In een commentaar op het artikel van de luchtverdediging in de vierde generatie, "botsde" met de TOP2 over de kwestie van draadloze voeding op afstand van kleine en ultrakleine UAV's (UAV's) (zie hier), evenals over het onderwerp: de zwermalgoritme (agenten) voor de UAV en de vooruitzichten voor luchtverdediging "4-de generatie". Ik zal proberen om de kwestie van draadloze krachtoverbrenging naar mijn beste weten te benadrukken. Het zwermalgoritme (het concept van agenten) en de mogelijke inefficiëntie van bestaande luchtverdedigingssystemen zijn in het algemeen een onderwerp voor een apart artikel.
De transmissie van elektriciteit zonder draden is een methode om elektrische energie over te dragen zonder het gebruik van geleidende elementen in het elektrische circuit.
Aan het eind van de 19e eeuw leidde de ontdekking dat elektriciteit kon worden gebruikt om een gloeilamp te laten gloeien tot een explosie van onderzoek naar de beste manier om elektriciteit over te brengen.
Draadloze transmissie van energie werd ook actief bestudeerd aan het begin van de 20e eeuw, toen wetenschappers veel aandacht besteedden aan het zoeken naar verschillende manieren van draadloze transmissie van energie. Het doel van het onderzoek was eenvoudig: op één plek een elektrisch veld opwekken, zodat het op afstand door apparaten kan worden gedetecteerd. Tegelijkertijd zijn pogingen ondernomen om niet alleen op afstand energie te leveren aan zeer gevoelige sensoren voor het detecteren van spanning, maar ook aan grote energieverbruikers. Dus, in 1904 bij de st. Louis World's Fair kreeg een prijs voor de succesvolle lancering van een vliegtuigmotor met een vermogen van 0,1 pk, uitgevoerd op een afstand van 30 m.
De goeroes van "elektriciteit" zijn bij velen bekend (William Sturgeon, Michael Faraday, Nicolas Joseph Callan, James Clerk Maxwel, Heinrich Hertz, Mahlon Loomas, etc.), maar weinig mensen weten dat de Japanse onderzoeker Hidetsugu Yagi zijn eigen ontwikkelde antenne gebruikte energie over te dragen. In februari 1926 publiceerde hij de resultaten van zijn onderzoek, waarin hij de opbouw en methode van het afstemmen van de Yagi-antenne beschreef.
In de periode 1930-1941 werden in de USSR zeer serieus werk en projecten uitgevoerd. en parallel bij Drettes Reich.
Uiteraard vooral voor militaire doeleinden: het verslaan van vijandelijke mankracht, het vernietigen van militaire en industriële infrastructuur, enz. In de USSR werd ook serieus gewerkt aan het gebruik van microgolfstraling om oppervlaktecorrosie van metalen constructies en producten te voorkomen. Maar dit is een verhaal apart dat een flinke tijdsinvestering vraagt: je moet weer op een stoffige zolder of een even stoffige kelder.
Een van de grootste Russische natuurkundigen van de vorige eeuw, Nobelprijswinnaar, academicus Pyotr Leonidovich Kapitsa wijdde een deel van zijn creatieve biografie aan het onderzoeken van de vooruitzichten voor het gebruik van microgolfoscillaties en golven om nieuwe en zeer efficiënte energietransmissiesystemen te creëren.
In 1962 schreef hij in het voorwoord van zijn monografie:
Van de lange lijst van fantastische technische ideeën die in de twintigste eeuw werden geïmplementeerd, bleef alleen de droom van draadloze transmissie van elektrische energie onvervuld. De gedetailleerde beschrijvingen van energiestralen in sciencefictionromans plaagden ingenieurs met hun duidelijke behoefte en met de praktische complexiteit van implementatie.
Maar de situatie begon geleidelijk ten goede te veranderen.
