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激光技術(shù)

無(wú)需降落:美軍研發(fā)激光充能技術(shù)可令無(wú)人機(jī)不間斷飛行

rongpuiwing 來(lái)源:天粒網(wǎng)2018-04-10 我要評(píng)論(0 )   

近日,據(jù)英國(guó)《每日郵報(bào)》網(wǎng)站報(bào)道,美國(guó)防部正計(jì)劃研發(fā)以“激光充能”為動(dòng)力的“蝙蝠”無(wú)人機(jī)

     近日,據(jù)英國(guó)《每日郵報(bào)》網(wǎng)站報(bào)道,美國(guó)防部正計(jì)劃研發(fā)以“激光充能”為動(dòng)力的“蝙蝠”無(wú)人機(jī)。當(dāng)提到激光技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用時(shí),人們會(huì)先和防空、反導(dǎo)及致盲等硬殺傷系統(tǒng)和效能聯(lián)系起來(lái),但實(shí)際上,激光技術(shù)在雷達(dá)探測(cè)、能量傳輸?shù)绕渌矫嬉灿邪l(fā)揮作用。那么“激光充能”技術(shù)對(duì)未來(lái)無(wú)人機(jī)的作戰(zhàn)性能帶來(lái)怎樣的影響?本文就此為您解讀。

  據(jù)英國(guó)《每日郵報(bào)》網(wǎng)站報(bào)道,美國(guó)防部計(jì)劃研發(fā)的這種新型激光動(dòng)力無(wú)人機(jī),將以蝙蝠和昆蟲為原型研制。這型無(wú)人跡具備更靈活的飛行性能,但與生物原型不同,在激光充能(又稱“激光充電”)技術(shù)進(jìn)一步完善后,這些無(wú)人機(jī)甚至無(wú)需降落,可一直保持留空飛行。這種看似科幻小說(shuō)中的新穎設(shè)計(jì),實(shí)際早在6年前就已經(jīng)得到了成功實(shí)踐。2012年7月,美國(guó)洛克希德-馬丁公司(下文簡(jiǎn)稱“洛馬”)旗下的“臭鼬工廠”與激光動(dòng)力公司共同研發(fā)了一種利用光纖供電系統(tǒng),發(fā)射自由電子激光波束系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光能量傳輸?shù)男录夹g(shù)。資料顯示,該系統(tǒng)并已完成了地面風(fēng)洞測(cè)試,內(nèi)容包括在風(fēng)洞內(nèi)使用地基激光充能系統(tǒng),為“潛行者”手?jǐn)S式單兵無(wú)人機(jī)(該型機(jī)是“臭鼬工廠”專為美國(guó)特戰(zhàn)司令部研發(fā),于2006年投入服役,最大續(xù)航時(shí)間超過(guò)2小時(shí),實(shí)用升限4600米,已在阿富汗執(zhí)行超過(guò)80次作戰(zhàn)行動(dòng))充能等。測(cè)試不僅大獲成功,而且成功將該型無(wú)人機(jī)的飛行時(shí)間增加到48小時(shí)以上,續(xù)航能力擴(kuò)展了24倍。一個(gè)月后,洛馬公司網(wǎng)站報(bào)道稱,他們已經(jīng)完成了激光充能型“潛伏者”無(wú)人機(jī)的一系列戶外飛行測(cè)試,以驗(yàn)證該技術(shù)的可行性。

