A negyedik generációs légvédelem cikkét kommentálva "ütközött" a TOP2-vel a kis és rendkívül kis UAV-k távoli vezeték nélküli áramellátásának kérdésében (lásd itt), valamint a témában: raj algoritmus (ügynökök) az UAV-hoz és a "negyedik generáció" légvédelmi kilátásai. A legjobb tudásom szerint megpróbálom kiemelni a vezeték nélküli energiaátvitel kérdését. A raj algoritmusa (az ügynökök fogalma) és a meglévő légvédelmi rendszerek esetleges hatástalansága általában egy külön cikk témája.
A villamos energia vezetékek nélküli átvitele az elektromos energia átvitelének módja az elektromos áramkörben vezető elemek használata nélkül.
A 19. század végén az a felfedezés, hogy villamos energia felhasználható izzó izzására, robbanásszerű kutatást indított el az elektromos áram továbbításának legjobb módjának megtalálására.
A vezeték nélküli energiaátvitelt a 20. század elején is aktívan tanulmányozták, amikor a tudósok nagy figyelmet fordítottak a vezeték nélküli energiaátvitel különféle módjainak keresésére. A kutatás célja egyszerű volt - egy helyen elektromos mezőt generálni, hogy azt azután távolról észlelhessék az eszközök. Ugyanakkor nem csak a feszültség érzékelésére szolgáló, rendkívül érzékeny érzékelőkre, hanem jelentős energiafogyasztókra is próbálkoztak távolról energiát szolgáltatni. Így, 1904 -ben a St. Louis Világkiállítás díjat kapott a 0,1 lóerős repülőgép -hajtómű sikeres elindításáért, 30 m távolságban hajtják végre.
Az "elektromosság" gurujait sokan ismerik (William Sturgeon, Michael Faraday, Nicolas Joseph Callan, James Clerk Maxwel, Heinrich Hertz, Mahlon Loomas stb.), De kevesen tudják, hogy a japán kutató, Hidetsugu Yagi saját kifejlesztett antennáját használta energiát továbbítani. 1926 februárjában publikálta kutatásai eredményeit, amelyekben leírta a Yagi antenna felépítését és hangolási módszerét.
Nagyon komoly munkát és projekteket hajtottak végre a Szovjetunióban 1930-1941 között. és ezzel párhuzamosan a Drittes Reichnél.
Természetesen elsősorban katonai célokra: az ellenséges munkaerő legyőzésére, a katonai és ipari infrastruktúra megsemmisítésére stb. A Szovjetunióban komoly munkát végeztek a mikrohullámú sugárzás alkalmazásával is, hogy megakadályozzák a fémszerkezetek és termékek felületi korrózióját. De ez egy külön történet, amely jelentős időbefektetést igényel: ismét be kell mászni egy poros padlásba vagy egy hasonlóan poros pincébe.
A múlt század egyik legnagyobb orosz fizikusa, Nobel -díjas, Pjotr Leonidovics Kapitsa akadémikus, kreatív életrajzának egy részét a mikrohullámú rezgések és hullámok felhasználásának kilátásainak szentelte új és rendkívül hatékony energiaátviteli rendszerek létrehozására.
1962 -ben a monográfia előszavában ezt írta:
A huszadik században megvalósított fantasztikus technikai ötletek hosszú listája közül csak az elektromos energia vezeték nélküli átvitelének álma maradt valóra. A tudományos -fantasztikus regényekben található energianyalábok részletes leírása a mérnököket nyilvánvaló szükségleteikkel és a megvalósítás gyakorlati összetettségével csábította el.
De a helyzet fokozatosan javulni kezdett.
