參考消息網(wǎng)9月5日報道 英國《新科學家》周刊網(wǎng)站9月3日發(fā)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，這意味著其飛行時間一般只有半小時，甚至更短。
位于馬里蘭州的美國陸軍通信電子研究發(fā)展工程中心正在開發(fā)一種結合了現(xiàn)代激光和高效光伏電池的輸電系統(tǒng)。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(xù)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(jiān)視。這個系統(tǒng)的工作原理是向無人機的光伏電池發(fā)射激光，光伏電池把光轉(zhuǎn)化為電能。
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資料圖片：美陸軍研發(fā)的用激光為飛行中的無人機充能示意圖。（圖片來源于網(wǎng)絡）
報道稱，參與該項目的威廉·羅利說：“我們遇到的主要挑戰(zhàn)是熱管理。”未轉(zhuǎn)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(fā)精確的激光束控制和確保多余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(tǒng)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(tǒng)，接著在2020年展示一款地對空電力傳輸系統(tǒng)。
安德森說：“挑戰(zhàn)在于如何讓監(jiān)管當局相信它是安全的。具體來說，你必須說服他們，不會發(fā)生充電時激光束偏離無人機能量收集板的情況。”
資料圖片：美軍正在研發(fā)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(wǎng)絡）
【延伸閱讀】無需降落：美軍研發(fā)激光充能技術可令無人機不間斷飛行
參考消息網(wǎng)1月16日報道 （文/黃晉一） 近日，據(jù)英國《每日郵報》網(wǎng)站報道，美國防部正計劃研發(fā)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、反導及致盲等硬殺傷系統(tǒng)和效能聯(lián)系起來，但實際上，激光技術在雷達探測、能量傳輸?shù)绕渌矫嬉灿邪l(fā)揮作用。那么“激光充能”技術對未來無人機的作戰(zhàn)性能帶來怎樣的影響？本文就此為您解讀。
據(jù)英國《每日郵報》網(wǎng)站報道，美國防部計劃研發(fā)的這種新型激光動力無人機，將以蝙蝠和昆蟲為原型研制。這型無人跡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”）技術進一步完善后，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(jīng)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(fā)了一種利用光纖供電系統(tǒng)，發(fā)射自由電子激光波束系統(tǒng)進行遠距離激光能量傳輸?shù)男录夹g。資料顯示，該系統(tǒng)并已完成了地面風洞測試，內(nèi)容包括在風洞內(nèi)使用地基激光充能系統(tǒng)，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(zhàn)司令部研發(fā)，于2006年投入服役，最大續(xù)航時間超過2小時，實用升限4600米，已在阿富汗執(zhí)行超過80次作戰(zhàn)行動）充能等。測試不僅大獲成功，而且成功將該型無人機的飛行時間增加到48小時以上，續(xù)航能力擴展了24倍。一個月后，洛馬公司網(wǎng)站報道稱，他們已經(jīng)完成了激光充能型“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(tǒng)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范圍達600米。在激光能量傳輸時，該系統(tǒng)可以將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(huán)境下不會出現(xiàn)干擾。該系統(tǒng)唯一的不足在于激光充能系統(tǒng)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標是將充能系統(tǒng)縮小到只有“2個行李箱”大小，以便特戰(zhàn)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。這種綽號“隱形塔”的充能系統(tǒng)，可利用激光在任意條件下為無人機充電，在地基充能系統(tǒng)能源充足的情況下，可實現(xiàn)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(jù)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(tǒng)在一小時內(nèi)，為1.5千米外的手機充了電。試驗主要在兩棟建筑物之間進行，其中一棟樓是“能源”公司位于莫斯科郊區(qū)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厘米的導光板（可對激光進行精確感應），并接入常規(guī)移動電話的充電端口，可借助專門的儀器設備將激光能量轉(zhuǎn)化為電能。俄方人員接受采訪稱，該技術未來將用于為無人機或人造衛(wèi)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(fā)展?jié)摿Γ深A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(xù)航時間（只受搭載平臺的激光能源限制）。一旦激光充能裝置的技術得到完善并使其尺寸大幅縮小后，該裝置可以安裝到裝甲車、戰(zhàn)艦甚至運輸機上，為飛行中的無人機群進行“充能作業(yè)”，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(tǒng)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臺的作戰(zhàn)靈活性和戰(zhàn)場生存能力。此外，激光充能系統(tǒng)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?；蛟S在不久的將來，過去科幻電影中設想的無需降落，還能連續(xù)多天作戰(zhàn)的無人機群會成為現(xiàn)實，人們對此將拭目以待。
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