Met kommentaar op die artikel van die lugverdediging in die vierde generasie, het dit met die TOP2 "gebots" oor die kwessie van draadlose afstandsvoorsiening van klein en ultra-klein UAV's (UAV's) (sien hier), sowel as oor die onderwerp: die swermalgoritme (agente) vir die UAV en die vooruitsigte vir lugverdediging "4de generasie". Ek sal die probleem van draadlose kragoordrag na die beste van my kennis probeer uitlig. Die swermalgoritme (die konsep van agente) en die moontlike ondoeltreffendheid van bestaande lugafweerstelsels is in die algemeen 'n onderwerp vir 'n aparte artikel.
Die oordrag van elektrisiteit sonder drade is 'n metode om elektriese energie oor te dra sonder die gebruik van geleidende elemente in die elektriese stroombaan.
Aan die einde van die 19de eeu het die ontdekking dat elektrisiteit gebruik kan word om 'n gloeilamp te laat gloei, 'n ontploffing van navorsing veroorsaak om die beste manier te vind om elektrisiteit oor te dra.
Draadlose oordrag van energie is ook aan die begin van die 20ste eeu aktief bestudeer, toe wetenskaplikes baie aandag geskenk het aan die soeke na verskillende maniere van draadlose oordrag van energie. Die doel van die navorsing was eenvoudig - om 'n elektriese veld op een plek op te wek sodat dit dan deur toestelle op 'n afstand opgespoor kon word. Terselfdertyd is pogings aangewend om energie van 'n afstand af te lewer, nie net aan hoogs sensitiewe sensors om spanning op te spoor nie, maar ook aan aansienlike energieverbruikers. Dus, in 1904 aan die St. Louis World's Fair is 'n prys toegeken vir die suksesvolle bekendstelling van 'n vliegtuigmotor met 'n kapasiteit van 0,1 perdekrag, uitgevoer op 'n afstand van 30 m.
Die ghoeroes van 'elektrisiteit' is by baie bekend (William Sturgeon, Michael Faraday, Nicolas Joseph Callan, James Clerk Maxwel, Heinrich Hertz, Mahlon Loomas, ens.), Maar min mense weet dat die Japannese navorser Hidetsugu Yagi sy eie ontwikkelde antenna gebruik het om energie oor te dra. In Februarie 1926 publiseer hy die resultate van sy navorsing, waarin hy die struktuur en metode beskryf om die Yagi -antenna af te stem.
In die tydperk 1930-1941 is baie ernstige werk en projekte in die USSR uitgevoer. en terselfdertyd by Drittes Reich.
Natuurlik, hoofsaaklik vir militêre doeleindes: die nederlaag van vyandelike mannekrag, die vernietiging van militêre en industriële infrastruktuur, ens. In die USSR is daar ook ernstig gewerk aan die gebruik van mikrogolfstraling om oppervlakkorrosie van metaalstrukture en produkte te voorkom. Maar dit is 'n aparte verhaal wat 'n aansienlike tydsinvestering verg: weer moet jy op 'n stowwerige solder of 'n ewe stowwerige kelder klim.
Een van die grootste Russiese natuurkundiges van die vorige eeu, die Nobelpryswenner, het akademikus Pyotr Leonidovich Kapitsa 'n deel van sy kreatiewe biografie bestee aan die ondersoek na die vooruitsigte vir die gebruik van mikrogolf ossillasies en golwe om nuwe en hoogs doeltreffende energietransmissiestelsels te skep.
In 1962, in die voorwoord van sy monografie, skryf hy:
Van die lang lys fantastiese tegniese idees wat in die twintigste eeu geïmplementeer is, bly slegs die droom van draadlose oordrag van elektriese energie onvervuld. Die gedetailleerde beskrywings van energiebalke in science fiction -romans het ingenieurs gepla met hul ooglopende behoefte en met die praktiese kompleksiteit van implementering.
Maar die situasie het geleidelik ten goede begin verander.
