Дрону не нужно садиться ради подзарядки — учёные научились «заправлять» БПЛА в полёте лучом лазера
Проблема дронов на электрической тяге — автономность: аккумулятор садится, и аппарат приходится сажать на замену батареи. Учёные из Китайского университета гражданской авиации предложили заряжать беспилотник в воздухе направленным лазерным лучом. Пока это лабораторный прототип, но идея способна изменить целые отрасли, где беспилотник должен держаться в небе часами: доставку, мониторинг стихийных бедствий, наблюдение.
Как лазер превращается в электричество
Идея беспроводной передачи энергии не нова, но здесь её вынесли из квартиры прямо в небо. Под крыло дрона крепится лёгкий приёмник — солнечная панель, настроенная на поглощение лазерного луча. Устроен приёмник хитро: он двухслойный. Верхний перовскитный слой ловит луч и вырабатывает ток, а нижний термоэлектрический слой перехватывает избыточное тепло и тоже превращает его в электричество — то есть работает даже то, что в обычной панели грело бы корпус впустую.
В испытаниях приёмник преобразовал в электричество 38,5% энергии луча — один из самых высоких показателей для подобных технологий.
Как справились с перегревом
Без сложностей не обошлось, и главной стал перегрев. Под мощным излучением приёмник раскалялся до 80–90°C — куда сильнее, чем рассчитывали разработчики. При такой температуре эффективность резко падала, а сам элемент рисковал расплавиться. Ведущий автор работы Цзяньхуа Хань признаёт, что нагрев оказался гораздо более серьёзной проблемой, чем они предполагали изначально.
Выход нашли двойной. В конструкцию встроили нанокристаллы, работающие как тепловой барьер. Охлаждать элемент помогает сам полёт: в крыльях прорезали воздушные каналы, и встречный поток от пропеллера обдувает холодную сторону приёмника. Получается, что чем активнее дрон летит, тем лучше остывает его зарядный модуль.
Что это даст и когда ждать
Заманчивее всего здесь — перспектива почти бесконечного полёта. Руководитель проекта рисует картину будущего, где дрону-курьеру или аппарату, следящему за последствиями стихийного бедствия, больше не придётся садиться ради пополнения запасов энергии. Для доставки это означало бы аппараты, которые не выбывают из работы на подзарядку, а для служб мониторинга — наблюдение без «слепых» пауз.
Спешить с выводами, впрочем, рано. Пока система существует лишь как стационарный прототип. Следующий шаг — установить приёмник на лёгкий квадрокоптер и испытать на открытом воздухе. Предстоит решить две непростые задачи: как точно наводить луч на движущуюся мишень и сделать технологию безопасной — мощный лазер в небе требует защиты от случайного попадания.
Технология любопытная, но это пока заявка на будущее, а не готовое решение — от вращающейся в лаборатории лопасти до курьерского дрона, что часами висит над городом, путь неблизкий. И всё же сам принцип «заправки светом» уже не выглядит фантастикой.
