西安电子科技大学团队研发出车载微波传输系统,成功在移动中为无人机充电,使其续航超过3小时,展示了无限飞行的潜力。
无人机虽然好用,但电池续航一直是瓶颈。为了解决这个难题,西安电子科技大学的科研团队展示了一项引人注目的进展:他们开发出一套利用微波在空中为无人机无线充电的传输平台。这一设计如果能完善,未来或许能让无人机实现真正意义上的永不停歇飞行。
这套系统的核心是一个特殊的动力传输平台。在实际测试中,这种安装在汽车上的平台成功让一架固定翼无人机在15米的高度持续飞行了3个多小时。最难得的是,充电过程是在动态中完成的,也就是说,发射能量的车辆和接收能量的无人机都在运动中。这套车载系统利用微波发射器,将能量束精准地投向无人机底部的天线阵列。
由西安电子科技大学教授Song Liwei领衔的团队在研究中指出,最难的部分在于维持能量束的精准对齐。因为车和飞机都在动,要让微波始终瞄准目标,需要全球定位系统与机载飞行控制系统进行极其严密的实时协作。这一研究成果目前已发表在《航空科学技术》期刊上。
目前这项技术还处于起步阶段。科学家们坦言,能量传输效率还有待提高。在现有的测试中,发射出的能量只有约3%到5%能真正被无人机接收,大部分能量在传输过程中浪费了。此外,由于风力的干扰和定位的微小误差,无人机接收到的电力也会出现波动。
放眼全球,无线输电技术正成为大国竞争的新赛道。去年,美国国防高级研究计划局刷新了长距离能量传输的纪录,他们利用激光束在8.6公里的距离上成功传输了800瓦的能量,持续时间超过30秒。与中国团队的移动微波方案不同,美国的计划是构建一个所谓的“无线能源网”,通过多个空中节点进行中转,最后由地面接收器接收。美国国防高级研究计划局希望这个网络能为整个无人机群提供无限的航程。
虽然美国的系统目前效率更高,达到了约20%,但他们也承认随着技术的普及,成本和稳定性仍有很大的提升空间。无论是微波还是激光,将电磁能转换为可用电力的技术,正在从实验室原型向标准化应用跨越。随着定位精度和能量捕获技术的进步,一个由不可见光束驱动、永不降落的航空时代,或许已经不再遥远。
本文译自 The Independent,由 BALI 编辑发布。