Energy by Laser: 중국 엔지니어의 헬리콥터용 전원 공급 장치 프로젝트

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Energy by Laser: 중국 엔지니어의 헬리콥터용 전원 공급 장치 프로젝트
태양광 패널을 사용한 숙련된 UAV


헬리콥터형 무인항공기는 여러 가지 특징적인 장점이 있어 널리 보급되고 있다. 동시에 단점도 있는데, 그 주된 이유는 제한된 기간과 비행 범위입니다. 이러한 매개변수를 증가시키기 위해 다양한 방법이 제안되었으며, 이러한 종류의 또 다른 흥미로운 개발이 중국 북서부 폴리테크닉 대학의 전문가에 의해 제시되었습니다.



드론과 레이저


XNUMX월 초에 여러 중국 간행물에서 중국 과학자들의 새로운 발전에 대해 썼습니다. 보도에 따르면 이 프로젝트의 저자는 SZPU의 Li Xuelong 교수와 그의 동료들입니다. 그들은 최근 독창적인 컨셉을 디자인하고 개발했습니다. 무인 비행기 긴 비행을 위해. 그런 다음 이러한 아이디어를 실험적인 기술로 테스트했습니다.

이 프로젝트의 주요 아이디어는 UAV 전원 시스템의 근본적인 구조 조정입니다. 배터리가 장착된 기존의 전기 쿼드콥터는 배터리를 충전하거나 교체하기 위해 반납하고 착륙해야 했습니다. Li Xuelong과 그의 동료들은 배터리를 드론에 탑재하고 저질량 태양광 패널을 장착할 것을 제안합니다. 동시에 전기 생산을 담당하는 장치를 포함하는 단지에 접지 부분이 도입되고 있습니다. 또한 UAV에 에너지를 전송하는 수단이 개발되었습니다.

고출력 레이저는 지금까지 드론과 싸우는 데만 사용되었습니다. 그러나 SZPU의 프로젝트는 단지의 지상 부분에서 UAV로 에너지를 전달하기 위해 레이저 빔을 사용할 것을 제안합니다. 복합단지의 자동화는 드론을 모니터링하고 빔을 태양광 패널에 정확하게 향하게 하여 일정한 전력 공급을 보장하고 배터리를 충전해야 합니다.

SZPU 전문가는 UAV 추적 및 레이저 포인팅을 담당하는 특수 소프트웨어를 포함하여 단지의 모든 구성 요소를 개발했습니다. 이러한 제품의 도움으로 다양한 조건에서 여러 가지 테스트가 이미 수행되었습니다. 드론은 전원을 공급받아 실내는 물론 실외에서도 밤낮으로 날아다녔다. 최대 비행 시간이 24시간에 도달했습니다.


하루 중 다른 시간에 테스트할 수 있는 지상 시설

UAV로의 레이저 에너지 전송 시스템은 이미 해외에서 개발되었습니다. 그러나 항공기형 드론이 사용되었고, 프로젝트는 풍동과 공중에서의 계산이나 실험을 넘어서지 않았습니다.

단지의 요소


공개된 데이터에 따르면 SZPU의 실험적인 무인 단지에는 여러 고정 자산이 포함되어 있습니다. 이것은 지상 기반 발전 및 전송 시스템, 운영자 콘솔 및 드론 자체입니다. 일반적인 작동 원리는 알려져 있지만 자세한 내용은 보고되지 않습니다. 복제 방지와 군사 목적의 기술 사용을 피하기 위해 복합 단지의 주요 특성도 공개되지 않습니다.

실험에는 전기 모터가 장착된 소형 쿼드로콥터가 사용된다. 아마도 그들은 실험을 위해 시장에서 구할 수 있는 기성품 UAV를 가져갔을 것입니다. 프로젝트에서 알 수 있듯이 배터리 외에도 그는 태양열 패널 및 관련 장치를 받았습니다. 사각형 장치는 본체 아래에 매달려 있습니다.

분명히 UAV 전자 장치와 운영자 콘솔은 변경되지 않았습니다. 프로토타입부터 오퍼레이터의 지시를 따르거나 독립적으로 비행하고 매달릴 수 있는 능력만 있으면 된다. 그러나 전원 공급 시스템과의 상호 작용과 관련된 새로운 기능이 추가될 수 있습니다.