In 1964 het die mikrogolfelektronika-kenner William C. Brown die eerste keer 'n toestel (helikoptermodel) getoets wat die energie van 'n mikrogolfbalk in die vorm van gelykstroom kan ontvang en gebruik, danksy 'n antenna-reeks wat bestaan uit halfgolf dipole, elk van wat gelaai is met hoë-doeltreffende Schottky-diodes …
Ook in 1964 het William C. Brown het sy model van 'n helikopter, wat deur 'n mikrogolfstraler vir die vlug aangedryf is, ten toon gestel op Walter Cronkite News van CBS.
In beginsel is hierdie gebeurtenis en hierdie tegnologie die interessantste in TopWar (hieronder gaan 'n bietjie oor die "alledaagse lewe" en energie). Mikrogolfvluggeskiedenis en eksperimente met draadlose krag (film in Engels, maar alles is duidelik genoeg)
Reeds teen 1976 het William Brown die oordrag van 'n mikrogolfstraal van 30 kW krag oor 'n afstand van 1,6 km uitgevoer met 'n doeltreffendheid van meer as 80%.
Die toetse is in 'n laboratorium uitgevoer en in opdrag van Raytheon Co.
Wat het Raytheon beroemd gemaak en is die belangrikste belangstelling van hierdie onderneming, is dit nie die moeite werd om te spesifiseer nie? As iemand dit nie weet nie, sien Raytheon's Historical Chronology:
Lees hier meer oor die behaalde resultate (in Engels en RIS -formaat, BibTex en RefWorks Direct Export):
→ Mikrogolfoortreding - IOSR -tydskrifte
→ Die helikopter met 'n mikrogolfoond. William C. Brown. Raytheon Company.
In 1968 stel die Amerikaanse ruimte-navorser Peter E. Glaser voor om groot sonpanele in 'n geostasionêre wentelbaan te plaas en die energie wat deur hulle opgewek word (op die vlak van 5-10 GW) na die aarde se oppervlak oor te dra met 'n goed gefokusde mikrogolfbalk., skakel dit dan om in energie van gelykstroom of wisselstroom van tegniese frekwensie en versprei dit aan verbruikers.
So 'n skema het dit moontlik gemaak om die intense vloed van sonstraling wat in die geostasionêre baan bestaan (~ 1, 4 kW / vierkante meter) te gebruik, en die ontvangde energie deurlopend na die aardoppervlak oor te dra, ongeag die tyd van die dag en weerstoestande. As gevolg van die natuurlike helling van die ekwatoriale vlak tot die ekliptiese vlak met 'n hoek van 23,5 grade, word 'n satelliet in 'n geostasionêre wentelbaan byna deurlopend verlig deur 'n vloed sonstraling, behalwe vir kort tydperke naby die dae van die lente en herfs equinox, wanneer hierdie satelliet in die skaduwee van die aarde val. Hierdie tydperke kan akkuraat voorspel word, en in totaal is dit nie meer as 1% van die totale lengte van die jaar nie.
Die frekwensie van elektromagnetiese ossillasies van die mikrogolfstraal moet ooreenstem met die reekse wat toegewys is vir gebruik in die nywerheid, wetenskaplike navorsing en medisyne. As hierdie frekwensie gelykstaande aan 2,45 GHz gekies word, het weerkundige toestande, insluitend dik wolke en intense neerslag, feitlik geen invloed op die energie -oordragdoeltreffendheid nie. Die 5,8 GHz -band is aanloklik, aangesien dit dit moontlik maak om die grootte van die ontvangende en ontvangende antennes te verminder. Die invloed van meteorologiese toestande hier vereis egter reeds addisionele studie.
