Kommenteerides neljanda põlvkonna õhutõrje artiklit, põrkasid nad TOP2-ga kokku väikeste ja üliväikeste mehitamata õhusõidukite (UAV) juhtmevaba kaugtoiteallika küsimuses (vt siit), aga ka teemal: sülemalgoritm (agendid) UAV-le ja väljavaated õhutõrjele "neljas põlvkond". Püüan oma teadmiste kohaselt juhtmeta jõuülekande probleemi esile tõsta. Sülemalgoritm (agentide mõiste) ja olemasolevate õhutõrjesüsteemide võimalik ebaefektiivsus on üldiselt eraldi artikli teema.
Elektrienergia edastamine ilma juhtmeteta on meetod elektrienergia ülekandmiseks ilma elektriahelas juhtivaid elemente kasutamata.
19. sajandi lõpus avastas, et elektrit saab kasutada lambipirni helendamiseks, plahvatuslike uuringutega, et leida parim viis elektri edastamiseks.
Ka juhtmevaba energiaülekannet uuriti aktiivselt 20. sajandi alguses, kui teadlased pöörasid suurt tähelepanu erinevate juhtmeta energia edastamise viiside otsimisele. Uurimistöö eesmärk oli lihtne - tekitada ühes kohas elektriväli, et seda saaks kaugseadmete abil tuvastada. Samal ajal on püütud energiat tarnida kaugelt mitte ainult ülitundlikele pinge tuvastamise anduritele, vaid ka märkimisväärsetele energiatarbijatele. Niisiis, aastal 1904 St. Louis'i maailmanäitusele anti auhind 0,1 hobujõulise lennukimootori eduka turuletoomise eest, viiakse läbi 30 m kaugusel.
"Elektri" gurud on paljudele teada (William Sturgeon, Michael Faraday, Nicolas Joseph Callan, James Clerk Maxwel, Heinrich Hertz, Mahlon Loomas jne), kuid vähesed teavad, et Jaapani teadlane Hidetsugu Yagi kasutas oma väljatöötatud antenni energia edastamiseks. Veebruaris 1926 avaldas ta oma uurimistöö tulemused, milles kirjeldas Yagi antenni ülesehitust ja meetodit.
NSV Liidus viidi ajavahemikul 1930-1941 läbi väga tõsiseid töid ja projekte. ja paralleelselt Drittes Reichis.
Loomulikult peamiselt sõjalistel eesmärkidel: vaenlase tööjõu lüüasaamine, sõjalise ja tööstusliku infrastruktuuri hävitamine jne. NSV Liidus tehti tõsist tööd ka mikrolainekiirguse kasutamisega metallkonstruktsioonide ja -toodete pinna korrosiooni vältimiseks. Kuid see on eraldi lugu, mis nõuab märkimisväärset ajainvesteeringut: jällegi tuleb ronida tolmusele pööningule või sama tolmulisse keldrisse.
Üks eelmise sajandi suurimaid Vene füüsikuid, Nobeli preemia laureaat, akadeemik Pjotr Leonidovitš Kapitsa pühendas osa oma loomingulisest elulooraamatust mikrolainete võnkumiste ja lainete kasutamise väljavaadete uurimisele uute ja ülitõhusate energiaülekandesüsteemide loomiseks.
1962. aastal kirjutas ta oma monograafia eessõnas:
Kahekümnendal sajandil ellu viidud fantastiliste tehniliste ideede pikast nimekirjast jäi täitmata vaid unistus elektrienergia juhtmevabast edastamisest. Ulmekirjanduse energiakiirte üksikasjalikud kirjeldused kiusasid insenere nende ilmse vajaduse ja rakendamise praktilise keerukusega.
Kuid olukord hakkas tasapisi paremuse poole muutuma.
Aastal 1964 katsetas mikrolaineelektroonikaekspert William C. Brown esmalt seadet (helikopterimudelit), mis on võimeline vastu võtma ja kasutama mikrolainekiirguse energiat alalisvooluna tänu antennimassiivile, mis koosneb poollaine dipoolidest, millest igaüks mis on koormatud ülitõhusate Schottky dioodidega …
Samuti 1964, William C. Brown tutvustas CBS saates Walter Cronkite News oma helikopterimudelit, mis oli lendamiseks kasutatav mikrolaine kiirguriga.
Põhimõtteliselt on see sündmus ja see tehnoloogia TopWari kõige huvitavam (allpool räägime natuke "igapäevaelust" ja energiast). Juhtmevaba mikrolaineahjuga lennuajalugu ja katsed (film inglise keeles, kuid kõik on piisavalt selge)
Juba 1976. aastaks edastas William Brown 30 kW võimsusega mikrolaineahju 1,6 km kaugusel, mille kasutegur ületas 80%.
