如何让无人机边飞边充电?“钻石”来帮忙!

日期 | 2018-12-04 来源 | i-hls

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  各种型号的无人机都有一个弱点:电池。它们一次只能飞行15分钟左右,因为它们的引擎很快就会耗尽电池。螺旋桨无人机尤其如此,在危险或难以到达的地区,这种无人机通常用于收集信息。

  解决这一限制的一种方法——在不降低无人机重量的情况下——是在空中使用能量传输系统给它们充电:一束能量丰富的激光束由跟踪系统引导,直接照射在无人机外部的光伏电池上。

  一颗实验室培育的小钻石,每边几毫米,有一天可以让民用无人机在飞行途中通过激光充电。由于钻石的存在,激光束可以在很长一段距离内保持足够的强度,为无人机表面的光伏电池充电。这个系统不会对人类健康造成威胁,由洛桑联邦理工学院的附属机构LakeDiamond开发。

  该公司已经证明了使用高功率激光器的可行性,这种激光器发出的波长不会损害人的皮肤或眼睛,这一点至关重要,因为该系统将用于民用无人机。

  该开发基于在公司实验室中生长的钻石,随后在原子水平上蚀刻。

  新系统产生一束激光波长为1.5μm,除了是安全的,可以传播得更远,而失去力量。LakeDiamond公司的首席执行官帕斯卡尔?加洛(Pascal Gallo)表示:“其他公司和实验室开发的系统通常用于军事应用,它们使用的激光器功能更强大,因此对人类更危险。”他的公司采取了相反的策略:他们的技术将简单的低功率二极管发出的光线转换成高质量的激光束。

  它们的光束直径更大,而且在更远的距离内保持平行——在这种情况下,可以达到几百米。

  二极管产生的光定向于由反射材料、光学元件和吸收热量的小金属板组成的助推器。突破在于发射的光束只有几十瓦的强度,这要归功于实验室培育的小方块钻石作为光学元件。

  这个新系统保持着连续操作的世界纪录,使用的波长在红外范围的中间——它的基本配置提供了超过30瓦的功率。“这相当于大约1万个激光指针,”加洛补充说。

  实验室培育的钻石的主要特性包括高透明度和导热性。这些钻石是通过化学气相沉积法生长的,这种方法确保了它们的纯度和重现性。最终形成的微小方形钻石的表面被雕刻在纳米级别。

  这种远程充电系统在实验室工作,但需要进一步的开发和完善,才能投入使用。

  如果一架无人机飞到障碍物后面,被切断了激光能量来源,会发生什么?目前正在探索解决这个问题的几种方法。一个小型备用电池可以暂时接管,或者,在崎岖的地形上进行信息收集任务,例如,无人机可以简单地返回到激光的射程内,以补充电池。

  据uasvision.com网站称,该项目还可以将电力和数据传输到卫星上,并已被纳入瑞士航天局(Swiss Space Office)两年来支持的10个项目中。