1964-ben William C. Brown mikrohullámú elektronikai szakértő először egy olyan eszközt (helikopter-modellt) tesztelt, amely képes a mikrohullámú sugárzás energiájának egyenáram formájában történő fogadására és felhasználására, köszönhetően a félhullámú dipólusokból álló antennarendszernek. amely nagy hatékonyságú Schottky diódákkal van feltöltve …
Szintén 1964 -ben William C. Brown a CBS Walter Cronkite News című műsorában mutatta be helikopter modelljét, amelyet a repüléshez használt mikrohullámú sugárzó hajtott meg.
Elvileg ez az esemény és ez a technológia a legérdekesebb a TopWar -ban (az alábbiakban egy kicsit a "mindennapi életről" és az energiáról lesz szó). Vezeték nélküli, működtetett mikrohullámú repülési előzmények és kísérletek (film angolul, de minden elég világos)
William Brown már 1976 -ban végrehajtotta a 30 kW teljesítményű mikrohullámú sugárzást 1,6 km távolságon, 80%-ot meghaladó hatásfokkal.
A teszteket egy laboratóriumban végezték, és a Raytheon Co. megbízásából.
Mi tette Raytheont híressé és ennek a cégnek a fő érdeklődési körét, azt hiszem, nem érdemes részletezni? Nos, ha valaki nem tudja, olvassa el Raytheon történeti kronológiáját:
Az elért eredményekről itt olvashat (angol és RIS formátumban, BibTex és RefWorks Direct Export):
→ Mikrohullámú erőátvitel - IOSR folyóiratok
→ Mikrohullámú helikopter. William C. Brown. Raytheon társaság.
1968-ban Peter E. Glaser amerikai űrkutató azt javasolta, hogy nagy napelemeket helyezzenek geostacionárius pályára, és az általuk termelt energiát (5-10 GW szinten) juttassák el a Föld felszínére egy jól fókuszált mikrohullámú sugárral. majd átalakítani technikai frekvenciájú egyenáramú vagy váltakozó áramú energiává, és elosztani a fogyasztóknak.
Egy ilyen séma lehetővé tette a geostacionárius pályán meglévő intenzív napsugárzás -áram felhasználását (~ 1, 4 kW / négyzetméter), és a kapott energiát folyamatosan továbbítja a Föld felszínére, függetlenül a napszaktól és időjárási viszonyok. Az egyenlítői sík 23,5 fokos szögű ekliptikus síkhoz való természetes dőlése miatt a geostacionárius pályán elhelyezkedő műholdat szinte folyamatosan megvilágítja a napsugárzás, kivéve a rövid időszakokat a tavasz napjai közelében. és az őszi napéjegyenlőség, amikor ez a műhold a Föld árnyékába esik. Ezeket az időszakokat pontosan meg lehet jósolni, és összességében nem haladják meg az év teljes hosszának 1% -át.
A mikrohullámú sugár elektromágneses rezgéseinek frekvenciájának meg kell felelnie azoknak a tartományoknak, amelyeket az iparban, a tudományos kutatásban és az orvostudományban használnak. Ha ezt a frekvenciát 2,45 GHz -nek választjuk, akkor a meteorológiai körülmények, beleértve a vastag felhőket és az intenzív csapadékot, gyakorlatilag nincsenek hatással az energiaátvitel hatékonyságára. Az 5,8 GHz -es sáv csábító, mivel lehetővé teszi az adó- és vevőantennák méretének csökkentését. Azonban a meteorológiai viszonyok hatása itt már további tanulmányozást igényel.
A mikrohullámú elektronika jelenlegi fejlettségi szintje lehetővé teszi, hogy a geostacionárius pályáról a Föld felszínére irányuló mikrohullámú sugár által történő energiaátvitel hatékonyságának meglehetősen magas értékéről beszéljünk - körülbelül 70% - 75%. Ebben az esetben az adóantenna átmérőjét általában 1 km -nek választják, és a földi egyenirányzat mérete 10 km x 13 km, 35 fok szélesség esetén. Az 5 GW kimeneti teljesítményű SCES sugárzott teljesítménysűrűsége az adóantenna közepén 23 kW / m², a vevőantenna közepén - 230 W / m².