Met die huidige ontwikkelingsvlak van mikrogolfelektronika kan ons praat oor 'n taamlik hoë waarde van die doeltreffendheid van energie -oordrag deur 'n mikrogolfbalk van 'n geostasionêre baan na die aardoppervlak - ongeveer 70% ÷ 75%. In hierdie geval word die deursnee van die senderantenne gewoonlik gelykstaande aan 1 km gekies, en die aardse rektenna het 'n afmeting van 10 km x 13 km vir 'n breedtegraad van 35 grade. Die SCES met 'n uitsetvermoë van 5 GW het 'n uitgestraalde kragdigtheid in die middel van die senderantenne 23 kW / m², in die middel van die ontvangende antenna - 230 W / m².
Verskeie tipes magnetiese kragopwekkers in die toestand en vakuum vir die sender-antenna van die SCES is ondersoek. William Brown het veral getoon dat magnetrons, goed ontwikkel deur die industrie, bedoel vir mikrogolfoonde, ook gebruik kan word in die oordrag van antenna-skikkings van die SCES, as elkeen van hulle toegerus is met sy eie negatiewe fase terugvoerkring ten opsigte van 'n eksterne sinchronisasie sein (sogenaamde Magnetron Directional Amplifier - MDA).
Rektenna is 'n uiters doeltreffende ontvangs- en omskakelingstelsel, maar die lae spanning van die diodes en die behoefte aan seriële kommutasie kan lei tot sneeustortings. 'N Siklotron -energie -omskakelaar kan hierdie probleem grootliks uitskakel.
Die sender-antenna van die SCES kan 'n aktiewe antenneskikking wees wat weer terugstraal, gebaseer op golfgidse met gleuwe. Die ruwe oriëntasie daarvan word meganies uitgevoer; vir presiese geleiding van die mikrogolfbalk word 'n loodsignaal gebruik, wat uit die middel van die ontvangende rektenna uitgestuur word en op die oppervlak van die senderantenne geanaliseer word deur 'n netwerk van toepaslike sensors.
Van 1965 tot 1975 'n wetenskaplike program onder leiding van Bill Brown is suksesvol voltooi, wat die vermoë toon om 30 kW krag oor 'n afstand van meer as 1 myl met 'n doeltreffendheid van 84%oor te dra.
In 1978-1979 in die Verenigde State, onder leiding van die Departement van Energie (DOE) en NASA (NASA), is die eerste staatsnavorsingsprogram uitgevoer met die doel om die vooruitsigte vir die SCES te bepaal.
In 1995-1997 keer NASA weer terug na die bespreking van die toekoms van die SCES, voortgebou op die tegnologiese vooruitgang wat destyds gemaak is.
Navorsing is voortgesit in 1999-2000 (Space Solar Power (SSP) Strategic Research & Technology Program).
Die mees aktiewe en sistematiese navorsing op die gebied van SCES is deur Japan uitgevoer. In 1981, onder leiding van professore M. Nagatomo (Makoto Nagatomo) en S. Sasaki (Susumu Sasaki), het die Institute of Space Research of Japan begin met navorsing oor die ontwikkeling van 'n prototipe SCES met 'n kragvlak van 10 MW, wat geskep word met behulp van bestaande lanseervoertuie. Die skep van so 'n prototipe laat die opbou van tegnologiese ervaring toe en berei die basis voor vir die vorming van kommersiële stelsels.
Die projek het die naam SKES2000 (SPS2000) gekry en is in baie lande regoor die wêreld erkenning ontvang.
Dit is hoe WiTricity en die WiTricity -korporasie gebore is.
In Junie 2007 kondig Marin Soljačić en verskeie ander aan die Massachusetts Institute of Technology die ontwikkeling aan van 'n stelsel waarin 'n gloeilamp van 60 W voorsien word van 'n bron wat 2 m ver is, met 'n doeltreffendheid van 40%.
Volgens die skrywers van die uitvinding is dit nie 'n 'suiwer' resonansie van gekoppelde stroombane nie en nie 'n Tesla -transformator met induktiewe koppeling nie. Die radius van energie -oordrag vir vandag is in die toekoms 'n bietjie meer as twee meter - tot 5-7 meter.
Oor die algemeen het wetenskaplikes twee fundamenteel verskillende skemas getoets.
