Төртінші буындағы Әуе қорғанысы туралы мақаланы түсіндіре отырып, шағын және ультра ұсақ ұшқышсыз ұшу аппараттарын (ҰҚА) қашықтықтан сымсыз қоректендіру мәселесі бойынша ТОП2-мен «қақтығысқан» (мұнда қараңыз), сонымен қатар тақырып бойынша: ҰҚА-ның алгоритмі (агенттері) және «4-ші буын» әуе қорғанысының болашағы. Мен өз білгенімше сымсыз қуат беру мәселесін бөліп көрсетуге тырысамын. Үйірме алгоритмі (агенттер туралы түсінік) және қолданыстағы әуе шабуылына қарсы қорғаныс жүйелерінің мүмкін тиімсіздігі, жалпы, жеке мақалаға арналған тақырып.
Электр тогын сымдарсыз беру - бұл электр тізбегіндегі өткізгіш элементтерді пайдаланбай электр энергиясын беру әдісі.
19 ғасырдың аяғында электр шамы шамды жарқырата алатынын білу электр энергиясын берудің ең жақсы әдісін іздестірудің жарылуына себеп болды.
Энергияны сымсыз беру 20 ғасырдың басында да белсенді түрде зерттелді, сол кезде ғалымдар энергияны сымсыз берудің әр түрлі жолдарын іздеуге үлкен көңіл бөлді. Зерттеудің мақсаты қарапайым болды - электр өрісін бір жерде генерациялау, сонда оны алыстан құрылғылармен анықтауға болады. Сонымен қатар, кернеуді анықтау үшін жоғары сезімтал датчиктерге ғана емес, сонымен қатар энергияны айтарлықтай тұтынушыларға да қашықтықтан энергия беруге әрекет жасалды. Сонымен, 1904 ж St. Louis World Fair жәрмеңкесіне қуаты 0,1 ат күші бар ұшақ қозғалтқышын сәтті ұшырғаны үшін сыйлық берілді, 30 м қашықтықта орындалады.
«Электр энергиясының» гурусын көпшілік біледі (Уильям Стержен, Майкл Фарадей, Николас Джозеф Каллан, Джеймс Клерк Максвел, Генрих Герц, Махлон Луомас және т.б.), бірақ жапон зерттеушісі Хидацугу Яги өзінің дамыған антеннасын қолданғанын аз адамдар біледі. энергияны беру үшін. 1926 жылы ақпанда ол Yagi антеннасын баптаудың құрылымы мен әдісін сипаттайтын зерттеу нәтижелерін жариялады.
1930-1941 жылдары КСРО-да өте маңызды жұмыстар мен жобалар жүргізілді. және параллель Дриттес Рейхте.
Әрине, негізінен әскери мақсатта: жаудың жұмыс күшін жеңу, әскери және өндірістік инфрақұрылымды жою және т.б. КСРО -да металл конструкциялар мен бұйымдардың беткі коррозиясын болдырмау үшін микротолқынды радиацияны қолдану бойынша да маңызды жұмыстар жүргізілді. Бірақ бұл бөлек уақыт, ол көп уақытты қажет етеді: қайтадан шаңды шатырға немесе шаңды жертөлеге көтерілуге тура келеді.
Өткен ғасырдағы ең ірі орыс физиктерінің бірі, Нобель сыйлығының лауреаты, академик Петр Леонидович Капица өзінің шығармашылық өмірбаянының бір бөлігін микротолқынды тербелістер мен толқындарды қолдану перспективаларын зерттеуге арнады.
1962 жылы ол өзінің монографиясының кіріспесінде былай деп жазды:
ХХ ғасырда жүзеге асырылған фантастикалық техникалық идеялардың ұзақ тізімінен тек электр энергиясын сымсыз жіберу туралы арман орындалмады. Ғылыми -фантастикалық романдардағы энергия сәулелерінің егжей -тегжейлі сипаттамасы инженерлерді олардың қажеттілігімен және іске асырудың практикалық күрделілігімен мазалады.
Бірақ жағдай біртіндеп жақсы жаққа өзгере бастады.