Különféle típusú szilárdtest és vákuum mikrohullámú generátorokat vizsgáltak a SCES adóantennájához. William Brown megmutatta különösen, hogy az iparban jól kifejlesztett, mikrohullámú sütőkhöz szánt magnetronok használhatók az SCES antennatartományának továbbítására is, ha mindegyik saját negatív fázisú visszacsatoló áramkörrel van felszerelve. külső szinkronizáló jel (ún. Magnetron Irányított Erősítő - MDA).
A Rektenna egy rendkívül hatékony fogadó és átalakító rendszer, azonban a diódák alacsony feszültsége és a soros kommutáció szükségessége lavina meghibásodáshoz vezethet. A ciklotron energiaátalakító nagymértékben kiküszöböli ezt a problémát.
A SCES adóantennája egy réshullámú vezetékeken alapuló, vissza-sugárzó aktív antenna tömb lehet. Durva tájékozódását mechanikusan hajtják végre; a mikrohullámú sugár pontos irányításához egy pilotjelet használnak, amelyet a fogadó egyenirányító közepe bocsát ki, és a megfelelő érzékelők hálózata elemzi az adóantenna felületén.
1965 és 1975 között a Bill Brown vezette tudományos program sikeresen befejeződött, és bizonyította, hogy képes 30 kW teljesítményt továbbítani több mint 1 mérföldes távolságon, 84%-os hatékonysággal.
1978-1979-ben az Egyesült Államokban az Energiaügyi Minisztérium (DOE) és a NASA (NASA) vezetésével végrehajtották az első állami kutatási programot, amelynek célja a SCES kilátásainak meghatározása volt.
1995-1997-ben a NASA ismét visszatért az SCES jövőjének megvitatására, az addigra elért technológiai fejlődésre építve.
A kutatást 1999-2000-ben folytatták (Űr-napenergia (SSP) Strategic Research & Technology Program).
A SCES területén a legaktívabb és legszisztematikusabb kutatást Japán végezte. 1981 -ben M. Nagatomo (Makoto Nagatomo) és S. Sasaki (Susumu Sasaki) professzorok vezetésével a Japán Űrkutató Intézet megkezdte a 10 MW teljesítményszintű SCES prototípus kifejlesztésének kutatását, amely meglévő hordozórakéták segítségével hozzák létre. Egy ilyen prototípus létrehozása lehetővé teszi a technológiai tapasztalatok felhalmozását, és előkészíti az alapot a kereskedelmi rendszerek kialakításához.
A projekt SKES2000 (SPS2000) nevet kapott, és a világ számos országában elismerést kapott.
Így született meg a WiTricity és a WiTricity Corporation.
2007 júniusában Marin Soljačić és többen a Massachusettsi Műszaki Intézetben bejelentették egy olyan rendszer kifejlesztését, amelyben a 60 W -os izzót 2 m -re lévő forrásból táplálják, 40%-os hatékonysággal.
A találmány szerzői szerint ez nem a kapcsolt áramkörök "tiszta" rezonanciája, és nem az induktív csatolású Tesla transzformátor. A mai energiaátviteli sugár valamivel több, mint két méter, a jövőben - akár 5-7 méter.
Általában a tudósok két alapvetően különböző sémát teszteltek.
Hasonló technológiákat más cégek is lázasan fejlesztenek: az Intel bemutatta WREL technológiáját, akár 75%-os energiaátviteli hatékonysággal. 2009 -ben a Sony bemutatta a TV hálózati kapcsolat nélküli működését. Csak egy körülmény riasztó: az átviteli módtól és a technikai változtatásoktól függetlenül a helyiségekben az energiasűrűségnek és a térerőnek elég magasnak kell lennie ahhoz, hogy több tíz watt teljesítményű készülékeket tápelláthasson. Maguk a fejlesztők szerint még mindig nincs információ az ilyen rendszerek emberre gyakorolt biológiai hatásairól. Tekintettel a közelmúltbeli megjelenésre és az erőátviteli eszközök megvalósításának különböző megközelítéseire, az ilyen tanulmányok még váratnak magukra, és az eredmények nem fognak hamarosan megjelenni. Negatív hatásukat pedig csak közvetve tudjuk megítélni. Valami megint eltűnik otthonunkból, mint a csótányok.