가장 큰 관심은 단지의 지상 시설입니다. 여기에는 네트워크 또는 발전기의 전원 공급 시스템이 포함됩니다. 카메라와 필요한 출력의 레이저가 있는 광학 전자 스테이션도 있습니다. 지상 시설의 운영은 특수 소프트웨어를 갖춘 자율 디지털 시스템에 의해 제어됩니다.

단지의 IES는 UAV를 호위하고 가시성 영역 내에서 모든 움직임을 추적할 수 있는 것으로 보고되었습니다. 컴퓨터는 추적을 담당합니다. 운영자는 주요 작업에 집중할 수 있습니다. 배터리를 재충전해야 할 때 제어 시스템은 자동으로 레이저 빔을 태양광 패널로 향하게 하고 유지합니다.


공중에서 UAV

제어 시스템은 드론의 범위를 결정하고 다른 요인을 모니터링합니다. 이를 고려하여 자동화는 빔의 강도와 초점을 변경합니다. 이로 인해 UAV와 ECO의 상호 위치, 외부 조건 등에 관계없이 동일한 전원이 지속적으로 공급됩니다. 빔 경로에서 장애물이 감지되면 출력이 안전한 값으로 감소합니다.

원하는 혜택


이러한 단지의 작동 원리는 매우 간단합니다. "정상" 충전 후 UAV는 이륙하여 할당된 작업을 수행할 수 있습니다. 대부분의 배터리 충전을 완료한 드론은 ECO가 배터리를 찾아 레이저로 "강조 표시"하기 시작하는 충전 구역으로 돌아가야 합니다. 에너지를 받고 배터리를 충전하면 UAV는 공중에서 계속 작업할 수 있습니다. 이러한 주기는 임무의 특성과 현재 요구 사항에 따라 연속으로 여러 번 반복될 수 있습니다.

이러한 기능을 갖춘 컴플렉스에는 분명한 이점이 있습니다. 우선, 이것은 가능한 비행 시간과 착륙하지 않고 할 수 있는 능력의 급격한 증가입니다. 드론은 배터리를 충전하거나 교체하기 위해 지상으로 돌아갈 필요가 없습니다. 어떤 상황에서는 작업 영역을 떠나 작업을 계속하지 않고도 레이저에서 충전할 수 있습니다.

이러한 기능을 갖춘 무인 단지는 장기 감시 및 정찰 작업을 수행해야 합니다. 동시에 UAV는 지상 시설에서 어느 정도 떨어진 곳에서 작동할 수 있어 재충전을 위해 제 시간에 돌아올 수 있습니다. 개발자들은 단지가 수색 및 구조 작업 등 다양한 상황을 모니터링하는 데 유용할 것이라고 가정합니다.

미래에는 레이저 전원 공급 장치를 갖춘 대형 UAV 생성이 배제되지 않습니다. 이를 바탕으로 본격적인 항공운송망을 구축할 수 있다. 그러나 대형 드론에는 적절한 지상 인프라가 필요합니다.

제안된 SZPU 전원 공급 시스템은 개발 및 배치를 어렵게 만들고 작동에 제한을 가하는 단점이 없는 것은 아니라는 점에 유의해야 합니다. 일부 어려움은 개발 단계에서 처리되었으며 새로운 성공을 기대할 수 있습니다. 그러나 모든 문제를 제거하는 것이 아직 보장되지는 않습니다.


작가의 표현에 레이저 전원 공급 장치의 작품

거의 모든 어려움은 선택한 에너지 전달 원리와 관련이 있습니다. 상당히 복잡한 하드웨어 및 소프트웨어 시스템이 필요한 정확한 UAV 추적 및 레이저 안내가 필요합니다. 또한 레이저 빔은 그다지 효율적이지 않으며 이 수치는 외부 요인으로 인해 더 줄어들 수 있습니다.

배터리를 빠르게 충전하려면 적절한 빔 전력이 필요하다는 점도 고려해야 합니다. 부주의한 취급으로 지상 기반 OES는 실제로 전투 레이저 단지에서 멈추고 주변 물체 또는 드론 자체에 손상을 줄 수 있습니다. 따라서 레이저는 정찰기의 광학 장치를 돌이킬 수 없게 손상시킬 수 있습니다.

