Ученые из Университета гражданской авиации Китая создали легкое устройство, позволяющее заряжать дроны в воздухе лазерным лучом. Новый приемник энергии эффективно работает в полете и предотвращает перегрев конструкции. Статья опубликована в журнале Matter & Light.
Ограниченная емкость аккумуляторов остается главным препятствием для длительных миссий беспилотников. Необходимость постоянно возвращаться на базу для подзарядки мешает при патрулировании лесов, мониторинге стихийных бедствий и доставке грузов.
Решением проблемы стало тандемное устройство. Оно состоит из перовскитного элемента, который настроен на поглощение лазерного излучения, и термоэлектрического слоя, превращающего излишки тепла в дополнительное электричество.
Главной технической трудностью стал сильный нагрев. Во время первых тестов под воздействием мощного лазера устройство разогревалось до 90°С, что приводило к резкому падению эффективности системы.
Борьба с перегревом
Чтобы спасти систему от разрушения, инженеры внедрили в материал специальные нанокристаллы. Они плохо проводят тепло и работают как барьер, позволяя устройству стабильно генерировать электричество даже при длительном воздействии зеленого лазера с эффективностью выше 38%.
В качестве практического эксперимента систему смонтировали под крылом модели дрона и прорезали специальные вентиляционные каналы. Луч лазера успешно передал энергию на вращение пропеллера, а поток воздуха от винта дополнительно охладил компоненты приемника.
Теперь исследователям предстоит решить вопросы безопасности технологии и разработать точную систему наведения, которая сможет непрерывно удерживать лазерный луч на быстро движущемся объекте в реальных погодных условиях.
Ранее Наука Mail рассказывала, что инженеры создали дрон, который «исчезает» в полете.