(原標(biāo)題:無人機(jī)實(shí)現(xiàn)邊飛邊充電 解決續(xù)航不給力的難題)
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英國帝國理工學(xué)院的科學(xué)家最近演示一種新技術(shù),它可以通過無線方式給空中飛行的無人機(jī)充電。從理論上講,我們只需要在地面配備一輛汽車,就可以讓無人機(jī)在空中持續(xù)飛行。
100多年前,大發(fā)明家尼克拉·特斯拉(Nikola Tesla)提出了“inductive coupling(電感耦合)”概念,英國科學(xué)家使用的正是這一技術(shù)。兩個(gè)銅線圈環(huán)可以彼此協(xié)調(diào),電子設(shè)備讓線圈的頻率保持一致,從而達(dá)到無線傳輸電力的目的。幾十年來,科學(xué)家一直在實(shí)驗(yàn),但是未能開發(fā)出無線電力飛行技術(shù)。
現(xiàn)在英國帝國理工學(xué)院的科學(xué)家取得了突破,他們將現(xiàn)成無人機(jī)的電池卸下,然后通過電感耦合技術(shù)無線傳輸電力??茖W(xué)家認(rèn)為,用無線充電方式給空中飛行物充電,這種演示之前沒有過,新技術(shù)可能會(huì)為未來鋪平道路,最終得到廣泛應(yīng)用。
為了證明方法是可行的,研究人員購買了現(xiàn)成的四旋翼無人機(jī),尺寸約12厘米,更換了電子元件,摘掉電池。然后研究人員制作了銅線圈,它實(shí)際上就是接收天線,纏繞在無人機(jī)身上。地面上,研究人員安裝了發(fā)射設(shè)備,它由電路板組成,與電子設(shè)備和電源連接,可以形成磁場。
研究人員調(diào)整無人機(jī)電子元件,讓它的頻率與磁場頻率保持一致。一旦無人機(jī)飛入磁場,接收天線就會(huì)感應(yīng)到交流電壓,此時(shí)無人機(jī)電子元件會(huì)將交流電變成直流電。
該技術(shù)目前仍然處在實(shí)驗(yàn)階段。在磁場發(fā)射源上方,無人機(jī)的飛行高度不能超過10厘米。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,再過一年就可以推出商用產(chǎn)品。一旦商用,他們相信商用無人機(jī)技術(shù)及其它設(shè)備會(huì)取得很大的進(jìn)步。
在商業(yè)、監(jiān)控、偵察、搜索救援方面,無人機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛。由于無人機(jī)的飛行距離有限,在空中的續(xù)航時(shí)間也有限,無線充電技術(shù)可以解決這些難題。
帝國理工學(xué)院電氣和電子工程系研究員、博士Samer Aldhaher認(rèn)為,無線充電技術(shù)可以從多方面改進(jìn)無人機(jī)技術(shù),例如,我們可以在地面配置車輛,將它作為移動(dòng)充電站,無人機(jī)在汽車上方飛行并充電,沒有必要離開天空。
無線電力傳輸技術(shù)還可以用在其它領(lǐng)域,比如用在傳感器、醫(yī)療護(hù)理設(shè)備上,在行星間執(zhí)行任務(wù)時(shí)也可以使用。
帝國理工學(xué)院電氣和電子工程系教授Paul Mitcheson解釋稱:“不妨想像一下,在橋梁等地方安裝傳感器,然后用無人機(jī)將電力無線傳輸?shù)絺鞲衅?,監(jiān)控橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這些地方人很難去給傳感器充電,有了無線技術(shù)就不需要人過去了。”
“無線電力傳輸技術(shù)還可以用在植入式微型診斷醫(yī)療設(shè)備中,我們可以從外部電源將電力無線傳輸?shù)皆O(shè)備內(nèi)部。如此一來,新型的醫(yī)療嵌入式設(shè)備就可以安全充電,電池的尺寸可以縮小,嵌入的副作用會(huì)降低。”
“未來,我們也許可以在火星上用無人機(jī)給科學(xué)設(shè)備充電,在火星執(zhí)行任務(wù)成本很高,可能高達(dá)10億美元,有了這門技術(shù)就可以延長任務(wù)的執(zhí)行期限。”