Передача энергии лазером

Популярная механикаHi-Tech

Луч жизни

Передача энергии лазером.

Текст: Илья Ферапонтов

К «лучам смерти» мы привыкли с детства, задолго до появления лазеров, еще с «Войны миров» и «Гиперболоида инженера Гарина». Военные мечтают поставить боевые лазеры на вооружение, чтобы уничтожать ракеты, дроны и спутники противника. Но они могут нести не смерть, а еще немного жизни – энергию.

«Беспилотники стали очень популярной темой. Для чего их только не пытаются использовать – они и пиццу развозят, и поле боя разведывают... При этом все вынуждены преодолевать главное препятствие – слишком краткое время полета. Мультикоптеры остаются в воздухе по 10–20 минут, на самых современных аккумуляторах – 25–30. Этого часто не хватает», – говорит инженер из РКК «Энергия» Виталий Капранов.

В самом деле, многим аппаратам требуется оставаться в воздухе часами, ведя мониторинг газопроводов или состояния железных дорог, аэрофотосъемку районов бедствий, охрану территорий, ретрансляцию радиосигнала. Для таких задач можно использовать беспилотники «самолетного типа» с двигателями внутреннего сгорания, но они не слишком маневренны и неспособны зависать в одной точке. Во многих случаях электрические квадрокоптеры удобнее, и их пользователи идут на разные ухищрения, чтобы продлить срок работы: возят дополнительные аккумуляторы или даже запасные дроны, чтобы быстро проводить замену, пока отработавший свое время аппарат остается на подзарядке.

Отдельные модели беспилотников работают «на привязи», получая электроэнергию с земли. Однако провода тяжелые, их сдувает ветром вместе с самим беспилотником, и предел высоты для таких аппаратов редко превышает 200 м, высота 1 км уже недостижима. Предпринимаются попытки питать беспилотники по оптоволокну, отправляя наверх импульсы инфракрасного лазера. Оно вдесятеро легче металлического провода – но, увы, не предназначено для передачи больших мощностей и легко перегревается, что сильно усложняет дело.

Энергетическая «привязь» беспилотников неизбежна – но она может стать совсем невесомой и почти бесконечной, питая аппараты напрямую, чистым лазерным лучом. Такой проект разрабатывают Виталий Капранов, Иван Мацак и группа молодых инженеров из Комитета инновационных проектов (КИПМ) РКК «Энергия». «Наша технология может обеспечить круглосуточную работу беспилотников без необходимости подзарядки», – говорит Иван.

В отрыв

Вплоть до недавнего времени передача энергии с помощью лазеров не имела большого смысла: их КПД составлял всего 10–20%. С учетом потерь на передачу и преобразование световой энергии в электричество получателя достигало в лучшем случае нескольких процентов исходной мощности. Только в 2000-х годах ситуация начала меняться: появились инфракрасные лазеры с КПД до 40–50% и высокоэффективные фотоэлектрические модули на основе арсенида галлия, способные преобразовывать в электричество до 40%, а иногда – и до 70% энергии излучения.

Это породило большую моду на создание автономных беспилотников, способных полностью обеспечивать собственные энергетические нужды от бортовых панелей солнечных батарей. Однако Солнце излучает в широком диапазоне волн, и панели приходится делать «универсальными», способными улавливать фотоны разной энергии. Лазерный луч позволяет работать намного ювелирнее: он имеет строго определенную частоту и позволяет заранее подобрать материал фотоэлемента так, чтобы фотоны именно этой длины волны выбивали из него максимальное количество электронов. Это повышает эффективность энергосистемы, снижает ее размеры и вес.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

100 самых сексуальных женщин страны 2017 100 самых сексуальных женщин страны 2017

Узри достойнейшую! Всех прочих, к слову, тоже!

Maxim
Как уборка, готовка и уход за детьми связаны с экономическим неравенством Как уборка, готовка и уход за детьми связаны с экономическим неравенством

Как неравенство в бытовых вопросах влияет на мировую экономику

Forbes
Будущее пятого поколения Будущее пятого поколения

Время 4G на исходе. 5G серьезно изменит нашу жизнь

Популярная механика
7 весенних штрафов ГАИ. На что обратить внимание, чтобы не лишиться прав 7 весенних штрафов ГАИ. На что обратить внимание, чтобы не лишиться прав

Ряд специфичных дорожных штрафов, характерных для весны

РБК
5 вещей, которые ты стираешь слишком часто 5 вещей, которые ты стираешь слишком часто

Бюстгальтеры, полотенца и другие вещи, которые не нужно так часто стирать

VOICE
«Выученная беспомощность»: как травма из-за неудачи формирует мышление и влияет на поведение «Выученная беспомощность»: как травма из-за неудачи формирует мышление и влияет на поведение

Как неудачи и стресс влияют на наше мышление?