無(wú)需降落:美軍研發(fā)激光充能技術(shù)可令無(wú)人機(jī)不間斷飛行

  圖為加州理工大學(xué)研制的蝙蝠機(jī)器人

  戶外測(cè)試表明,激光充能系統(tǒng)可以在晝、夜條件下為“潛伏者”無(wú)人機(jī)傳輸能量,而且不會(huì)受到強(qiáng)風(fēng)和高溫影響(試驗(yàn)專門選在偏僻沙漠中進(jìn)行)。“潛伏者”在測(cè)試期間,安裝了一個(gè)輕型光電接收器和電源管理硬件,接收激光充電的最大有效范圍達(dá)600米。在激光能量傳輸時(shí),該系統(tǒng)可以將波束跟蹤定位接收器的精度控制在厘米級(jí),不僅不會(huì)破壞和影響“潛伏者”的正常飛行操作, 而且還不影響無(wú)人機(jī)進(jìn)行盤旋、爬升等各種機(jī)動(dòng)飛行。光纖激光充能技術(shù)由于光纖本身不會(huì)導(dǎo)電,不用擔(dān)心會(huì)遭受雷擊或短路影響,且在高電壓和強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下不會(huì)出現(xiàn)干擾。該系統(tǒng)唯一的不足在于激光充能系統(tǒng)的體積較為龐大,需要裝在一輛房車中。目前,洛馬公司宣稱他們的目標(biāo)是將充能系統(tǒng)縮小到只有“2個(gè)行李箱”大小,以便特戰(zhàn)隊(duì)員攜帶。除單兵固定翼無(wú)人機(jī)外,在2013年5月,美國(guó)還進(jìn)行了4旋翼無(wú)人機(jī)在垂直起降情況下的激光充能試驗(yàn)。這種綽號(hào)“隱形塔”的充能系統(tǒng),可利用激光在任意條件下為無(wú)人機(jī)充電,在地基充能系統(tǒng)能源充足的情況下,可實(shí)現(xiàn)令無(wú)人機(jī)不間斷飛行。

  除美國(guó)外,俄羅斯也于2016年10月完成了激光充能試驗(yàn)。據(jù)俄新社報(bào)道,俄“能源”火箭航天公司成功地利用激光充能系統(tǒng)在一小時(shí)內(nèi),為1.5千米外的手機(jī)充了電。試驗(yàn)主要在兩棟建筑物之間進(jìn)行,其中一棟樓是“能源”公司位于莫斯科郊區(qū)的大樓。在試驗(yàn)中,試驗(yàn)人員在這棟樓的6樓安裝了激光充能裝置,并在1.5千米外的另一棟樓的樓頂安裝了總長(zhǎng)10厘米的導(dǎo)光板(可對(duì)激光進(jìn)行精確感應(yīng)),并接入常規(guī)移動(dòng)電話的充電端口,可借助專門的儀器設(shè)備將激光能量轉(zhuǎn)化為電能。俄方人員接受采訪稱,該技術(shù)未來(lái)將用于為無(wú)人機(jī)或人造衛(wèi)星等航空航天裝備進(jìn)行遠(yuǎn)程充能。

  從美俄兩國(guó)的試驗(yàn)可看出,激光充能技術(shù)在未來(lái)軍事和航天領(lǐng)域都具有極大的發(fā)展?jié)摿?,可預(yù)見(jiàn)其在未來(lái)最大應(yīng)用之一,就是可以近乎無(wú)限地延長(zhǎng)軍用無(wú)人機(jī)的續(xù)航時(shí)間(只受搭載平臺(tái)的激光能源限制)。一旦激光充能裝置的技術(shù)得到完善并使其尺寸大幅縮小后,該裝置可以安裝到裝甲車、戰(zhàn)艦甚至運(yùn)輸機(jī)上,為飛行中的無(wú)人機(jī)群進(jìn)行“充能作業(yè)”,就像今天的空中加油一樣。與空中加油不同的是,激光充能系統(tǒng)不僅可以同時(shí)為多架無(wú)人機(jī)充能,而且無(wú)需要求無(wú)人機(jī)必須保持編隊(duì)或固定航線飛行,無(wú)疑能大幅提升無(wú)人機(jī)和充能平臺(tái)的作戰(zhàn)靈活性和戰(zhàn)場(chǎng)生存能力。此外,激光充能系統(tǒng)不僅能為無(wú)人機(jī)補(bǔ)充飛行用的燃料,甚至還可以包括武器,例如定向能武器所需的能源?;蛟S在不久的將來(lái),過(guò)去科幻電影中設(shè)想的無(wú)需降落,還能連續(xù)多天作戰(zhàn)的無(wú)人機(jī)群會(huì)成為現(xiàn)實(shí),人們對(duì)此將拭目以待。


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激光充能蝙蝠機(jī)器人
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