Soortgelyke tegnologieë word koorsagtig deur ander ondernemings ontwikkel: Intel het sy WREL -tegnologie getoon met 'n kragoordragdoeltreffendheid van tot 75%. In 2009 demonstreer Sony die werking van die TV sonder 'n netwerkverbinding. Slegs een omstandigheid is kommerwekkend: ongeag die transmissiemetode en tegniese aanpassings, moet die energiedigtheid en veldsterkte in die perseel hoog genoeg wees om toestelle met 'n kapasiteit van etlike tientalle watt aan te dryf. Volgens die ontwikkelaars self is daar steeds geen inligting oor die biologiese uitwerking van sulke stelsels op mense nie. Gegewe die onlangse voorkoms en verskillende benaderings tot die implementering van kragtoestelle, lê sulke studies nog voor, en die resultate sal nie gou verskyn nie. En ons sal hul negatiewe impak slegs indirek kan beoordeel. Iets sal weer uit ons huise verdwyn, soos kakkerlakke.
In 2010 onthul die Haier -groep, 'n Chinese vervaardiger van huishoudelike toestelle, sy unieke produk op CES 2010, 'n volledig draadlose LCD -TV wat gebaseer is op professor Marina Solyachich se navorsing oor draadlose kragoordrag en draadlose digitale digitale koppelvlak (WHDI).
In 2012-2015. ingenieurs aan die Universiteit van Washington het tegnologie ontwikkel waarmee Wi-Fi as 'n kragbron gebruik kan word om draagbare toestelle aan te dryf en toestelle te laai. Die tegnologie is reeds deur die tydskrif Popular Science erken as een van die beste innovasies van 2015. Die alomteenwoordigheid van draadlose tegnologie het 'n rewolusie in homself gemaak. En nou was die beurt aan die draadlose kragoordrag oor die lug, wat die ontwikkelaars aan die Universiteit van Washington PoWiFi (vir Power Over WiFi) genoem het.
Tydens die toetsfase kon die navorsers litium-ioon- en nikkelmetaalhidriedbatterye met 'n klein kapasiteit suksesvol laai. Gebruik 'n Asus RT-AC68U-router en verskeie sensors op 'n afstand van 8,5 meter daarvan. Hierdie sensors skakel die energie van 'n elektromagnetiese golf om in gelykstroom met 'n spanning van 1, 8 tot 2, 4 volt, wat nodig is om mikrobeheerders en sensorsisteme te dryf. Die eienaardigheid van die tegnologie is dat die kwaliteit van die werksignaal in hierdie geval nie versleg nie. U hoef die router net weer te herlaai, en u kan dit soos gewoonlik gebruik, sowel as toestelle met lae krag. In een van die demonstrasies is 'n klein, lae-resolusie geheime toesigkamera wat meer as 5 meter van die router geleë is, suksesvol aangedryf. Toe is die Jawbone Up24 fiksheidssporer 41%gehef, dit het 2,5 uur geneem.
Op moeilike vrae oor waarom hierdie prosesse nie die kwaliteit van die netwerkkommunikasiekanaal negatief beïnvloed nie, het die ontwikkelaars geantwoord dat dit moontlik is omdat die flitsende router tydens sy werk energiepakkies deur onbewoonde inligtingoordragkanale stuur. Hulle het tot hierdie besluit gekom toe hulle ontdek dat tydens stilte net energie uit die stelsel vloei, en dit kan eintlik gerig word op toestelle met lae krag.
In die toekoms kan PoWiFi -tegnologie goed dien om sensors wat in huishoudelike toestelle en militêre toerusting ingebou is, aan te dryf, om dit draadloos te beheer en laai / herlaai op afstand.
Die oordrag van energie vir die UAV is relevant (waarskynlik reeds met behulp van die PoWiMax -tegnologie of vanaf die radar van die lugvaartuig):
Die idee lyk redelik aanloklik. In plaas van vandag se 20-30 minute vlugtyd:
→ LOCUST - Swarming Navy Drones
→ In die VSA het 'n "swerm" Perdix -mikro -drone getoets
→ Intel het 'n hommeltuigvertoning gehou tydens die halftydprestasie van Lady Gaga - Intel® Aero Platform vir UAV
kry 40-80 minute deur hommeltuie met draadlose tegnologie te herlaai.