1964 жылы микротолқынды электроника маманы Уильям С. Браун микротолқынды сәуленің энергиясын тұрақты ток түрінде қабылдауға және пайдалануға қабілетті құрылғыны (тікұшақтың үлгісін) сынады. ол жоғары тиімді Schottky диодтарымен жүктелген …
Сондай -ақ 1964 жылы Уильям С. Браун CBS телеарнасының Walter Cronkite News телеарнасында ұшуға арналған микротолқынды сәуле шығаратын тікұшақ моделін көрсетті.
Негізінде, бұл оқиға мен бұл технология TopWar -да ең қызықты (төменде «күнделікті өмір» мен энергия туралы аз болады). Сымсыз микротолқынды ұшу тарихы мен эксперименттері (ағылшын тіліндегі фильм, бірақ бәрі түсінікті)
1976 жылы Уильям Браун 30 кВт қуатты микротолқынды сәулені 1,6 км қашықтықта, тиімділігі 80%асатын өткізуді жүзеге асырды.
Сынақтар зертханада жүргізілді және Raytheon Co.
Raytheon -ды не әйгілі етті және осы компанияның негізгі қызығушылығы, менің ойымша, нақтылауға тұрарлық емес пе? Егер біреу білмесе, Рейтеонның тарихи хронологиясын қараңыз:
Қол жеткізілген нәтижелер туралы толығырақ мына жерден оқыңыз (ағылшын және RIS форматында, BibTex және RefWorks Direct Export):
→ Микротолқынды қуат беру - IOSR журналы
→ Микротолқынды пешпен жұмыс істейтін тікұшақ. Уильям C. Браун. Raytheon компаниясы.
1968 жылы американдық ғарыш зерттеушісі Питер Э. Глазер үлкен күн батареяларын геостационарлық орбитаға орналастыруды және олар шығаратын энергияны (5-10 ГВт деңгейінде) Жер бетіне жақсы бағытталған микротолқынды сәулемен жіберуді ұсынды., содан кейін оны техникалық жиіліктегі тұрақты немесе ауыспалы ток энергиясына айналдырып, тұтынушыларға таратады.
Мұндай схема геостационарлық орбитада болатын күн радиациясының қарқынды ағынын қолдануға мүмкіндік берді (~ 1, 4 кВт / шаршы М.), және алынған энергияны тәулік уақытына қарамастан жер бетіне үздіксіз жеткізуге мүмкіндік берді. ауа райы жағдайлары. Экваторлық жазықтықтың 23,5 градус бұрыштағы эклиптикалық жазықтыққа табиғи бейімділігіне байланысты геостационарлық орбитада орналасқан жер серігі көктемгі күндерге жақын қысқа уақыт кезеңін қоспағанда, үнемі дерлік күн радиациясының ағынымен жарықтандырылады. және күзгі күн мен түннің теңелуі, бұл спутник Жердің көлеңкесіне түскен кезде. Бұл уақыт кезеңдерін дәл болжауға болады, және олар жылдың жалпы ұзақтығының 1% -ынан аспайды.
Микротолқынды сәуленің электромагниттік тербелісінің жиілігі өнеркәсіпте, ғылыми зерттеулерде және медицинада қолдану үшін бөлінген диапазондарға сәйкес келуі керек. Егер бұл жиілік 2,45 ГГц -ке тең болса, онда метеорологиялық жағдайлар, оның ішінде қалың бұлт пен қарқынды жауын -шашын, энергия тасымалдау тиімділігіне іс жүзінде әсер етпейді. 5,8 ГГц диапазоны тартымды, себебі бұл таратушы және қабылдаушы антенналардың көлемін азайтуға мүмкіндік береді. Алайда метеорологиялық жағдайдың әсері қазірдің өзінде қосымша зерттеуді қажет етеді.
Микротолқынды электрониканың қазіргі даму деңгейі бізге геостационарлық орбитадан Жер бетіне микротолқынды сәулемен энергия беру тиімділігінің өте жоғары мәні туралы айтуға мүмкіндік береді - шамамен 70% ÷ 75%. Бұл жағдайда таратушы антеннаның диаметрі әдетте 1 км -ге тең таңдалады, ал жердегі тік бұрылыстың өлшемдері 35 градус ендік үшін 10 км x 13 км. Шығу қуаты 5 ГВт болатын SCES таратушы антеннаның ортасында 23 кВт / м² сәулелену қуаты тығыздығына ие, қабылдау антеннасының ортасында - 230 Вт / м2.