ТехИнсайдер
Попасть в нейросети Попасть в нейросети

Что для дизайнеров ИИ: увлекательная игрушка или удобный инструмент?

SALON-Interior
Алло, гараж! Алло, гараж!

Как, зачем и для кого в России создают мотоциклы на заказ

Men Today
Страшно влиятельный доктор Страшно влиятельный доктор

Из чего 105 лет назад появился первый хоррор

Weekend
Вопль души психолога, или GPT на колесиках Вопль души психолога, или GPT на колесиках

Что мешает создать персонализированного робота, который с сочувствием выслушает?

СНОБ
«Служебный роман» наоборот: как влюбить в себя начальника (профессионально, конечно!) «Служебный роман» наоборот: как влюбить в себя начальника (профессионально, конечно!)

Какими качествами обладает идеальный сотрудник?

Maxim
Связанные одной целью Связанные одной целью

Можно ли в одном организме объединить несколько разных существ?

Вокруг света
Актив меж двух океанов Актив меж двух океанов

Как строили и распоряжались Панамским каналом

Деньги
«Сколько ты зарабатываешь?»: как перестать сравнивать себя с другими в эпоху «успешного успеха» «Сколько ты зарабатываешь?»: как перестать сравнивать себя с другими в эпоху «успешного успеха»

Откуда взялась идея суперпродуктивности и как она превратилась в настоящий культ

Psychologies
Виктор Добронравов: «Всегда должна быть толика сомнений» Виктор Добронравов: «Всегда должна быть толика сомнений»

Виктор Добронравов о своем персонаже и грядущей премьере «Кракена»

Ведомости
Мультотерапия: 20 подзабытых мультсериалов из детства Мультотерапия: 20 подзабытых мультсериалов из детства

Одни названия этих мультсериалов вызовут у вас сильное чувство ностальгии

Правила жизни
Пушкин — герой карнавала Пушкин — герой карнавала

Громкая премьера середины февраля — фильм «Пророк. История Александра Пушкина»

Монокль
Молодость навсегда Молодость навсегда

Важные бьюти-ингредиенты, которые помогают нам дольше оставаться молодыми

Лиза
Спасет ли Zara торговые центры? Спасет ли Zara торговые центры?

Иностранные арендаторы вряд ли вернут российские торговые центры к процветанию

Монокль
Европейские правые под знаменами Трампа Европейские правые под знаменами Трампа

Европу не ожидает стремительный «правый поворот» после смены администрации в США

Монокль
Два Гуся, две светлые постройки Два Гуся, две светлые постройки

Маршрут путешествия на два дня в Гусь-Железный и Гусь-Хрустальный

Weekend
Юлины дети Юлины дети

В 44 года она оставила стабильную работу, а в 53 — открыла инклюзивное кафе

Afternoon Seasons of life
Нужна помощь! Нужна помощь!

8 ситуаций, когда точно пора к психологу

Лиза
Мир начинает борьбу с микропластиком Мир начинает борьбу с микропластиком

Микроскопические частицы пластика проникли всюду и могут влиять на все живое

Монокль
Жизнебетонные блоки Жизнебетонные блоки

«Оскар» как причина съездить в Чебоксары

Weekend
Дом для звезды Дом для звезды

Изящный особняк голливудской легенды Джуди Гарленд в Бель-Эйре

SALON-Interior
Всё в норме Всё в норме

Как правильно применять психологические кодексы, чтобы изменить жизнь к лучшему

VOICE
Флиппер, Поппер и Пеппи Длинныйчулок Флиппер, Поппер и Пеппи Длинныйчулок

Непростой сюжет первичного публичного размещения акций

Ведомости
Где русские хайвеи? Где русские хайвеи?

Как идет развитие автодорожной сети в России?

Монокль
Работа без мышей Работа без мышей

Почему в России упал спрос на цифровые навыки?

Ведомости
Открыть в приложении