Laat ek verduidelik:
-die uitruil van m / y -drones is steeds nodig (swermalgoritme);
-uitruil van m / y -hommeltuie en vliegtuie (baarmoeder) is ook nodig (beheersentrum, BZ -regstelling, retargeting, 'n opdrag om uit te skakel, 'vriendelike vuur' te voorkom, die oordrag van verkenningsinligting en opdragte om wapens te gebruik).
Vir UAV's "vergoed" die negatiewe van die inverse vierkantwet (isotropiese emitterende antenna) gedeeltelik die antennabundelwydte en stralingspatroon:
Dit is nie 'n mobiele verbinding waar die sel 360 ° -kommunikasie aan die eindelemente moet verskaf nie.
Kom ons sê hierdie variasie:
Die lugvaartuig (vir Perdix) hierdie F-18 het (nou) die AN / APG-65 radar:
of in die toekoms AN / APG-79 AESA sal hê:
Dit is genoeg om die aktiewe lewensduur van Perdix Micro-Drones te verleng van die huidige 20 minute tot 'n uur, en miskien selfs meer. Heel waarskynlik sal die intermediêre hommeltuig Perdix Middle gebruik word, wat op 'n voldoende afstand deur die radar van die vegter bestraal sal word, en dit sal op sy beurt die 'verspreiding' van energie vir die jonger broers van Perdix Micro- Drones via PoWiFi / PoWiMax, en gelyktydig inligting met hulle uitruil (vlug en aërobaties, teikentake, swermkoördinasie).
Is die era van vlakvarkaanvalle iets van die verlede?
Miskien sal dit binnekort gaan oor die laai van selfone en ander mobiele toestelle wat binne die bereik van Wi-Fi, Wi-Max of 5G is-in die metro, op die trein, op die vliegtuig, terwyl u in die park loop / draf?
Nawoord: 10-20 jaar na die wydverspreide bekendstelling in die daaglikse lewe van talle elektromagnetiese mikrogolfoestelle (selfone, mikrogolwe, rekenaars, WiFi, Blu-gereedskap, ens.), Het skielik kakkerlakke in groot stede skielik 'n rariteit geword! Nou is die kakkerlak 'n insek wat slegs in die dieretuin voorkom. Hulle verdwyn skielik uit die huise waarvoor hulle so lief was.
COCKROACHES KARL ™!
Hierdie monsters, die leiers van die lys van 'radioweerstandige organismes' het skaamteloos oorgegee!
verwysing
Wie is die volgende in die ry?
Let wel: 'n Tipiese WiMAX -basisstasie stuur krag teen ongeveer +43 dBm (20 W) uit, terwyl 'n mobiele stasie gewoonlik teen +23 dBm (200 mW) stuur.
Die toelaatbare stralingsvlakke van basisstasies vir mobiele kommunikasie (900 en 1800 MHz, die totale vlak van alle bronne) in die sanitêre-woongebied in sommige lande verskil aansienlik:
VOLLEDIGE KEUSE
Geneeskunde het nog nie 'n duidelike antwoord op die vraag gegee nie: is mobiele / WiFi skadelik en in watter mate? En wat van die draadlose oordrag van elektrisiteit deur mikrogolftegnologieë?
Hier is die krag nie watt en myl watt nie, maar reeds kW …
Skakels, gebruikte dokumente, foto's en video's:
"(TYDSKRIF VIR RADIO -ELEKTRONIEK!" N 12, 2007 (ELEKTRIESE KRAG UIT DIE RUIMTE - SOLAR RUIMTEKRAGPLANTE, V. A. Banke)
"Mikrogolfelektronika - perspektiewe in ruimte -energie" 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
