Доктор. Ифана Махбуб, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Техасского университета, уже получила Премию молодых преподавателей от DARPA в 2021 году, в результате чего ей было выделено 500 000 долларов США на два года за ее проект. Стипендия предлагает дополнительное финансирование в размере 250 000 долларов США для продолжения разработки технологии энергетического излучения.
Возможно, вы уже знакомы с технологией беспроводной зарядки; Некоторые сотовые телефоны уже используют беспроводную технологию ближнего поля для пополнения заряда аккумулятора за счет использования низкочастотных электромагнитных волн на очень коротком расстоянии. Это похоже на черную магию, но на практике все не так уж и сложно. Зарядное устройство представляет собой катушку, которая создает электромагнитное поле, а принимающая сторона, как и катушка в вашем телефоне, улавливает электромагнитные волны, которые создают электрический ток, который затем подается в аккумулятор.
Махбуб и ее команда исследуют технологию дальнего действия, позволяющую отправлять электромагнитные волны гораздо дальше. В частности, чтобы полностью исключить необходимость возвращения дрона на базу (RTB) для замены батареи или зарядки, что может привести к потере драгоценного времени и ресурсов, не говоря уже о потенциальном вреде для выполняемой миссии. Зачем вспоминать о БПЛА, если можно просто зарядить его батарею, пока он еще в полете?
Доктор Ифана Махбуб использует Millibox для проверки работы антенны в эфире Техасский университет, Даллас
Одним из самых больших препятствий для Махбуба является предотвращение рассеяния электромагнитных лучей и потери мощности на больших расстояниях. Махбубу пришла в голову остроумная идея использования антенн с фазированной решеткой; система передатчиков и антенн меньшего размера для направления электромагнитного луча по определенному пути. Технология, которую она создает, использует телеметрию БПЛА в режиме реального времени, чтобы обеспечить прямую видимость соединения и максимальную зарядку.
«Сигнал может распространяться в нежелательных направлениях», — говорит Махбуб. «Наша цель — спроектировать форму сигнала так, чтобы мы могли минимизировать потери на трассе».
Военные дроны, такие как Medium Altitude, Long Endurance (MALE) БПЛА рассчитаны на полеты на высоту до 25 000 футов (7 620 м), тогда как дроны High Altitude, Long Endurance (HALE) часто работают на высоте 50 000 футов (15 240 м). Тактические дроны обычно летают на высоте от 2000 футов (610 м) до 5000 футов (1524 м).
MQ9 — Дрон Reaper, использующий турбовинтовой двигатель мощностью 950 л.с. (712 кВт) в своей текущей конфигурации, может стать будущим кандидатом на использование аккумуляторной батареи с технологией передачи энергии, которую доктор Ифана Махбуб разрабатывает General Atomics
Есть множество других приложений, для которых можно использовать эту технологию. Представьте себе электромобили, едущие по автостраде во время зарядки. Махбуб также работает над технологией беспроводной зарядки, которую можно было бы использовать на низкочастотном, безопасном, одобренном Федеральной комиссией по связи (FCC) уровне, который потенциально мог бы заряжать медицинские имплантаты у людей.
Хотя посылать эти электромагнитные волны может показаться пугающим, волны, достаточно сильные, чтобы зарядить небольшой самолет в воздухе, мы уже делаем подобное уже много лет. Радиовещание, телевещание, сотовая связь, радар, Wi-Fi и даже GPS используют электромагнитные волны.
Однако, вероятно, было бы опрометчиво стоять между передатчиком и дроном во время зарядки.