Testid viidi läbi laboris ja tellis Raytheon Co.
Mis tegi Raytheoni kuulsaks ja selle ettevõtte peamiseks huvivaldkonnaks, arvan, et seda ei tasu täpsustada? Kui keegi ei tea, vaadake Raytheoni ajaloolist kronoloogiat:
Loe saavutatud tulemuste kohta lähemalt siit (inglise ja jõeteabeteenuste vormingus, BibTex ja RefWorks Direct Export):
→ Mikrolaine jõuülekanne - IOSR ajakirjad
→ Mikrolaineahjuga helikopter. William C. Brown. Raytheoni ettevõte.
1968. aastal tegi Ameerika kosmoseuurija Peter E. Glaser ettepaneku paigutada suured päikesepaneelid geostatsionaarsele orbiidile ja edastada nende poolt toodetud energia (5-10 GW tasemel) hästi fokuseeritud mikrolainekiirgusega Maa pinnale. muundage see tehnilise sagedusega alalis- või vahelduvvooluks ja jagage see tarbijatele.
Selline skeem võimaldas kasutada geostatsionaarsel orbiidil olemasolevat intensiivset päikesekiirguse voogu (~ 1, 4 kW / sq. M.), Ja edastada vastuvõetud energiat Maa pinnale pidevalt, olenemata kellaajast ja ilmastikutingimused. Ekvatoriaaltasandi loomuliku kalde tõttu ekliptilisele tasapinnale nurgaga 23,5 kraadi valgustab geostatsionaarsel orbiidil asuvat satelliiti peaaegu pidevalt päikesekiirguse voog, välja arvatud lühikesed ajavahemikud kevadpäevade lähedal. ja sügisene pööripäev, kui see satelliit langeb Maa varju. Neid ajavahemikke saab täpselt ennustada ja kokku ei ületa need 1% aasta kogupikkusest.
Mikrolaine kiirguse elektromagnetiliste võnkumiste sagedus peaks vastama nendele vahemikele, mis on ette nähtud kasutamiseks tööstuses, teadusuuringutes ja meditsiinis. Kui see sagedus on valitud võrdseks 2,45 GHz -ga, siis meteoroloogilised tingimused, sealhulgas paksud pilved ja intensiivsed sademed, ei mõjuta energiaülekande efektiivsust praktiliselt. 5,8 GHz sagedusala on ahvatlev, kuna see võimaldab vähendada saate- ja vastuvõtuantennide suurust. Siinsete ilmastikutingimuste mõju nõuab aga juba täiendavat uurimist.
Praegune mikrolaineelektroonika arengutase võimaldab meil rääkida üsna kõrgest energiatõhususe väärtusest mikrolaine kiirga geostatsionaarselt orbiidilt Maa pinnale - umbes 70% ÷ 75%. Sel juhul valitakse saateantenni läbimõõt tavaliselt 1 km ja maapealse antenni mõõtmed on 35 km laiuskraadil 10 km x 13 km. SCES väljundvõimsusega 5 GW on kiirgava võimsustihedusega saateantenni keskel 23 kW / m², vastuvõtuantenni keskel - 230 W / m².
Uuritud on erinevat tüüpi tahkis-ja vaakum-mikrolainegeneraatoreid SCES-i saateantenni jaoks. William Brown näitas eelkõige, et tööstuses hästi välja töötatud ja mikrolaineahjudele mõeldud magnetrone saab kasutada ka SCES-i antennimassiivide edastamiseks, kui igaüks neist on varustatud oma negatiivse faasi tagasisideahelaga. väline sünkroniseerimissignaal (nn Magnetroni suunavõimendi - MDA).
Rektenna on ülitõhus vastuvõtu- ja muundamissüsteem, kuid dioodide madalpinge ja vajadus nende jadakommutatsiooni järele võivad põhjustada laviini rikkeid. Tsüklotroni energia muundur võib selle probleemi suuresti kõrvaldada.
SCESi saateantenn võib olla pilu lainejuhtidel põhinev tagasi kiirgav aktiivne antennimassiiv. Selle jäme orientatsioon viiakse läbi mehaaniliselt; mikrolainekiire täpseks juhtimiseks kasutatakse pilootsignaali, mis väljastatakse vastuvõtva sirge keskelt ja mida analüüsitakse edastava antenni pinnal sobivate andurite võrgu abil.
Aastatel 1965–1975 edukalt lõpule viidi Bill Browni juhitud teadusprogramm, mis näitas võimet edastada 30 kW võimsust üle 1 miili kaugusele 84%kasuteguriga.
Aastatel 1978-1979 viidi Ameerika Ühendriikides energeetikaministeeriumi (DOE) ja NASA (NASA) juhtimisel läbi esimene riiklik uurimisprogramm, mille eesmärk oli määrata kindlaks SCESi väljavaated.