SCES таратушы антеннасына арналған қатты және вакуумды микротолқынды генераторлардың әр түрлі түрлері зерттелді. Уильям Браун, атап айтқанда, микротолқынды пештерге арналған өнеркәсіп жақсы дамыған магнитрондарды SCES антенналық массивтерін таратуда да қолдануға болатынын көрсетті, егер олардың әрқайсысы өзінің теріс фазалық кері байланыс тізбегімен жабдықталған болса. сыртқы синхрондау сигналы (Magnetron Directional Amplifier - MDA деп аталады).
Ректенна - бұл жоғары тиімді қабылдау және түрлендіру жүйесі, дегенмен диодтардың төмен кернеуі және оларды сериялық ауыстыру қажеттілігі қар көшкінінің бұзылуына әкелуі мүмкін. Циклотронды энергия түрлендіргіші бұл мәселені айтарлықтай жоя алады.
SCES таратушы антеннасы саңылаулы толқын бағыттағыштарына негізделген кері шығаратын белсенді антенна массиві болуы мүмкін. Оның өрескел бағытталуы механикалық түрде жүзеге асады; микротолқынды сәулені дәл бағыттау үшін пилоттық сигнал қабылданады, ол қабылдағыш рентеннаның ортасынан шығарылады және таратушы антеннаның бетінде тиісті датчиктер желісімен талданады.
1965-1975 жж Билл Браун бастаған ғылыми бағдарлама табысты аяқталды, ол 30 кВт қуатты 1 мильден астам қашықтыққа 84%тиімділікпен беру мүмкіндігін көрсетті.
1978-1979 жылдары АҚШ-та Энергетика департаменті (DOE) мен NASA (NASA) жетекшілігімен SCES перспективаларын анықтауға бағытталған алғашқы мемлекеттік зерттеу бағдарламасы жүргізілді.
1995-1997 жылдары НАСА қайтадан сол кездегі технологиялық прогреске сүйене отырып, SCES болашағын талқылауға қайта оралды.
Зерттеулер 1999-2000 жылдары жалғастырылды (Ғарыштық күн энергиясы (SSP) стратегиялық зерттеулер мен технологиялар бағдарламасы).
SCES саласындағы ең белсенді және жүйелі зерттеулерді Жапония жүргізді. 1981 жылы профессорлар М. Нагатомо (Макото Нагатомо) мен С. Сасакидің (Сусуму Сасаки) жетекшілігімен Жапонияның ғарыштық зерттеулер институты қуаты 10 МВт болатын SCES прототипін жасау бойынша зерттеулерді бастады. қолданыстағы зымыран тасығыштардың көмегімен жасалуы тиіс. Мұндай прототипті құру технологиялық тәжірибені жинақтауға мүмкіндік береді және коммерциялық жүйелердің қалыптасуына негіз дайындайды.
Жоба SKES2000 (SPS2000) деп аталды және әлемнің көптеген елдерінде танылды.
WiTricity мен WiTricity корпорациясы осылай дүниеге келді.
2007 жылдың маусымында Марин Солячич және тағы басқалар Массачусетс технологиялық институтында 60 Вт шамы 2 м қашықтықта орналасқан көзден алынған, тиімділігі 40%болатын жүйенің дамуы туралы хабарлады.
Өнертабыс авторларының айтуынша, бұл байланысқан тізбектердің «таза» резонансы емес және индуктивті муфтасы бар Tesla трансформаторы емес. Бүгінгі күні энергияны беру радиусы екі метрден сәл асады, болашақта - 5-7 метрге дейін.
Жалпы, ғалымдар принципті түрде екі схеманы сынап көрді.
