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

Элегия льву Элегия льву

Для африканского льва Си-Бой прожил очень долго

National Geographic
Длиною в жизнь Длиною в жизнь

Жизнь человека как биологического вида конечна?

Grazia
Деревянные небоскребы Деревянные небоскребы

«Бетонные джунгли» будущего могут снова стать деревянными

Популярная механика
Антон Васильев. Катя и мужчины, которые ее любили... Антон Васильев. Катя и мужчины, которые ее любили...

Брат актрисы Екатерины Васильевой рассказывает о своей знаменитой семье

Коллекция. Караван историй
BTS BTS

Клип BTS стал абсолютным рекордом среди музыкальных видео на YouTube

ЖАРА Magazine
Праздник-проказник Праздник-проказник

Детям праздник нужен для того, чтобы в этот день делать всё, что душе угодно

ПУСК
Бизнесы на грани фантастики Бизнесы на грани фантастики

У стартапов российского происхождения есть опыт, чтобы подхватить новую волну

Эксперт
Правда и мифы о мигрени Правда и мифы о мигрени

С мигренью связано много мифов и заблуждений

Лиза
Эволюционная баллистика мамонтов: от хоботных до голоценового финала Эволюционная баллистика мамонтов: от хоботных до голоценового финала

Наш рассказ о захватывающем пути хоботных во времени и пространстве

Naked Science
Челюсть койота оказалась древнейшими останками собаки в Америке Челюсть койота оказалась древнейшими останками собаки в Америке

Палеозоологи пересмотрели видовую принадлежность находки из Коста-Рики

N+1
Александр Петров — о звериной серьезности, православии, «Веноме 2» как примере для подражания и о том, как он спасает детей своими фильмами Александр Петров — о звериной серьезности, православии, «Веноме 2» как примере для подражания и о том, как он спасает детей своими фильмами

Разговор по душам с Александром Петровым

Esquire
Обнаружена планета, которая вращается вокруг мертвой звезды Обнаружена планета, которая вращается вокруг мертвой звезды

Газовый гигант размерами в 1,4 раза больше Юпитера пережил гибель своего светила

National Geographic
«Приходилось становиться мягче»: Дарья Мороз о трудностях брака с Богомоловым «Приходилось становиться мягче»: Дарья Мороз о трудностях брака с Богомоловым

Как Дарья Мороз боролась с нарциссизмом и училась уступать

Cosmopolitan
Кому светят звезды Michelin. Что важно знать о главном ресторанном гиде Кому светят звезды Michelin. Что важно знать о главном ресторанном гиде

Все, что нужно знать о Красном гиде Michelin

РБК
Игра в ассоциации Игра в ассоциации

Красочный интерьер для ценителей современного искусства

SALON-Interior
Яблочная пастила Яблочная пастила

Антоновку мочат, варят, пекут, жарят, морозят. А мы приготовим из нее пастилу

Weekend
Анжела Хачатурьян. Стальная леди советского шоу-биза Анжела Хачатурьян. Стальная леди советского шоу-биза

Анжела Хачатурьян. Стальная леди советского шоу-биза

Коллекция. Караван историй
Направить бизнес на три буквы Направить бизнес на три буквы

Что скрывается за ESG, CSR, SRI, SDG и другими аббревиатурами

РБК
Клён? Нет, ликвидамбар Клён? Нет, ликвидамбар

Осенью особенно интересно путешествовать по старинным усадебным паркам

Наука и жизнь
Избирательный порядок Избирательный порядок

Один из столпов политической системы — с формальной и неформальной стороны

Наука
Серпом по скрепам Серпом по скрепам

О сериале «Полуночная месса» — хорроре о том, что не надо бояться

Weekend
Да, я молодец Да, я молодец

11 способов перестать постоянно ждать одобрения от окружающих

Лиза
«Полка» на выходе: музеи Переделкина «Полка» на выходе: музеи Переделкина

Три самых известных музея в Переделкине: дома Пастернака, Чуковского и Окуджавы

Полка
Феномен Måneskin: что стоит за славой и обожанием группы Феномен Måneskin: что стоит за славой и обожанием группы

Почему ребята из Måneskin могут посоревноваться в популярности с Queen

ЖАРА Magazine
«Движовый» регион для самого молодого губернатора «Движовый» регион для самого молодого губернатора

Как Калининградская область и Антон Алиханов понравились друг другу

Эксперт
В приподнятом настроении В приподнятом настроении

Как подтянуть овал лица без пластики?

Лиза
Никто не любит пенсии Никто не любит пенсии

Граждане должны сами заботиться о собственном будущем

Эксперт
Тропическая гостья в Москве-реке Тропическая гостья в Москве-реке

Чудо природы в Москве-реке

Наука и жизнь
Театр луны Театр луны

Певица Кристина Луна рассказала об ощущении возраста и ностальгии по 90-м

Grazia
На близком расстоянии На близком расстоянии

Актриса Ксения Раппопорт — о самокритике и «Кинотавре»

OK!
Открыть в приложении