Aastatel 1995–1997 pöördus NASA taas SCESi tuleviku üle arutlema, tuginedes selleks ajaks saavutatud tehnoloogilisele arengule.
Uuringuid jätkati aastatel 1999–2000 (Space Solar Power (SSP) Strategic Research & Technology Program).
Kõige aktiivsemad ja süstemaatilisemad uuringud SCESi valdkonnas viisid läbi Jaapan. 1981. aastal alustas Jaapani Kosmoseuuringute Instituut professorite M. Nagatomo (Makoto Nagatomo) ja S. Sasaki (Susumu Sasaki) juhtimisel uuringuid 10 MW võimsusega SCES prototüübi väljatöötamise kohta, mis võiks luua olemasolevate kanderakettide abil. Sellise prototüübi loomine võimaldab koguda tehnoloogilisi kogemusi ja valmistab ette kaubandussüsteemide moodustamise aluse.
Projekt kandis nime SKES2000 (SPS2000) ja pälvis tunnustust paljudes maailma riikides.
Nii sündisid WiTricity ja WiTricity korporatsioon.
2007. aasta juunis teatasid Marin Soljačić ja mitmed teised Massachusettsi Tehnoloogiainstituudis süsteemi väljatöötamisest, milles 60 W elektripirn tarniti 2 m kaugusel asuvast allikast, efektiivsusega 40%.
Leiutise autorite sõnul ei ole see ühendatud ahelate "puhas" resonants ja mitte induktiivse siduriga Tesla trafo. Energia edastamise raadius on tänaseks veidi üle kahe meetri, tulevikus - kuni 5-7 meetrit.
Üldiselt katsetasid teadlased kahte põhimõtteliselt erinevat skeemi.
Sarnaseid tehnoloogiaid arendavad palavikuliselt ka teised ettevõtted: Intel on demonstreerinud oma WREL -tehnoloogiat, mille jõuülekande efektiivsus on kuni 75%. 2009. aastal demonstreeris Sony teleri tööd ilma võrguühenduseta. Murettekitav on ainult üks asjaolu: olenemata ülekandemeetodist ja tehnilistest muudatustest peab ruumide energiatihedus ja väljatugevus olema piisavalt kõrge, et toita seadmeid võimsusega mitukümmend vatti. Arendajate endi sõnul pole veel teavet selliste süsteemide bioloogilise mõju kohta inimestele. Arvestades hiljutist välimust ja jõuülekandeseadmete rakendamise erinevaid lähenemisviise, on sellised uuringud veel ees ja tulemused ei ilmu niipea. Ja nende negatiivset mõju saame hinnata ainult kaudselt. Meie kodudest kaob jälle midagi, nagu prussakad.
2010. aastal avalikustas Hiina kodumasinate tootja Haier Group oma unikaalse toote CES 2010, mis on täielikult traadita LCD -teler, mis põhineb professor Marina Solyachichi uurimusel traadita jõuülekande ja juhtmeta koduse digitaalse liidese (WHDI) kohta.
Aastatel 2012-2015. Washingtoni ülikooli insenerid on välja töötanud tehnoloogia, mis võimaldab WiFi-d kasutada toiteallikana kaasaskantavate seadmete toiteks ja vidinate laadimiseks. Ajakiri Popular Science on seda tehnoloogiat juba tunnistanud 2015. aasta üheks parimaks uuenduseks. Traadita tehnoloogia üldlevimus on ennast revolutsiooniliselt muutnud. Ja nüüd oli traadita jõuülekande kord õhu kaudu, mida Washingtoni ülikooli arendajad nimetasid PoWiFi (Power Over WiFi).
Katsetamisfaasis suutsid teadlased edukalt laadida väikese võimsusega liitium-ioon- ja nikkel-metallhüdriidakusid. Kasutades ruuterit Asus RT-AC68U ja mitut andurit, mis asuvad sellest 8,5 meetri kaugusel. Need andurid muudavad elektromagnetlaine energia alalisvooluks pingega 1, 8 kuni 2, 4 volti, mis on vajalikud mikrokontrollerite ja andurisüsteemide toiteks. Tehnoloogia eripära on see, et töösignaali kvaliteet sel juhul ei halvene. Peate lihtsalt ruuteri uuesti välgutama ja saate seda tavapäraselt kasutada, lisaks toite väikese võimsusega seadmetele. Ühel demonstratsioonil sai väike, madala eraldusvõimega varjatud valvekaamera, mis asus ruuterist rohkem kui 5 meetri kaugusel, toiteallikaks. Siis laeti Jawbone Up24 fitness trackeril 41%laengut, selleks kulus 2,5 tundi.
