英國(guó)《新科學(xué)家》周刊網(wǎng)站9月3日發(fā)表了戴維·漢布林的題為《美國(guó)陸軍正在制造可以無限期飛行的激光動(dòng)力無人機(jī)》的報(bào)道。
美國(guó)陸軍正在研究用激光為飛行中的小型無人機(jī)提供動(dòng)力，從而把無線充電提升到新的高度。
報(bào)道稱，多旋翼無人機(jī)被證明對(duì)軍方的情報(bào)收集很有價(jià)值。但它們極其耗電，這意味著其飛行時(shí)間一般只有半小時(shí)，甚至更短。
位于馬里蘭州的美國(guó)陸軍通信電子研究發(fā)展工程中心正在開發(fā)一種結(jié)合了現(xiàn)代激光和高效光伏電池的輸電系統(tǒng)。其目的是從500米以外提供動(dòng)力——這足以讓無人機(jī)獲得無限續(xù)航能力，不論它是在基地上空進(jìn)行巡邏，還是對(duì)車隊(duì)行車全程進(jìn)行監(jiān)視。這個(gè)系統(tǒng)的工作原理是向無人機(jī)的光伏電池發(fā)射激光，光伏電池把光轉(zhuǎn)化為電能。
資料圖片：美陸軍研發(fā)的用激光為飛行中的無人機(jī)充能示意圖。（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
報(bào)道稱，參與該項(xiàng)目的威廉·羅利說：“我們遇到的主要挑戰(zhàn)是熱管理。”未轉(zhuǎn)化為電能的能量變成熱量，因此存在熔化或引燃無人機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。他們計(jì)劃通過開發(fā)精確的激光束控制和確保多余熱量能夠消散來解決這個(gè)問題。
報(bào)道稱，格拉斯哥大學(xué)的戴維·安德森說，這個(gè)計(jì)劃看起來在技術(shù)上是可行的。不過，鑒于高能激光束的潛在風(fēng)險(xiǎn)，證明其安全性是另一回事。遠(yuǎn)程電力系統(tǒng)自20世紀(jì)60年代以來一直是實(shí)驗(yàn)室研究對(duì)象，但之前還沒有研制出能實(shí)際工作的原理樣機(jī)。該項(xiàng)目旨在于2019年初展示一款可投入使用的地對(duì)地電力傳輸系統(tǒng)，接著在2020年展示一款地對(duì)空電力傳輸系統(tǒng)。
安德森說：“挑戰(zhàn)在于如何讓監(jiān)管當(dāng)局相信它是安全的。具體來說，你必須說服他們，不會(huì)發(fā)生充電時(shí)激光束偏離無人機(jī)能量收集板的情況。”
資料圖片：美軍正在研發(fā)中的為固定翼無人機(jī)和四旋翼無人機(jī)激光充能示意圖。（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
【延伸閱讀】無需降落：美軍研發(fā)激光充能技術(shù)可令無人機(jī)不間斷飛行
參考消息網(wǎng)1月16日?qǐng)?bào)道 （文/黃晉一） 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，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)未來無人機(jī)的作戰(zhàn)性能帶來怎樣的影響？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)力無人機(jī)，將以蝙蝠和昆蟲為原型研制。這型無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，這些無人機(jī)甚至無需降落，可一直保持留空飛行。這種看似科幻小說中的新穎設(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2小時(shí)，實(shí)用升限4600米，已在阿富汗執(zhí)行超過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。
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。除單兵固定翼無人機(jī)外，在2013年5月，美國(guó)還進(jìn)行了4旋翼無人機(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)未來將用于為無人機(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)在未來軍事和航天領(lǐng)域都具有極大的發(fā)展?jié)摿Γ深A(yù)見其在未來最大應(yīng)用之一，就是可以近乎無限地延長(zhǎng)軍用無人機(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)為多架無人機(jī)充能，而且無需要求無人機(jī)必須保持編隊(duì)或固定航線飛行，無疑能大幅提升無人機(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，過去科幻電影中設(shè)想的無需降落，還能連續(xù)多天作戰(zhàn)的無人機(jī)群會(huì)成為現(xiàn)實(shí)，人們對(duì)此將拭目以待。
（2018-01-16 00:23:00）
【延伸閱讀】模擬自然！美軍欲研發(fā)激光動(dòng)力“蝙蝠”無人機(jī)
參考消息網(wǎng)1月8日?qǐng)?bào)道 英國(guó)《每日郵報(bào)》網(wǎng)站1月5日發(fā)表題為《五角大樓考慮研發(fā)激光動(dòng)力“蝙蝠”無人機(jī)，可在無人指揮情況下自行決定是否起飛》的報(bào)道稱，美國(guó)五角大樓已發(fā)起一項(xiàng)新競(jìng)賽——以蝙蝠和昆蟲為靈感，設(shè)計(jì)激光動(dòng)力無人機(jī)。
