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中国无人机“换道超车”!激光充能,无限续航,再次打破美国神话

在很多人的认知中,如果地面激光照射无人机,那么无人机大概是要被摧毁。但是西北工业大学的科研团队,却打破了这一常规认识。
他们研制了最新的技术,可以把地面激光的光能转化为电能,实现无人机的不间断充能技术。这在无人机领域就像“换道超车”一样突然,连外媒也纷纷表示:美国的科技神话被打破了!



“激光充电”到底是怎么实现的?和光伏无人机相比,这种无人机又有什么不同?
光动无人机:可以用激光充电!

西北工业大学的这项技术称为“光动无人机”,虽然从名字上听着和太阳能充电类似,但其实两者还是有很大的区别的。
“光电无人机”顾名思义就是把光能转换为电能,但这里的光能可不是太阳光,而是“高能激光”。原理也很容易理解,就是在地面上用激光发射器,把激光照向天上的无人机,无人机下方有个光电转换器,可以将激光的光能,转换为供无人机驱动的电能,以此实现无人机的无间断续航。



看到这里,肯定有不少人认为这就是很鸡肋的技术,直接让无人机返航换块电池不就行了吗。何必这么麻烦?
这还得从军事无人机的痛点说起。
无人机技术虽然看似新奇,但早几十年前的海湾战争中,美国就已经投入了实战。相比于传统战争模式,无人机战术就像打游戏一样,操作员只要在遥远的指挥室里,喝着咖啡就能完成打击任务。



不过一直以来无人机的缺点也很明显,那就是续航问题。增加电池数量,飞机的体型和重量也会跟着上去,但如果要减轻重量,电池又不能太多,所以很多时候无人机都是要不断返航充电或者更换电池才能持续作战。可在瞬息万变的战场上,战机稍纵即逝,无人机返航换电池这个过程就很浪费时间,所以这是一直困扰军事专家们的一个难题。



为了应对这种情况,很多人都能想到用太阳能板为无人机供电,这个想法的可行性很高,并且已经实现了,更厉害的甚至做到了全天候飞行。不过在后来的实践中,光伏驱动的弊端也凸显出来了。



最大的问题就是光伏板对太阳光能转换率低。在地面上,即便电力公司用光伏板发电,也是需要铺设很大的面积才能实现供电,而无人机的顶部面积本来就小,铺设的光伏板数量有限,能够发出的电量当然也就很少。
电量少了,相应的载荷量也就小了,所以光伏驱动的无人机通常只会携带照相机,用来作高空侦查。并且为了尽可能获得稳定而充足的光能,通常会把机翼设计的很长,且长时间在平流层飞行。目前有些太阳能无人机已经可以在空中连续飞行数月



可是一旦作战区进入了黑夜,这种无人机就会失去动力,需要等到第二天太阳升起来的时候才会重新启动,可如果第二天是阴天,甚至还可能启动不了。所以“光动无人机”就刚好弥补了无人机的这些缺点。
然而,外媒口中的“美国的科技树”可不是指无人机的电池问题。早在美军研制“掠食者”和“全球鹰”无人机的时候,他们就已经意识到了,使用电池驱动们虽然可以减轻重量,但是续航问题也很明显。所以后来他们直接把无人机的驱动改成了燃油驱动,虽然增加了无人机的重量,但是燃油机的爆发力也足够强,大大提高了无人机的机动性能。



除此之外,他们还专门针对不同任务的无人机使用了不同的燃油。比如全球鹰主要负责侦查,对续航和高度有要求,所以使用的是JP-8燃油石蜡燃油的混合燃油。在这方面,美国的技术一直处于世界领先水平,我们很难模仿。所以才说“光动无人机”的问世是换道超车,打破了美国的科技树。
不过作为一种刚问世的技术,光动无人机也是优点和缺点并存。
光动无人机的优缺点!

光动无人机的优势很明显,首先就是充能的过程中不会受到昼夜影响,然后就是充能稳定,因为地面配备的激光器,属于高功率激光器,具有稳定的输出能力。



另外,因为激光器发射出的激光属于短波红外激光,既不产生电磁干扰,也不会受外界电磁干扰影响,无论从隐蔽性还是抗干扰性来讲,都具备优势。
最后就是充能效率高、激光功率如果到达千瓦级别,那么甚至可以给翼龙这样的无人机使用,而这我们已经可以做到了。总之,充电效果怎么样,都是地面说的算,而无论是地面的激光发射器,还是无人机携带的光电转换器,我们现在都已经非常成熟。



不过这项技术也并非毫无破绽。首先就是障碍物的问题,一旦充能过程中有障碍物遮挡激光,充能过程也就会被打断,所以未来还需要加强对激光沿途的障碍物的侦查能力,做到及时避开障碍物;然后就是激光束的流失,一旦遇到湍流的大气,无人机接收到的激光就会减少,直接影响了充电效率;最后就是复杂的战争环境,也是最关键的,虽然激光充能不用返航,但是针对无人机的电子干扰技术却早已成熟,在充能的过程中,也是最好对付无人机的时刻。



如果“光动无人机”想要应用到战场上,首先要把这些问题解决掉,还有很长的路要走。但是谁说无人机一定要用在战争中呢?
自然灾害,才是人类最大的敌人!

可能有人会质疑这项技术的可行性,认为拿去战场上不实用,也有很多人会觉得这种模式的技术很鸡肋,难以发挥作用,但是谁说无人机就一定是要拿去战场上的?要知道,我们的敌人可不只是实实在在的人类,一直以来,自然灾害才是我们最大的敌人!



虽然光动无人机还很难在实战中发挥作用,但在抢险救灾中却很实用。最近几年的好几次自然灾害中,有团队用无人机给灾区照明,为了能够持久供电,他们甚至把电线接到了无人机上,虽然这样可以暂时应付眼前的问题,可是挂着电线毕竟是很危险的。如果可以用激光从地面充能,不就可以省去电线,操作更加安全了吗?



还有一次搜山救援行动中,搜救队的无人机突然电量告急,才搜索了一半无人机就返航了,不仅耽误了搜救任务,更耽误了救出被困人员的时间。如果当时的无人机可以从地面用激光充能,是不是就可以避免这种事情的发生了。



像这样的案例比比皆是,然而在现实中,需要光动无人机的地方还有很多。虽然现在还看不到光动无人机的实际投用,但我们相信,在不久的将来,这项技术会为无人机领域增添新动力。
毕竟我们的努力,不仅获得了国人的认可,也让国外媒体忍不住惊叹:美国的神话故事都被打破了。而这句话的背后,则是蕴含了无数中国科学家的多年付出,我们有理由相信他们会把中国的科技阶梯越搭越高!

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大神点评3

梦萍 2024-5-3 07:01:30 显示全部楼层
呵呵,低调,低调!
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chongming 2024-5-5 07:15:52 显示全部楼层
撸过
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fr6ey3 2024-5-5 13:09:48 显示全部楼层
看帖要回,回帖才健康,在踩踩,楼主辛苦了!
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