SZPU의 프로젝트 개발자는 필요한 기능을 갖춘 제어 장비를 만들 수 있다고 주장합니다. 다양한 조건에서 경험이 풍부한 UAV가 지상 시설 주위를 비행하고 수십 미터 높이까지 올라갔습니다. 모든 경우에 충분한 에너지가 전달되었고 환경에 피해를 주지 않은 것으로 보고되었습니다.

지금까지 우리는 소형 UAV에 대해서만 이야기하고 있으며이 규모에서 단지 자체가 잘 나타났습니다. 앞으로는 프로젝트를 개발하고 드론을 늘리고 레이저 출력을 높일 계획입니다. 개발된 시스템이 확장 가능한지 또는 이 프로세스가 해결할 수 없는 문제로 이어질 수 있는지 여부는 아직 명확하지 않습니다. 그러나 첫 번째 실험은 낙관론의 원인을 제공합니다.

새로운 원칙을 바탕으로


대다수의 최신 헬리콥터형 UAV는 배터리를 사용하여 비행합니다. 범위를 늘려야 하는 경우 테더링 비행의 원리가 사용됩니다. 지상에서 전기가 공급되는 드론 뒤에 케이블이 당겨집니다. 이러한 비행 시간은 전원 공급 장치에 의해서만 제한되지만 테더링된 헬리콥터는 자유롭게 비행할 수 없습니다.

새로운 중국 프로젝트는 에너지 전달이라는 특별한 원리를 통해 비행 시간을 늘리는 또 다른 방법을 구현합니다. 개념의 운용성은 이미 숙련된 ​​UAV 및 기타 장비를 사용하여 테스트되고 있습니다. SZPU 전문가가 현재 단계의 모든 작업을 해결하고 다음 단계로 넘어갈 수 있는지 여부는 시간이 알려줄 것입니다.
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20 댓글
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  1. +3
    1 2 월 2023 04 : 49
    물론 첨단 기술이지만 일반적으로 러시아는 적어도 일부 UAV를 개발해야 합니다.

