無人機實現邊飛邊充電,解決續航不給力的難題
在地面放一輛汽車,作為充電站,無人機在空中飛行就可以充電,這不是科幻,而是即將到來的現實。
英國帝國理工學院的科學家最近演示一種新技術,它可以通過無線方式給空中飛行的無人機充電。從理論上講,我們只需要在地面配備一輛汽車,就可以讓無人機在空中持續飛行。
100多年前,大發明家尼克拉·特斯拉(Nikola Tesla)提出了“inductive coupling(電感耦合)”概念,英國科學家使用的正是這一技術。兩個銅線圈環可以彼此協調,電子裝置讓線圈的頻率保持一致,從而達到無線傳輸電力的目的。幾十年來,科學家一直在實驗,但是未能開發出無線電力飛行技術。
現在英國帝國理工學院的科學家取得了突破,他們將現成無人機的電池卸下,然後通過電感耦合技術無線傳輸電力。科學家認為,用無線充電方式給空中飛行物充電,這種演示之前沒有過,新技術可能會為未來鋪平道路,最終得到廣泛應用。
為了證明方法是可行的,研究人員購買了現成的四旋翼無人機,尺寸約12釐米,更換了電子元件,摘掉電池。然後研究人員製作了銅線圈,它實際上就是接收天線,纏繞在無人機身上。地面上,研究人員安裝了發射裝置,它由電路板組成,與電子裝置和電源連線,可以形成磁場。
研究人員調整無人機電子元件,讓它的頻率與磁場頻率保持一致。一旦無人機飛入磁場,接收天線就會感應到交流電壓,此時無人機電子元件會將交流電變成直流電。
該技術目前仍然處在實驗階段。在磁場發射源上方,無人機的飛行高度不能超過10釐米。研究團隊認為,再過一年就可以推出商用產品。一旦商用,他們相信商用無人機技術及其它裝置會取得很大的進步。
在商業、監控、偵察、搜尋救援方面,無人機的應用越來越廣泛。由於無人機的飛行距離有限,在空中的續航時間也有限,無線充電技術可以解決這些難題。
帝國理工學院電氣和電子工程系研究員、博士Samer Aldhaher認為,無線充電技術可以從多方面改進無人機技術,例如,我們可以在地面配置車輛,將它作為移動充電站,無人機在汽車上方飛行並充電,沒有必要離開天空。
無線電力傳輸技術還可以用在其它領域,比如用在感測器、醫療護理裝置上,在行星間執行任務時也可以使用。
帝國理工學院電氣和電子工程系教授Paul Mitcheson解釋稱:“不妨想像一下,在橋樑等地方安裝感測器,然後用無人機將電力無線傳輸到感測器,監控橋樑的內部結構。這些地方人很難去給感測器充電,有了無線技術就不需要人過去了。”
“無線電力傳輸技術還可以用在植入式微型診斷醫療裝置中,我們可以從外部電源將電力無線傳輸到裝置內部。如此一來,新型的醫療嵌入式裝置就可以安全充電,電池的尺寸可以縮小,嵌入的副作用會降低。”
“未來,我們也許可以在火星上用無人機給科學裝置充電,在火星執行任務成本很高,可能高達10億美元,有了這門技術就可以延長任務的執行期限。”
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