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

Миротворец, превративший трон в катапульту Миротворец, превративший трон в катапульту

Усилия царя по спасению отечества и не предотвратили социальный взрыв

Дилетант
Безопасно ли прыгать в сухие листья Безопасно ли прыгать в сухие листья

Прыжки в кучи сухих листьев могут представлять опасность для здоровья

ТехИнсайдер
Землянам, до востребования Землянам, до востребования

Солнечную систему посетил объект, прилетевший к нам от другой звезды

Популярная механика
Тихая охота Тихая охота

Как правильно и безопасно собирать грибы осенью

Лиза
Законы подземных мелодий Законы подземных мелодий

Репортаж из столичного метро: чем живут музыканты под землей

Монокль
Александр Гронский и Алина Глазун Александр Гронский и Алина Глазун

Арт-паверкапл художницы Алины Глазун и фотографа Александра Гронского

Собака.ru
10 неожиданных вопросов группе X4 10 неожиданных вопросов группе X4

Группа X4 — о финансовых приоритетах и детских утренниках

VOICE
Бренды и тренды Бренды и тренды

Будущее автомобилей направлено исключительно вверх

Men Today
«Стекло в пуантах — прошлый век» «Стекло в пуантах — прошлый век»

Почему в профессии балерины так важны верные партнеры и любовь к своему делу

OK!
5 привычек, которые бесят всех врачей 5 привычек, которые бесят всех врачей

Почему врач не может поставить вам правильный диагноз?

Maxim
Мир, где весело и нет времени Мир, где весело и нет времени

Все самое важное о Дживсе и Вустере

Weekend
«Операция „Барбаросса“: Начало конца нацистской Германии» «Операция „Барбаросса“: Начало конца нацистской Германии»

Что мешало немцам продвигаться к Москве

N+1
Правда ли, что OLED-экраны мониторов и телевизоров выгорают? Правда ли, что OLED-экраны мониторов и телевизоров выгорают?

Выгорание OLED-экранов: оправданы ли страхи в действительности?

CHIP
Премиальный минимализм Премиальный минимализм

Эта ванная — пример идеального премиального минимализма

Идеи Вашего Дома
Новая роль университетов Новая роль университетов

Российские университеты становятся площадками для предпринимательства

Ведомости
Мужское здоровье глазами врача Мужское здоровье глазами врача

Почему мужчины реже проходят профилактические обследования?

Здоровье
Твердое лидерство Твердое лидерство

Что ждет алмазную отрасль в России и мире

Ведомости
Скоро на экранах Скоро на экранах

Кем могли бы стать молодые актеры, если бы выбрали другую профессию?

Grazia
Пища для лайков: что такое перформативное питание и как еда транслирует наши ценности Пища для лайков: что такое перформативное питание и как еда транслирует наши ценности

Чем мы рискуем, подчиняя наш рацион заботе об имидже?

Forbes
«Хаббл» увидел пару из белого карлика и голубого бродяги «Хаббл» увидел пару из белого карлика и голубого бродяги

«Хаббл» подтвердил рождение голубого бродяги от пары с белым карликом

N+1
Как продлить жизнь букету цветов: актуальный лайфхак к 1 сентября Как продлить жизнь букету цветов: актуальный лайфхак к 1 сентября

Как продлить жизнь растениям в вазе с научной точки зрения?

ТехИнсайдер
В лабиринте страхов: 5 захватывающих детективов в духе фильмов Хичкока В лабиринте страхов: 5 захватывающих детективов в духе фильмов Хичкока

Книги с пугающей мрачной атмосферой

ТехИнсайдер
Первый звонок, линейка, букеты цветов: почему учебный год начинается именно 1 сентября Первый звонок, линейка, букеты цветов: почему учебный год начинается именно 1 сентября

Почему именно 1 сентября отмечается День знаний в России и странах бывшего СССР

ТехИнсайдер
К поцелуям манящие К поцелуям манящие

Как выбрать средства для ухода за губами

Лиза
Куда уходит секс? Куда уходит секс?

Что убивает наш секс?

Men Today
Спаривание черного ягуара впервые запечатлели в природе Спаривание черного ягуара впервые запечатлели в природе

Самка-меланистка совокупилась с пятнистым самцом в одном из национальных парков

N+1
Группа GORODA: «В России есть достойные музыканты» Группа GORODA: «В России есть достойные музыканты»

Группа GORODA стремительно ворвалась на музыкальную сцену, став ярким открытием

ЖАРА Magazine
Образование в Российской империи было доступнее, чем кажется Образование в Российской империи было доступнее, чем кажется

Каким было образование в Российской империи начала XX века?

Знание – сила
Нино Шаматава и Алиса Ушаакова Нино Шаматава и Алиса Ушаакова

Ushatava до вмешательства человека — простое екатеринбургское ателье

Собака.ru
Гравитационное микролинзирование помогло выявить систему из звезды, коричневого карлика и экзопланеты Гравитационное микролинзирование помогло выявить систему из звезды, коричневого карлика и экзопланеты

Микролинзирование помогло обнаружить пару из красного и коричневого карликов

N+1
Открыть в приложении