在近日發(fā)布的一份公告中，美國(guó)國(guó)防部透露其新的防務(wù)企業(yè)科學(xué)倡議（DESI）試點(diǎn)項(xiàng)目正在就當(dāng)前“防御挑戰(zhàn)”的諸多主題征詢?cè)O(shè)計(jì)建議，其中包括可操作性極高的無人機(jī)。
這項(xiàng)競(jìng)賽旨在為研發(fā)自主飛行器鋪平道路，這種飛行器能夠在不受人類飛行員干預(yù)的情況下更有效運(yùn)作，并迅速作出決定，以改變方向和避免障礙物。
一名前美國(guó)特工警告稱，特工部人員如果不接受應(yīng)對(duì)高科技武器的訓(xùn)練，將給白宮造成“嚴(yán)重的威脅”。
公告稱，DESI項(xiàng)目旨在“為自主飛行器尋找新的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)關(guān)注可操作性極高的平臺(tái)及與飛行控制和決策相關(guān)的計(jì)算程序”。今年的設(shè)計(jì)競(jìng)賽將專注于傳感器、機(jī)動(dòng)性和自主性。除以生物學(xué)為靈感的無人機(jī)外，研究主題還將包括能量束驅(qū)動(dòng)、無線電力傳輸、柔軟的活性復(fù)合材料及超材料天線。
在過去十年中為提升效率，研究人員在機(jī)器人系統(tǒng)的研發(fā)中越來越注重模擬自然，例如加州理工大學(xué)研制的蝙蝠機(jī)器人。
美國(guó)防務(wù)一號(hào)網(wǎng)站稱，這項(xiàng)新的競(jìng)賽希望利用這些最新進(jìn)展，創(chuàng)造出激光動(dòng)力的“蝙蝠”型無人機(jī)。
公告稱：“對(duì)諸如蝙蝠和飛行昆蟲等靈活有機(jī)體的生物學(xué)研究，為研發(fā)復(fù)雜的飛行動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)提供了新的見解，這種系統(tǒng)往往具有極大的自由度且使用的是多功能飛行表面材料。”
公告還稱：“在傳感器、信息處理器最優(yōu)化和小型化以及飛行控制計(jì)算程序方面的進(jìn)展還使微型機(jī)器人系統(tǒng)的實(shí)時(shí)自主控制成為可能。”
最終的目標(biāo)是打造自主型無人駕駛飛行器，它能夠在“人類飛行員最低程度的干預(yù)”之下有效地在戰(zhàn)場(chǎng)上飛行。
就在幾個(gè)月前，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究項(xiàng)目局披露正在考慮研發(fā)機(jī)器人蜂群，它能從地面和空中對(duì)軍隊(duì)提供協(xié)助，屆時(shí)將有數(shù)以百計(jì)的機(jī)器人同時(shí)展開行動(dòng)。
五角大樓的“集群使能攻擊戰(zhàn)術(shù)”（OFFSET）項(xiàng)目正在為可使“人與蜂群合作”的新系統(tǒng)尋找設(shè)計(jì)理念。
該項(xiàng)目已與美國(guó)雷神公司和諾思羅普-格魯曼公司簽署合同，旨在設(shè)計(jì)、研發(fā)及在實(shí)體和虛擬環(huán)境中部署這一技術(shù)，最終他們希望建立由超過250架無人機(jī)組成的蜂群。
美軍已披露一款試驗(yàn)型無人機(jī)，它類似于一只會(huì)飛的松鼠，能夠“在飛行過程中改變姿勢(shì)”。
美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)所的研究人員稱，這種小型無人機(jī)依靠的是傾轉(zhuǎn)旋翼結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)。
他們解釋說，它有點(diǎn)類似于V-22“魚鷹”式傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)，采用了可傾轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)。
美國(guó)陸軍研究人員稱，其目標(biāo)是打造一款能與士兵展開團(tuán)隊(duì)合作的無人機(jī)系統(tǒng)。
加州理工大學(xué)研制的蝙蝠機(jī)器人(英國(guó)《每日郵報(bào)》網(wǎng)站)
（2018-01-08 09:58:08）
【延伸閱讀】以色列用激光武器打造“無人機(jī)穹頂”：一套可防衛(wèi)幾英里
參考消息網(wǎng)7月4日?qǐng)?bào)道 合眾國(guó)際社6月23日?qǐng)?bào)道稱，以色列拉斐爾先進(jìn)防務(wù)系統(tǒng)有限公司在巴黎航空展上公布了一種用于發(fā)現(xiàn)和摧毀無人機(jī)的雷達(dá)和激光系統(tǒng)。
在巴黎航空展上該公司稱，這種被稱為“無人機(jī)穹頂”的系統(tǒng)可覆蓋幾英里的范圍，對(duì)城市附近的其他系統(tǒng)干擾極小。
拉斐爾先進(jìn)防務(wù)系統(tǒng)有限公司商業(yè)開發(fā)部航空司負(fù)責(zé)人、梅厄·本·沙亞準(zhǔn)將說：“無人機(jī)和無人機(jī)群造成的威脅是我們面臨的最復(fù)雜的挑戰(zhàn)之一。我們已經(jīng)看到‘伊斯蘭國(guó)’和其他組織都在使用，整個(gè)世界正在尋找解決方案。”
“我們采用拉斐爾公司開發(fā)的激光系統(tǒng)，經(jīng)過調(diào)試后可以應(yīng)對(duì)這種威脅。它是對(duì)全球防務(wù)系統(tǒng)來說的一個(gè)重大挑戰(zhàn)。”
拉斐爾公司說，該系統(tǒng)的雷達(dá)可識(shí)別目標(biāo)，而其激光系統(tǒng)可摧毀它們。“無人機(jī)穹頂”還配有干擾系統(tǒng)，擾亂無人機(jī)與其操作員之間的通信。
系統(tǒng)的其他細(xì)節(jié)未披露。（編譯/楊雪蕾）
資料圖：以色列開發(fā)的用于擊落炮彈的激光武器系統(tǒng)。
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