Ұқсас технологиялар басқа фирмалармен қарқынды түрде дамып келеді: Intel өзінің WREL технологиясын көрсетті, оның қуат беруінің тиімділігі 75%дейін. 2009 жылы Sony желіге қосылусыз теледидардың жұмысын көрсетті. Тек бір ғана жағдай алаңдаушылық туғызады: беру әдісіне және техникалық түзетулерге қарамастан, үй -жайлардағы энергияның тығыздығы мен өрістің күші қуаттылығы бірнеше ондаған ватт құрылғыларды қуаттандыратындай жоғары болуы керек. Әзірлеушілердің айтуынша, мұндай жүйелердің адамға биологиялық әсері туралы ақпарат әлі жоқ. Жақында пайда болған және электр энергиясын беру құрылғыларын енгізуге әр түрлі көзқарастарды ескере отырып, мұндай зерттеулер әлі алда, ал нәтижелер жақын арада пайда болмайды. Біз олардың теріс әсерін тек жанама түрде бағалай аламыз. Біздің үйлерден тағы бір нәрсе тарақандар сияқты жоғалады.
2010 жылы қытайлық тұрмыстық техниканы өндіруші Haier Group өзінің бірегей өнімін CES 2010 көрмесінде көрсетті, профессор Марина Солячичтің сымсыз электр энергиясын беру және сымсыз үй цифрлық интерфейсі (WHDI) зерттеулеріне негізделген толық сымсыз LCD теледидар.
2012-2015 жылдары. Вашингтон университетінің инженерлері Wi-Fi-ды портативті құрылғылар мен зарядтау гаджеттерінің қуат көзі ретінде пайдалануға мүмкіндік беретін технологияны жасады. Технологияны Popular Science журналы 2015 жылдың ең жақсы жаңалықтарының бірі деп таныды. Барлық жерде сымсыз технологиялар революция жасады. Енді Вашингтонның университетінің әзірлеушілері PoWiFi (Power Over WiFi үшін) деп атаған әуе арқылы сымсыз электр энергиясын беру кезегі келді.
Тестілеу кезеңінде зерттеушілер шағын көлемді литий-ионды және никель-металлы гидридті батареяларды сәтті зарядтай алды. Asus RT-AC68U маршрутизаторын және одан 8,5 метр қашықтықта орналасқан бірнеше сенсорларды қолдану. Бұл датчиктер электромагниттік толқынның энергиясын микроконтроллерлер мен сенсорлық жүйелерді қуаттандыру үшін қажет кернеуі 1, 8 -ден 2, 4 вольтке дейінгі тұрақты токқа айналдырады. Технологияның ерекшелігі - бұл жағдайда жұмыс сигналының сапасы нашарламайды. Сізге тек маршрутизаторды жаңарту қажет, және сіз оны әдеттегідей қолдана аласыз, сонымен қатар қуаты төмен құрылғыларды қуатпен қамтамасыз ете аласыз. Демонстрациялардың бірінде маршрутизатордан 5 метрден астам қашықтықта орналасқан шағын ажыратымдылығы бар жасырын бақылау камерасы сәтті қуаттандырылды. Содан кейін Jawbone Up24 фитнес трекеріне 41%ақы төленді, ол 2,5 сағатты алды.
Неліктен бұл процестер желілік байланыс арнасының сапасына теріс әсер етпейтіні туралы күрделі сұрақтарға әзірлеушілер бұл жарқылдаған маршрутизатор жұмыс кезінде ақпарат алмасу арналары арқылы энергия пакеттерін жіберетіндіктен мүмкін болады деп жауап берді. Олар үнсіздік кезеңінде энергия жүйеден шығып кететінін және шын мәнінде қуаты аз құрылғыларға бағытталатынын білген кезде осындай шешімге келді.
Болашақта PoWiFi технологиясы тұрмыстық техника мен әскери техникада орнатылған қуат датчиктеріне, оларды сымсыз басқаруға және қашықтықтан зарядтау / қайта зарядтауға қызмет етуі мүмкін.
Ұшқышсыз ұшу аппараттарына энергияны беру маңызды (мүмкін, PoWiMax технологиясын қолдана отырып немесе әуе кемесінің әуе радарынан):
Идея өте тартымды көрінеді. Бүгінгі 20-30 минуттық ұшудың орнына:
→ LOCUST - теңіз флотының дрондары
→ АҚШ -та Perdix микродрондарының «үйірін» сынақтан өткізді
→ Intel Леди Гаганың үзіліс кезінде дронсыз шоу өткізді - ҰШҚ үшін Intel® Aero Platform
сымсыз технологияларды қолдана отырып, дрондарды зарядтау арқылы 40-80 минут алыңыз.