2010 -ben a Haier Group, a háztartási gépeket gyártó kínai gyártó a CES 2010 -en mutatta be egyedülálló termékét, egy teljesen vezeték nélküli LCD TV -t, amely Marina Solyachich professzor vezeték nélküli energiaátvitellel és vezeték nélküli otthoni digitális interfésszel (WHDI) kapcsolatos kutatásai alapján készült.
2012-2015 között. A Washingtoni Egyetem mérnökei olyan technológiát fejlesztettek ki, amely lehetővé teszi a Wi-Fi áramforrásként való használatát hordozható eszközök áramellátásához és a modulok feltöltéséhez. A technológiát a Popular Science magazin már elismerte 2015 egyik legjobb újításaként. A vezeték nélküli technológia mindenütt forradalmasította önmagát. És most a vezeték nélküli áramszolgáltatáson volt a sor, amelyet a Washingtoni Egyetem fejlesztői PoWiFi -nek (Power Over WiFi) neveztek.
A tesztelési szakaszban a kutatók sikeresen feltölthették kis kapacitású lítium-ion és nikkel-fém-hidrid akkumulátorokat. Egy Asus RT-AC68U útválasztó és több érzékelő használatával, amelyek 8,5 méterre vannak tőle. Ezek az érzékelők az elektromágneses hullám energiáját 1, 8–2, 4 voltos feszültségű egyenárammá alakítják át, ami a mikrokontrollerek és érzékelőrendszerek táplálásához szükséges. A technológia sajátossága, hogy a működő jel minősége ebben az esetben nem romlik. Csak újra kell villannia az útválasztót, és a szokásos módon használhatja, valamint tápellátást biztosít az alacsony fogyasztású eszközökhöz. Az egyik demonstráción az útválasztótól több mint 5 méterre elhelyezkedő kicsi, alacsony felbontású, rejtett megfigyelő kamera sikeresen áram alá került. Ezután a Jawbone Up24 fitneszkövetőt 41%-kal töltötték fel, ez 2,5 órát vett igénybe.
A trükkös kérdésekre, hogy ezek a folyamatok miért nem befolyásolják negatívan a hálózati kommunikációs csatorna minőségét, a fejlesztők azt válaszolták, hogy ez azért válik lehetővé, mert a villogó útválasztó munkája során üres információátviteli csatornákon keresztül küld energiacsomagokat. Erre a döntésre jutottak, amikor felfedezték, hogy a csendes időszakokban az energia egyszerűen kiáramlik a rendszerből, és valójában az alacsony fogyasztású eszközök áramellátására irányítható.
A jövőben a PoWiFi technológia jól szolgálhat a háztartási készülékekbe és katonai berendezésekbe épített érzékelők tápellátására, azok vezeték nélküli vezérlésére és távoli töltésre / újratöltésre.
Az energiaátadás az UAV számára releváns (valószínűleg már a PoWiMax technológiát használva vagy a hordozó repülőgép légradarjából):
Elég csábítónak tűnik az ötlet. A mai 20-30 perces repülési idő helyett:
→ LOCUST - Ragyogó haditengerészeti drónok
→ Az USA -ban Perdix mikrodrónák "raját" tesztelték
→ Az Intel drónbemutatót tartott Lady Gaga félidei előadása során - Intel® Aero Platform for UAV
40-80 percet kap drónok újratöltésével vezeték nélküli technológiák használatával.