    이러한 비행 시간은 전원 공급 장치에 의해서만 제한되지만 테더링된 헬리콥터는 자유롭게 비행할 수 없습니다.
    그러나 범위의 제한(케이블보다 나쁘지 않음), 날씨(그러나 케이블에 대한 강한 바람도 방해가 됨) 및 마스킹 기능. 그리고 필요한 경우 케이블을 분리할 수 있으며 커넥터는 어떤 식으로든 수신 패널보다 가볍습니다.
    1. -3
      1 2 월 2023 07 : 42
      1. 이제 항해 함대의 팬, arquebus 및 그리스 화재가 실행됩니다. 그들은 악천후에서 원격 UAV 재 장전의 무익함을 증명할 것입니다.
      2. 아이디어, 게다가 작동하는 것은 아주 훌륭합니다. 예를 들어, 드론이 전투를 떠나 재충전을 위해 날아가면 이미 충전된 드론을 교체합니다. 또는 UAV가 방공에서 "지뢰밭" 역할을 하여 공역 전체를 완전히 차단하는 경우입니다. 그리고 돔을 형성합니다.
      3. 중국 공산주의자들은 북부의 전 강대국에서 선진 자본주의를 건설한 사람들에게 따뜻한 안부를 전합니다.
      1. +5
        1 2 월 2023 08 : 54
        예를 들어 지속적인 감시를 위해 드론을 가까운 지역에 "매달아" 두는 것이 중요한 경우에만 실용적으로 사용합니다. 나머지에서는 비행, 착륙 및 침착하게 재충전하는 것이 더 쉽습니다. 급하게 필요하시면 배터리만 교체하시면 됩니다.
        음, 과학적 실험으로서의 이점, 아이디어 검색 및 기술적 문제 해결. 개념.
  2. +1
    1 2 월 2023 04 : 55
    그리고 배터리를 충전하고 동시에 헬리콥터 자체를 튀기지 않으려면 레이저의 출력은 얼마입니까? 흥미로운...
  3. -1
    1 2 월 2023 05 : 15
    REMOTE 미래의 이론적 개발은 확실히 실행될 것이지만 지금까지는 이니셔티브 개발과 실험 모델에 대해서만 너무 복잡합니다. 뒤처지지 않기 위해 그런 것을 개발하는 것이 필요하지만 "세계에서 비교할 수없는 / / 세계 최고"에 대한 매트리스 스타일의 파도를 몰지 않기 위해 그 자체로-그러나 십만 마일을 얻자 - 시리즈에는 최소한 F-35가 있을 것입니다.
  4. -2
    1 2 월 2023 05 : 30
    글쎄, 먼저 "용어": "헬리콥터 유형"이 무엇입니까? 헬리콥터라고 불리는 쿼드로콥터, 헥사콥터, 옥토콥터입니까? 들어본 적이 없습니다! "일반화"에서는 "멀티콥터"라고 합니다! (심지어 "우리" 헬리콥터도 그들의 헬리콥터입니다!) 그렇다면 왜 "음성": "멀티콥터(콥터) 유형의 UAV" 또는 더 나은 "UAV-멀티콥터...UAV-콥터"!?
    1. -1
      1 2 월 2023 05 : 58
      둘째, 저자 자신이 언급했듯이 "레이저"전원 공급 장치에 대한 아이디어는 새로운 것이 아닙니다! (그런데 레이저 기술에 대한 관심이 절정에 이르렀을 때 "레이저"로켓 엔진도 제안되었습니다! ) "레이저" 아이디어에 더해 마스터와 강력한 레이더까지! "레이저" 전원 공급 장치를 구현하기 위한 몇 가지 옵션이 있습니다(태양 전지 패널 없이 ...)! 그러나 어떤 영화 캐릭터가 말했듯이 "이 모든 것이 복잡합니다!"... 항공에는 공중에서 항공기에 연료를 보급하는 시스템이 있습니다 ... 그리고 누가 이런 식으로 "등유"에만 연료를 보급 할 수 있다고 말했습니까? 역시나 지구에는 주유소 외에 EZS(전기충전소)도 등장! 자, 여기 ... EZS를 대기권으로 높이 옮기자 ...!
      1. 0
        1 2 월 2023 09 : 35
        나를 지루하다고 생각하지 말고 저자가 옳습니다. 숫자(예: quadro 또는 무기한 multi)와 존재하지 않는 COPTER로 구성된 존재하지 않는 단어를 사용하고 있습니다. 사실 헬리콥터라는 단어는 HELIKON-나사 및 PTER-날개라는 두 단어의 합성어이므로 ROTOR WING이므로 헬리콥터 유형이라고 말하는 것이 맞습니다. 러시아어는 이미 심하게 막혔고 kopter (kokrylo)라는 단어는이 쓰레기 덩어리 중 하나입니다. 이 단어가 언어에 뿌리를 내렸다는 사실이 그 무의미함을 부정하지는 않습니다.
  5. +4
    1 2 월 2023 06 : 39
    에너지 전달의 특별한 원리 때문입니다.

    중국인은 "비뉴턴-아인슈타인" 물리학을 생각해 냈습니까? 효율성의 개념이 없는 일부 노자 II?
  6. +2
    1 2 월 2023 09 : 33
    새로운 중국 프로젝트는 에너지 전달이라는 특별한 원리를 통해 비행 시간을 늘리는 또 다른 방법을 구현합니다.

    자연에는 "에너지 전달의 특별한 원리"가 존재하지 않습니다. 에너지 보존 법칙에 따라 한 몸에서 다른 몸으로 에너지를 전달할 수 있고 한 유형의 에너지가 다른 유형으로 변환됩니다.
    2010년 미국에서 미국 회사 PowerLight의 쿼드콥터가 레이저 빔을 통해 에너지를 받으면서 12시간 동안 비행했습니다.
    2012년 Lockheed Martin과 LaserMotive의 공동 개발인 Stalker UAV는 48시간 동안 공중에 머물렀습니다.

    이 전송 방법의 가장 중요한 단점은 낮은 효율(25% 이하)입니다.

    따라서 중국의 전개에는 센세이셔널한 것이 없다. 그리고 "특별 원칙"도. 모두 물리 법칙에 따릅니다.
    1. -1
      1 2 월 2023 18 : 13
      글쎄요, 전쟁에서 효율성은 중요한 것이 아니지만 생각해보면 무엇을 위해 가시선 반경 내에서 강력한 레이저(기생 열 포함, 마스크 해제)를 갖는 것입니까? 배터리 비용을 절약할 수 있습니까?.. 이동하는 선박(중국 관련)에 미니 AWACS를 매달아 놓는 것과 같이 헬리콥터의 지속적인 모니터링에 대해 이야기하는 경우 와이어는 매우 간단한 솔루션입니다. 아마도 특정 길이부터 시작하면 무게가 용납되지 않고 레이저가 더 수익성이 있을까요? 예를 들어 1km가 구름 위에 있으면 시야 반경이 완벽하게 증가합니다.

