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美軍又有“黑科技”?!可令無人機不間斷飛行

美国中文网 2018年01月11日 06:51:00    

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近日,據英國《每日郵報》網站報道,美國防部正計劃研發以“激光充能”為動力的“蝙蝠”無人機。當提到激光技術在軍事領域的應用時,人們會先和防空、反導及致盲等硬殺傷系統和效能聯系起來,但實際上,激光技術在雷達探測、能量傳輸等其他方面也有發揮作用。那麼“激光充能”技術對未來無人機的作戰性能帶來怎樣的影響?本文就此為您解讀。


▲加州理工大學研制的蝙蝠機器人(英國《每日郵報》)

據英國《每日郵報》網站報道,美國防部計劃研發的這種新型激光動力無人機,將以蝙蝠和昆蟲為原型研制。這型無人跡具備更靈活的飛行性能,但與生物原型不同,在激光充能(又稱“激光充電”)技術進一步完善後,這些無人機甚至無需降落,可一直保持留空飛行。

這種看似科幻小說中的新穎設計,實際早在6年前就已經得到了成功實踐。2012年7月,美國洛克希德-馬丁公司(下文簡稱“洛馬”)旗下的“臭鼬工廠”與激光動力公司共同研發了一種利用光縴供電系統,發射自由電子激光波束系統進行遠距離激光能量傳輸的新技術。


▲洛馬“潛行者”無人機

資料顯示,該系統並已完成了地面風洞測試,內容包括在風洞內使用地基激光充能系統,為“潛行者”手擲式單兵無人機(該型機是“臭鼬工廠”專為美國特戰司令部研發,于2006年投入服役,最大續航時間超過2小時,實用升限4600米,已在阿富汗執行超過80次作戰行動)充能等。測試不僅大獲成功,而且成功將該型無人機的飛行時間增加到48小時以上,續航能力擴展了24倍。一個月後,洛馬公司網站報道稱,他們已經完成了激光充能型“潛伏者”無人機的一系列戶外飛行測試,以驗證該技術的可行性。


▲地基激光充能系統為飛行中的無人機“激光充能”應用示意圖

戶外測試表明,激光充能系統可以在晝、夜條件下為“潛伏者”無人機傳輸能量,而且不會受到強風和高溫影響(試驗專門選在偏僻沙漠中進行)。“潛伏者”在測試期間,安裝了一個輕型光電接收器和電源管理硬件,接收激光充電的最大有效範圍達600米。

在激光能量傳輸時,該系統可以將波束跟蹤定位接收器的精度控制在厘米級,不僅不會破壞和影響“潛伏者”的正常飛行操作, 而且還不影響無人機進行盤旋、爬升等各種機動飛行。光縴激光充能技術由于光縴本身不會導電,不用擔心會遭受雷擊或短路影響,且在高電壓和強磁場環境下不會出現干擾。





▲激光充電型“潛行者”無人機應用示意圖

該系統唯一的不足在于激光充能系統的體積較為龐大,需要裝在一輛房車中。目前,洛馬公司宣稱他們的目標是將充能系統縮小到只有“2個行李箱”大小,以便特戰隊員攜帶。

除單兵固定翼無人機外,在2013年5月,美國還進行了四旋翼無人機在垂直起降情況下的激光充能試驗。這種綽號“隱形塔”的充能系統,可利用激光在任意條件下為無人機充電,在地基充能系統能源充足的情況下,可實現令無人機不間斷飛行。


▲資料圖片︰四旋翼無人機進行激光充能測試。

除美國外,俄羅斯也于2016年10月完成了激光充能試驗。據俄新社報道,俄“能源”火箭航天公司成功地利用激光充能系統在一小時內,為1.5千米外的手機充了電。

試驗主要在兩棟建築物之間進行,其中一棟樓是“能源”公司位于莫斯科郊區的大樓。在試驗中,試驗人員在這棟樓的6樓安裝了激光充能裝置,並在1.5千米外的另一棟樓的樓頂安裝了總長10厘米的導光板(可對激光進行精確感應),並接入常規移動電話的充電端口,可借助專門的儀器設備將激光能量轉化為電能。俄方人員接受采訪稱,該技術未來將用于為無人機或人造衛星等航空航天裝備進行遠程充能。


▲俄羅斯激光充能試驗示意圖

從美俄兩國的試驗可看出,激光充能技術在未來軍事和航天領域都具有極大的發展潛力,可預見其在未來最大應用之一,就是可以近乎無限地延長軍用無人機的續航時間(只受搭載平台的激光能源限制)。一旦激光充能裝置的技術得到完善並使其尺寸大幅縮小後,該裝置可以安裝到裝甲車、戰艦甚至運輸機上,為飛行中的無人機群進行“充能作業”,就像今天的空中加油一樣。



▲美軍對未來激光充能技術的設想,既可以通過地基激光充能系統為飛行高度在4572米以下的無人機充能,也可以通過戰艦搭載的充能系統為在6096米以上高空飛行的監視飛艇充能。

與空中加油不同的是,激光充能系統不僅可以同時為多架無人機充能,而且無需要求無人機必須保持編隊或固定航線飛行,無疑能大幅提升無人機和充能平台的作戰靈活性和戰場生存能力。

此外,激光充能系統不僅能為無人機補充飛行用的燃料,甚至還可以包括武器,例如定向能武器所需的能源。或許在不久的將來,過去科幻電影中設想的無需降落,還能連續多天作戰的無人機群會成為現實,人們對此將拭目以待。

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