Hadd magyarázzam:
-m / y drónok cseréje továbbra is szükséges (raj algoritmus);
-szükség van m / y drónok és repülőgépek (méh) cseréjére is (irányítóközpont, BZ -korrekció, újracélzás, parancs a megszüntetésre, a "barátságos tűz" megelőzésére, felderítési információk és fegyverhasználati parancsok továbbítása).
Az UAV-k esetében az inverz négyzettörvény negatívja (izotróp-kibocsátó antenna) részben "kompenzálja" az antenna nyalábszélességét és sugárzási mintázatát:
Ez nem celluláris kapcsolat, ahol a cellának 360 ° -os kommunikációt kell biztosítania a záróelemekkel.
Mondjuk ezt a variációt:
A hordozó repülőgép (Perdix esetében) ez az F-18 rendelkezik (most) az AN / APG-65 radarral:
vagy a jövőben lesz AN / APG-79 AESA:
Ez elegendő ahhoz, hogy a Perdix Micro-Drones aktív élettartama a jelenlegi 20 percről egy órára, sőt, akár többre is meghosszabbítható legyen. Valószínűleg a Perdix Middle közbenső drónt fogják használni, amelyet a harcos radarja kellő távolságban besugároz, és ez elvégzi az energia „elosztását” a Perdix Micro- Dronozik a PoWiFi / PoWiMax segítségével, egyidejűleg információt cserélve velük (repülés és műrepülés, célfeladatok, rajkoordináció).
A múlté a vacogó támadás korszaka?
Talán hamarosan szóba kerül a mobiltelefonok és más mobil eszközök töltése, amelyek a Wi-Fi, a Wi-Max vagy az 5G tartományban vannak-a metróban, a vonaton, a repülőgépen, miközben sétálnak / kocognak a parkban?
Utószó: 10-20 évvel azután, hogy számos elektromágneses mikrohullámú sugárzót (mobiltelefonokat, mikrohullámokat, számítógépeket, WiFi-t, Blu-szerszámokat stb.) Széles körben bevezettek a mindennapi életbe, hirtelen ritkaságszámba mentek a csótányok a nagyvárosokban! Most a csótány egy rovar, amely csak az állatkertben található. Hirtelen eltűntek azokból az otthonokból, amelyeket korábban annyira szerettek.
Csótányok KARL ™!
Ezek a szörnyek, a "rádiórezisztens szervezetek" listájának vezetői szégyentelenül megadták magukat!
referencia
Ki a következő a sorban?
Megjegyzés: Egy tipikus WiMAX bázisállomás körülbelül +43 dBm (20 W), míg egy mobilállomás jellemzően +23 dBm (200 mW) sebességgel továbbítja az energiát.
A mobilkommunikációs bázisállomások megengedett sugárzási szintjei (900 és 1800 MHz, az összes forrásból származó összes szint) az egészségügyi-lakóövezetben egyes országokban jelentősen eltérnek:
TELJES KÁZOS
Az orvostudomány még nem adott egyértelmű választ arra a kérdésre: káros -e a mobil / WiFi és milyen mértékben? És mi a helyzet az elektromos áram mikrohullámú technológiákkal történő vezeték nélküli átvitelével?
Itt a teljesítmény nem watt és mérföld watt, hanem már kW …
Linkek, használt dokumentumok, fotók és videók:
"(RÁDIÓELEKTRONIKA FOLYÓIRATA!" N 12, 2007 (ELEKTROMOS TELJESÍTMÉNY A TÉRBŐL - SOLAR SPACE POWER PLANTS, V. A. Banke)
"Mikrohullámú elektronika - perspektívák az űrenergiában" V. Banke, Ph. D.
www.nasa.gov
www. whdi.org
www.defense.gov
www.witricity.com
www.ru.pinterest.com
www. raytheon.com
www. ausairpower.net
www. wikipedia.org
www.slideshare.net
www.homes.cs.washington.edu
www.dailywireless.org
www.digimedia.ru
www. powercoup.by
www.researchgate.net
www. proelectro.info
www.youtube.com