Түсіндіруге рұқсат етіңіз:
-м / ж дрондарының алмасуы әлі де қажет (үйінді алгоритмі);
-м / у дрондары мен ұшақтарының (жатырдың) алмасуы да қажет (басқару орталығы, BZ түзету, қайта мақсатқа қою, жою жөніндегі команда, «достық оттың» алдын алу, барлау ақпаратын беру және қаруды қолдану туралы командалар).
Ұшқышсыз ұшу аппараттары үшін кері квадрат заңынан (изотропты шығаратын антенна) теріс антенна сәулесінің ені мен сәулелену үлгісін ішінара «өтейді»:
Бұл ұялы байланыс емес, онда ұяшық соңғы элементтермен 360 ° байланыс қамтамасыз етуі керек.
Бұл вариацияны айтайық:
Тасымалдаушы ұшақ (Perdix үшін) бұл F-18-де (қазір) AN / APG-65 радарлары бар:
немесе болашақта AN / APG-79 AESA болады:
Бұл Perdix Micro-Drones-тің белсенді өмірін қазіргі 20 минуттан бір сағатқа дейін, мүмкін одан да көп ұзарту үшін жеткілікті. Сірә, Perdix Middle аралық дроны пайдаланылады, ол истребительдің радарымен жеткілікті қашықтықта сәулеленеді, және ол өз кезегінде Perdix Micro-ның інілері үшін энергияның «таралуын» жүзеге асырады. PoWiFi / PoWiMax арқылы дрондар, олармен бір мезгілде ақпарат алмасады (ұшу және аэробатика, мақсатты тапсырмалар, топтарды үйлестіру).
Вартог шабуылдарының дәуірі өткен нәрсе ме?
Мүмкін, бұл жақын арада метрода, пойызда, ұшақта, саябақта серуендеу / жүгіру кезінде Wi-Fi, Wi-Max немесе 5G диапазонындағы ұялы телефондар мен басқа да мобильді құрылғыларды зарядтауға келеді ме?
Қосымша сөздер: микротолқынды электромагниттік сәуле шығаратын көптеген құрылғылардың (ұялы телефондар, микротолқынды пештер, компьютерлер, WiFi, Blu құралдары және т. Енді тарақан - жәндіктер, оны тек хайуанаттар бағында кездестіруге болады. Олар кенеттен жақсы көретін үйлерден кенеттен жоғалып кетті.
COCKROACHES KARL ™!
Бұл құбыжықтар, «радиоға төзімді организмдер» тізімінің көшбасшылары ұялмай тапсырды!
сілтеме
Келесі кезекте кім бар?
Ескерту: Әдеттегі WiMAX базалық станциясы қуатты шамамен +43 дБм (20 Вт) жібереді, ал жылжымалы станция әдетте +23 дБм (200 мВт) жылдамдықта таратады.
Кейбір елдерде санитарлық-тұрғын аудандағы ұялы байланыс базалық станцияларының (900 және 1800 МГц, барлық көздерден алынған жалпы) радиациясының рұқсат етілген деңгейлері айтарлықтай ерекшеленеді:
Толық хаос
Медицина сұраққа нақты жауап берген жоқ: мобильді / WiFi зиянды ма және қаншалықты? Ал микротолқынды технологиялар арқылы электр энергиясын сымсыз жіберу туралы не деуге болады?
Мұнда қуат ватт пен миль ватт емес, қазірдің өзінде кВт …
Сілтемелер, пайдаланылған құжаттар, фотосуреттер мен бейнелер:
«(РАДИО ЭЛЕКТРОНИКА ЖУРНАЛЫ!» N 12, 2007 (ҒАРЫШТАН ЭЛЕКТР ҚУАТЫ - КӨНСІЗ ҒАРЫШТЫҚ ЭЛЕКТР СТАНЦИЯЛАРЫ, В. А. Банке)
«Микротолқынды электроника - ғарыштық энергияның перспективалары» В. Банке, т.ғ.к.
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 арқылы
www.researchgate.net
www. proelectro.info
www.youtube.com