Keerulistele küsimustele, miks need protsessid võrgukommunikatsioonikanali kvaliteeti negatiivselt ei mõjuta, vastasid arendajad, et see saab võimalikuks tänu sellele, et välgustatud ruuter saadab oma töö ajal energiapakette tühjade teabekanalite kaudu. Sellele otsusele jõudsid nad siis, kui avastasid, et vaikuseperioodidel voolab süsteem süsteemist lihtsalt välja ja tegelikult saab seda suunata väikese energiatarbega seadmete toiteks.
Tulevikus võib PoWiFi tehnoloogia olla kasulik kodumasinate ja sõjavarustuse sisseehitatud andurite toiteks, juhtida neid juhtmevabalt ja teostada kauglaadimist / laadimist.
Energia ülekanne UAV jaoks on asjakohane (tõenäoliselt juba kasutades PoWiMax tehnoloogiat või kandelennuki õhuradarilt):
Idee tundub päris ahvatlev. Tänase lennuaja 20-30 minuti asemel:
→ LOCUST - kubisevad mereväe droonid
→ USA -s testiti Perdixi mikrodroonide sülemit
→ Intel juhtis Lady Gaga poolajaetenduse ajal droonisaadet - Intel® Aero Platform for UAV
saate 40–80 minutit, laadides droone traadita tehnoloogiate abil.
Las ma selgitan:
-m / y droonide vahetus on endiselt vajalik (sülemalgoritm);
-vajalik on ka m / y droonide ja õhusõidukite (emakas) vahetamine (juhtimiskeskus, BZ korrigeerimine, uuesti sihtimine, käsk likvideerida, "sõbralikku tulekahju" ära hoida, luureinfo edastamine ja relvade kasutamise käsud).
UAV-de puhul negatiivne ruutseadusest (isotroopset kiirgavat antenni) "kompenseerib" osaliselt antenni kiiruse laiust ja kiirgusmustrit:
See ei ole kärgühendus, kus lahter peab tagama 360 ° side lõpp -elementidega.
Ütleme selle variatsiooni:
Kandjalennukil (Perdixi jaoks) on sellel F-18 (praegu) AN / APG-65 radar:
või tulevikus on sellel AN / APG-79 AESA:
Sellest piisab, et pikendada Perdix Micro-Dronesi aktiivset eluiga praeguselt 20 minutilt tunnini ja võib-olla isegi rohkem. Tõenäoliselt kasutatakse vahepealset drooni Perdix Middle, mida võitleja radar kiiritab piisaval kaugusel ja see omakorda viib energia „jaotamiseni“Perdix Micro- Droonib PoWiFi / PoWiMaxi kaudu, vahetades nendega samaaegselt teavet (lend ja vigurlennu, sihtülesanded, sülemite koordineerimine).
Kas tüügaste rünnakute ajastu on minevik?
Võib-olla tuleb varsti hakata laadima mobiiltelefone ja muid mobiilseadmeid, mis on WiFi, Wi-Max või 5G levialas-metroos, rongis, lennukis, pargis jalutades / sörkides?
Järelsõna: 10–20 aastat pärast arvukate elektromagnetiliste mikrolaine kiirgurite (mobiiltelefonid, mikrolaineahjud, arvutid, WiFi, Blu-tööriistad jne) laialdast kasutuselevõttu igapäevaelus on järsku prussakad suurtes linnades muutunud ootamatult harulduseks! Nüüd on prussakas putukas, keda võib kohata ainult loomaaias. Nad kadusid äkki kodudest, mida nad varem nii väga armastasid.
Prussakad KARL ™!
Need koletised, "raadioresistentsete organismide" nimekirja juhid, andsid häbematult alla!
viide
Kes on järjekorras järgmine?
Märkus. Tüüpiline WiMAX tugijaam edastab võimsust umbes +43 dBm (20 W), mobiiljaam aga tavaliselt kiirusel +23 dBm (200 mW).
Mõnes riigis on mobiilside tugijaamade (900 ja 1800 MHz, kogu tase kõigist allikatest) lubatud kiirguse tasemed märkimisväärselt erinevad:
TÄIELIK KAOS
Meditsiin ei ole veel andnud selget vastust küsimusele: kas mobiil ja WiFi on kahjulikud ja kui suures ulatuses? Ja kuidas on juhtmevaba elektrienergia edastamine mikrolaine tehnoloogiate abil?
Siin pole võimsus vatti ja miili vatti, vaid juba kW …
Lingid, kasutatud dokumendid, fotod ja videod:
"(RAADIOELEKTROONIKA AJAKIRI!" N 12, 2007 (ELECTRIC POWER FROSS - PÄIKESE RUUMI TOITMISTAIMED, V. A. Banke)
"Mikrolaineahju elektroonika - perspektiivid kosmoseenergias" 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
