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

Новые миры Новые миры

Юбилей высадки на Луну – повод задуматься, куда и зачем мы можем полететь еще

Популярная механика
Работа без мышей Работа без мышей

Почему в России упал спрос на цифровые навыки?

Ведомости
Землянам, до востребования Землянам, до востребования

Солнечную систему посетил объект, прилетевший к нам от другой звезды

Популярная механика
Гармоничное сочетание Гармоничное сочетание

Как создать гармоничное сочетание, которое уважает традиции разных кухонь?

Bones
Японцы сделали роборуку с человеческими мышцами Японцы сделали роборуку с человеческими мышцами

Японские инженеры разработали биогибридную руку с человеческими мышцами

N+1
Ситуэйшеншип: почему зумеры избегают обязательств и как взять максимум от таких отношений Ситуэйшеншип: почему зумеры избегают обязательств и как взять максимум от таких отношений

Ситуэйшеншип: в чем польза и вред такого формата отношений?

Psychologies
Страшно влиятельный доктор Страшно влиятельный доктор

Из чего 105 лет назад появился первый хоррор

Weekend
Попасть в нейросети Попасть в нейросети

Что для дизайнеров ИИ: увлекательная игрушка или удобный инструмент?

SALON-Interior
Связанные одной целью Связанные одной целью

Можно ли в одном организме объединить несколько разных существ?

Вокруг света
Молодость навсегда Молодость навсегда

Важные бьюти-ингредиенты, которые помогают нам дольше оставаться молодыми

Лиза
Алло, гараж! Алло, гараж!

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

Men Today
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
Мультотерапия: 20 подзабытых мультсериалов из детства Мультотерапия: 20 подзабытых мультсериалов из детства

Одни названия этих мультсериалов вызовут у вас сильное чувство ностальгии

Правила жизни
Марк Принс «Латинист». Фрагмент из романа Марк Принс «Латинист». Фрагмент из романа

Отрывок из переосмысления мифа о Дафне и Аполлоне от Марка Принса

СНОБ
Как отличить сухую кожу от обезвоженной и почему важно знать разницу: объяснения дерматологов Как отличить сухую кожу от обезвоженной и почему важно знать разницу: объяснения дерматологов

Перепробовала столько увлажняющих кремов, но ни один не помог?

VOICE
Поменяйте настройки в телевизоре, чтобы смотреть фильмы с удовольствием! Список лайфхаков Поменяйте настройки в телевизоре, чтобы смотреть фильмы с удовольствием! Список лайфхаков

Настроить телевизор правильно — проще, чем кажется

ТехИнсайдер
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
Умеете ли вы прощать? Умеете ли вы прощать?

Тест о том, как обстоят дела с прощением именно у вас

Psychologies
«“Майбахи” не нужны в лесу, по волчьему дерьму ездить можно и на вездеходе» «“Майбахи” не нужны в лесу, по волчьему дерьму ездить можно и на вездеходе»

Как иркутский предприниматель превратил свои детские хобби в большой бизнес

Монокль
Ледяные колокольчики Ледяные колокольчики

Что это за ледяные колокольчики, в изрядном числе свисающие над водой?

Наука и жизнь
Исследование: в мозге человека нанопластика хватит на целую пластиковую ложку! Исследование: в мозге человека нанопластика хватит на целую пластиковую ложку!

Какие последствия может иметь для здоровья наличие в мозге нанопластика?

ТехИнсайдер
В поисках рифмы: каким получился музыкальный фильм про Пушкина с Юрой Борисовым В поисках рифмы: каким получился музыкальный фильм про Пушкина с Юрой Борисовым

Святослав Иванов рассказывает, каким получился байопик с Юрой Борисовым

Forbes
Встречают по одежке? Встречают по одежке?

Что скрывается за этикеткой бутылки и как дизайн влияет на восприятие продукта

РБК
Илья Волошин: «Отечественное виноделие переживает ренессанс» Илья Волошин: «Отечественное виноделие переживает ренессанс»

Почему отечественное игристое может составить конкуренцию зарубежным аналогам

Ведомости
Маркетинговая операция на триллионы рублей Маркетинговая операция на триллионы рублей

Маркетплейсы захватывают розничную торговлю за счет конкурентных преимуществ

Монокль
2024-й в артефактах: самые любопытные открытия года 2024-й в артефактах: самые любопытные открытия года

Список археологических открытий 2024 года, которые привлекли внимание

Наука и жизнь
Арт-психология Арт-психология

Что о внутреннем состоянии могут рассказать спонтанные рисунки

Лиза
Международные резервы: срочно требуются перемены! Международные резервы: срочно требуются перемены!

Подход к формированию золотовалютных резервов в России безнадежно устарел

Монокль
На дуде игрец: 10 голливудских актрис и актеров, получивших «Грэмми» На дуде игрец: 10 голливудских актрис и актеров, получивших «Грэмми»

Кто из голливудских артистов и за что сумел получить премию «Грэмми»

Правила жизни
Без сна Без сна

Инструкция к идеальной ночи

Men Today
Открыть в приложении