Nạp điện từ tia laser, máy bay không người lái có thể bay vô thời hạn

Công nghệ mới mở ra tương lai khả thi cho các hệ thống taxi bay trong môi trường đô thị.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Bách khoa Tây Bắc ở Hàm Dương, Thiểm Tây, Trung Quốc, đã chứng minh thành công khả năng tồn tại của một máy bay không người lái không bao giờ cần phải hạ cánh. Bởi nó có thể được cung cấp năng lượng nhờ hệ thống sạc từ xa thông qua tia laser theo dõi mục tiêu thích ứng trên mặt đất.

Hệ thống sử dụng bộ chuyển đổi quang điện đặt ở dưới cùng của máy bay không người lái để thu năng lượng từ tia laser. Về cơ bản loại hệ thống này từ lâu đã chứng minh khả năng thực hiện khá tốt công việc truyền tải điện không dây, mặc dù hiệu quả không cao. Ở đầu truyền, hiệu suất chuyển đổi năng lượng sang tia laser có thể nằm trong khoảng 50-85%, còn ở đầu nhận có khả năng lại mất thêm khoảng 50% năng lượng.

Nhưng giá điện rẻ và nếu cắm vào nguồn điện, những tổn thất này có thể chấp nhận được nếu điều đó có nghĩa là các máy bay không người lái giám sát không bao giờ cần phải hạ cánh nữa.

Công ty PowerLight có trụ sở tại Washington, trước đây gọi là LaserMotive, đã trình diễn một hệ thống sạc máy bay không người lái không dây tương tự vào năm 2012, khi giữ một máy bay không người lái lớn ở trên không trong 48 giờ trong đường hầm gió. Công nghệ này cũng được dùng để cung cấp năng lượng cho một trong những máy bay không người lái Stalker của hãng Lockheed Martin ở ngoài trời từ phạm vi lên tới 600 mét.

Còn ở trung Quốc, nhóm nghiên cứu đã phát triển một "thuật toán theo dõi hình ảnh thông minh" để giữ cho chùm tia laser luôn nhắm mục tiêu vào máy bay không người lái, cũng như một hệ thống định hình chùm tia thích ứng có thể bù đắp cho những thay đổi về mật độ khí quyển. Họ cũng thiết kế một phương pháp xác định chướng ngại vật và nhanh chóng điều chỉnh sức mạnh của chùm tia đến mức an toàn.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm với một chiếc drone nhỏ và chứng minh hệ thống hoạt động trong nhà cũng như ngoài trời, ban ngày lẫn ban đêm, với video cho thấy chiếc máy bay không người lái đạt độ cao vào khoảng 10 mét.

Khả năng tầm xa của các hệ thống laser cho thấy loại hệ thống này có thể mở ra cơ hội cho các hoạt động của máy bay không người lái ở độ cao lớn hơn. Nó cũng có thể để duy trì liên tục các nền tảng trên không như các mạng vệ tinh ở độ cao thấp. Dẫu vậy, việc sử dụng chúng có thể vẫn phụ thuộc vào thời tiết. Bên cạnh đó là một số quy định về việc ai, ở đâu và khi nào có thể hướng các tia laser lên bầu trời.

Các nhà nghiên cứu đã không tiết lộ công suất đầu ra của laser, phạm vi của hệ thống hoặc hiệu quả của nó, với các lý do tiềm năng về quân sự của thiết bị. Nhưng đây rõ ràng là một nguyên mẫu trong phòng thí nghiệm ở giai đoạn đầu.

Trong khi đó, PowerLight dường như đã tiến gần hơn đến việc thương mại hóa và công ty cho biết họ đang nghiên cứu hệ thống truyền năng lượng laser không dây tầm xa, trọng lượng nhẹ và nhỏ gọn với các hệ thống có khả năng hoạt động bất kể điều kiện thời tiết.

Bỏ qua các ứng dụng quân sự, sẽ rất thú vị khi xem xét năng lượng không dây có thể ảnh hưởng như thế nào đến các máy bay điện khác trong tương lai, đặc biệt là các loại taxi hàng không eVTOL. Bởi với công nghệ hiện nay, mật độ và phạm vi hoạt động của các bộ pin là một trong những vấn đề chính của ngành.

Một mạng lưới các bộ sạc laser lắp đặt trên toàn thành phố, cung cấp năng lượng khi những thứ này bay trên đầu có thể giúp những công nghệ này có ý nghĩa thương mại hơn. Nhưng vẫn còn một chặng đường dài trước khi chúng được phê duyệt hợp pháp và sẵn sàng sử dụng trong môi trường đô thị.

Tham khảo NewAtlas, China Daily