      가설적으로 저전력으로 UAV에 전력을 공급할 수 있는 동일한 UAV를 격추하기 위해 입증된 레이저 기술을 갖춘 미래의 선박을 상상할 수 있습니까? 아니면 레이저 기술이 (이 미래를 위해) 이미 개발되었고 방대하기 때문에 생성 비용이 저렴한 전용 레이저가 있습니까?
  7. 0
    1 2 월 2023 12 : 38
    아이디어는 좋지만 자명하고 효율성이 낮습니다. 더 흥미로운 옵션을 제안합니다. 내가 착각하지 않았다면 공기 중의 레이저 빔이 이온화된 채널, 즉 전도체를 생성합니다. 두 개의 빔 - 두 개의 도체. 그리고 이것은 이미 에너지가 훨씬 더 효율적으로 전달될 수 있는 닫힌 전기 회로입니다. 이 아이디어를 논리적 막 다른 골목으로 가져 오는 것이 남아 있습니다. 나는 주다.
  8. +1
    1 2 월 2023 16 : 49
    국내 무인기 제작사들에게 노하우를 전해드립니다. 우리는 파란색 전기 테이프와 짜잔으로 태양 전지 패널 위에 손전등을 고정합니다. 영원한 UAV가 준비되었습니다)))). 나는 이러한 획기적인 발전에 대해 세계의 모든 상을 요구합니다! 미소
  9. +1
    1 2 월 2023 23 : 46
    좋은 일이야. 물론 모든 곳에 적용되는 것은 아닙니다. 방어 활동을 제외한 전투 작전의 경우(적군이 공급 빔과 이를 생성하는 시설 및 인력 모두에 영향을 미칠 수 없는 경우). 그러나 평시에는 국경 수비대가 가장 많습니다. 영토 깊숙한 곳에 있는 특수 물체를 보호하기 위해서도 마찬가지입니다. 다시 말하지만, 계산해야 합니다. 아마도 일반 "모 페드"가 더 비용 효율적일 것입니다.
  10. 0
    2 2 월 2023 05 : 29
    찾는 사람은 올바른 해결책을 찾을 것입니다. 레이저 또는 태양광 패널, 또는 다른 드론에 의해 새 배터리를 공중 또는 지상에 있을 수 있는 "충전 구역"으로 배달합니다. 또는 하늘 높이에서 태양으로부터 재충전하십시오.
    하나가 아니라 다른 것이 아니라 뭔가를 생각해 낼 것입니다 .....
    1. 0
      31 March 2023 19 : 12
      그들은 아무것도 발명하지 않습니다. 모든 것이 정직하게, 정직하게 도난당하고 복사됩니다.
  11. +1
    2 2 월 2023 11 : 22
    연구 보조금을 받기에는 좋지만 흐린 날씨에는 레이저 기반 에너지 전송이 작동하지 않고 새를 죽이고 전쟁 상황에서 드론을 쉽게 발견할 수 있습니다. 그래서 그것은 나의 겸손한 의견입니다.
  12. 0
    31 March 2023 19 : 09
    중국인이 80년 잡지 "청소년 기술"이 있는 내 가방을 찾은 것 같습니다.
  13. -1
    4월 7 2023 14 : 16
    이것은 완전한 헛소리입니다. 드론의 배터리 비용과 정밀 추적 시스템이 있는 킬로와트 레이저의 비용을 추정하세요! 또한 가장 가벼운 연기 또는 먼지 구름, 그리고-안녕하세요, 지구! 이 글은 골렘 마닐로비즘입니다.
  14. 0
    4월 29 2023 09 : 35
    첫째, 나가는 것이 매우 어려워 비용이 많이 듭니다! 충전된 드론이 이륙할 때, 충전 대상 위에서 드론의 자동 변경이 더 쉬워졌습니다! 게시물 수락, 게시물 통과.

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