美國五角大樓已發起一項新競賽——以蝙蝠和昆蟲為(wei) 靈感,設計激光動力無人機。這型無人跡具備更靈活的飛行性能,但與(yu) 生物原型不同,在激光充能技術進一步完善後,這些無人機甚至無需降落,可一直保持留空飛行。
▲加州理工大學研製的蝙蝠機器人
“激光充能”技術更是聽起來像是科幻小說中的新穎設計,畢竟提到激光技術在軍(jun) 事領域的應用時,人們(men) 會(hui) 先和防空、反導及致盲等硬殺傷(shang) 係統和效能聯係起來,但實際上,激光技術在雷達探測、能量傳(chuan) 輸等其他方麵也有發揮作用。
早在2012年7月,美國洛克希德-馬丁公司旗下的“臭鼬工廠”與(yu) 激光動力公司就共同研發了一種利用光纖供電係統,發射自由電子激光波束進行遠距離激光能量傳(chuan) 輸的新技術。
▲地基激光充能係統為(wei) 飛行中的無人機“激光充能”應用示意圖
而且這項新技術已經通過了一係列的測試,並被驗證了可行性。測試的內(nei) 容包括在風洞內(nei) 使用地基激光充能係統,為(wei) “潛行者”手擲式單兵無人機充能等。測試的結果是成功將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。
▲洛馬“潛行者”無人機
而“潛行者”無人機戶外飛行測試更是表明,激光充能係統可以在晝、夜條件下為(wei) “潛行者”無人機傳(chuan) 輸能量,而且不會(hui) 受到強風和高溫影響。
▲激光充電型“潛行者”無人機應用示意圖
“潛行者”在測試期間,安裝了一個(ge) 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(chuan) 輸時,該係統可以將波束跟蹤定位接收器的精度控製在厘米級,不僅(jin) 不會(hui) 破壞和影響“潛行者”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於(yu) 光纖本身不會(hui) 導電,不用擔心會(hui) 遭受雷擊或短路影響,且在高電壓和強磁場環境下不會(hui) 出現幹擾。
除單兵固定翼無人機外,在2013年5月,美國還進行了四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”的充能係統,可利用激光在任意條件下為(wei) 無人機充電,在地基充能係統能源充足的情況下,可實現令無人機不間斷飛行。
▲四旋翼無人機進行激光充能測試。
除美國外,俄羅斯也於(yu) 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係統在一小時內(nei) ,為(wei) 1.5千米外的手機充了電。
▲俄羅斯激光充能試驗示意圖
從(cong) 美俄兩(liang) 國的試驗可看出,激光充能技術幾乎可以無限地延長軍(jun) 用無人機的續航時間。而這種“充能”就如同加油機給戰機空中加油一樣。但是實際會(hui) 比空中加油更為(wei) 先進,因為(wei) 激光充能係統不僅(jin) 可以同時為(wei) 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。
▲美軍(jun) 對未來激光充能技術的設想,既可以通過地基激光充能係統為(wei) 飛行高度在4572米以下的無人機充能,也可以通過戰艦搭載的充能係統為(wei) 在6096米以上高空飛行的監視飛艇充能。
此外,激光充能係統不僅(jin) 能為(wei) 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。
目前看來,“激光充能”技術在未來軍(jun) 事和航天領域都具有極大的發展潛力,或許在不久的將來,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(hui) 成為(wei) 現實,人們(men) 對此將拭目以待。
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