公告稱:“對諸如蝙蝠和飛行昆蟲等靈活有機體的生物學研究,為研發複雜的飛行動力學系統提供了新的見解,這種系統往往具有極大的自由度且使用的是多功能飛行表面材料。”

  公告還稱:“在傳感器、信息處理器最優化和小型化以及飛行控制計算程序方面的進展還使微型機器人系統的實時自主控制成為可能。”

  最終的目标是打造自主型無人駕駛飛行器,它能夠在“人類飛行員最低程度的幹預”之下有效地在戰場上飛行。

  就在幾個月前,美國國防部高級研究項目局披露正在考慮研發機器人蜂群,它能從地面和空中對軍隊提供協助,屆時将有數以百計的機器人同時展開行動。

  五角大樓的“集群使能攻擊戰術”(OFFSET)項目正在為可使“人與蜂群合作”的新系統尋找設計理念。

  該項目已與美國雷神公司和諾思羅普-格魯曼公司簽署合同,旨在設計、研發及在實體和虛拟環境中部署這一技術,最終他們希望建立由超過250架無人機組成的蜂群。

  美軍已披露一款試驗型無人機,它類似于一隻會飛的松鼠,能夠“在飛行過程中改變姿勢”。

  美國陸軍研究實驗所的研究人員稱,這種小型無人機依靠的是傾轉旋翼結構動力學設計。

  他們解釋說,它有點類似于V-22“魚鷹”式傾轉旋翼機,采用了可傾轉的發動機。

  美國陸軍研究人員稱,其目标是打造一款能與士兵展開團隊合作的無人機系統。

  加州理工大學研制的蝙蝠機器人(英國《每日郵報》網站)

  (2018-01-0809:58:08)

  【延伸閱讀】以色列用激光武器打造“無人機穹頂”:一套可防衛幾英裡

  參考消息網7月4日報道合衆國際社6月23日報道稱,以色列拉斐爾先進防務系統有限公司在巴黎航空展上公布了一種用于發現和摧毀無人機的雷達和激光系統。

  在巴黎航空展上該公司稱,這種被稱為“無人機穹頂”的系統可覆蓋幾英裡的範圍,對城市附近的其他系統幹擾極小。

  拉斐爾先進防務系統有限公司商業開發部航空司負責人、梅厄·本·沙亞準将說:“無人機和無人機群造成的威脅是我們面臨的最複雜的挑戰之一。我們已經看到‘伊斯蘭國’和其他組織都在使用,整個世界正在尋找解決方案。”

  “我們采用拉斐爾公司開發的激光系統,經過調試後可以應對這種威脅。它是對全球防務系統來說的一個重大挑戰。”

  拉斐爾公司說,該系統的雷達可識别目标,而其激光系統可摧毀它們。“無人機穹頂”還配有幹擾系統,擾亂無人機與其操作員之間的通信。

  系統的其他細節未披露。(編譯/楊雪蕾)

  資料圖:以色列開發的用于擊落炮彈的激光武器系統。

  (2017-07-0400:09:00)

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