In 1964 testte William C. Brown, expert op het gebied van microgolfelektronica, voor het eerst een apparaat (helikoptermodel) dat in staat is om de energie van een microgolfbundel in de vorm van gelijkstroom te ontvangen en te gebruiken, dankzij een antennestelsel bestaande uit halvegolfdipolen, elk van die is geladen met hoogrenderende Schottky-diodes …
Ook in 1964, William C. Brown toonde zijn model van een helikopter, die werd aangedreven door een magnetronzender voor de vlucht, op CBS's Walter Cronkite News.
In principe is dit evenement en deze technologie het meest interessant in TopWar (hieronder iets over "het dagelijks leven" en energie). Wireless Powered Microwave Flight History & Experiments (film in het Engels, maar alles is duidelijk genoeg)
Reeds in 1976 voerde William Brown de transmissie uit van een microgolfbundel met een vermogen van 30 kW over een afstand van 1,6 km met een efficiëntie van meer dan 80%.
De tests zijn uitgevoerd in een laboratorium en in opdracht van Raytheon Co.
Wat maakte Raytheon beroemd en het belangrijkste interessegebied van dit bedrijf, denk ik, is het niet de moeite waard om te specificeren? Nou, als iemand het niet weet, zie Raytheon's Historical Chronology:
Lees hier meer over de behaalde resultaten (in Engels en RIS-formaat, BibTex en RefWorks Direct Export):
→ Magnetron Power Transmission - IOSR Journals
→ De magnetron aangedreven helikopter. William C. Brown. Raytheon bedrijf.
In 1968 stelde de Amerikaanse ruimteonderzoeker Peter E. Glaser voor om grote zonnepanelen in een geostationaire baan om de aarde te plaatsen en de door hen opgewekte energie (op het niveau van 5-10 GW) met een goed gerichte microgolfbundel naar het aardoppervlak te sturen. zet het dan om in energie van gelijkstroom of wisselstroom van technische frequentie en distribueer het naar consumenten.
Een dergelijk schema maakte het mogelijk om de intense flux van zonnestraling in de geostationaire baan (~ 1, 4 kW / m² M.) te gebruiken en de ontvangen energie continu naar het aardoppervlak te verzenden, ongeacht het tijdstip van de dag en weersomstandigheden. Vanwege de natuurlijke helling van het equatoriale vlak ten opzichte van het eclipticavlak met een hoek van 23,5 graden, wordt een satelliet in een geostationaire baan bijna continu verlicht door een flux van zonnestraling, behalve gedurende korte perioden in de buurt van de lentedagen en herfst-equinox, wanneer deze satelliet in de schaduw van de aarde valt. Deze perioden kunnen nauwkeurig worden voorspeld en bedragen in totaal niet meer dan 1% van de totale lengte van het jaar.
De frequentie van elektromagnetische oscillaties van de microgolfbundel moet overeenkomen met de bereiken die zijn toegewezen voor gebruik in de industrie, wetenschappelijk onderzoek en geneeskunde. Als deze frequentie gelijk aan 2,45 GHz wordt gekozen, hebben meteorologische omstandigheden, waaronder dikke wolken en intense neerslag, vrijwel geen effect op de efficiëntie van de energieoverdracht. De 5,8 GHz-band is verleidelijk omdat het de mogelijkheid biedt om de zend- en ontvangstantennes te verkleinen. De invloed van meteorologische omstandigheden hier vereist echter al aanvullende studie.
Het huidige ontwikkelingsniveau van microgolfelektronica stelt ons in staat om te spreken over een vrij hoge waarde van de efficiëntie van energieoverdracht door een microgolfbundel van een geostationaire baan naar het aardoppervlak - ongeveer 70% ÷ 75%. In dit geval wordt de diameter van de zendantenne meestal gelijk aan 1 km gekozen en heeft de terrestrische rectenna afmetingen van 10 km x 13 km voor een breedtegraad van 35 graden. De SCES met een uitgangsvermogen van 5 GW heeft een uitgestraalde vermogensdichtheid in het midden van de zendantenne 23 kW / m², in het midden van de ontvangstantenne - 230 W / m².
Er zijn verschillende typen halfgeleider- en vacuümmicrogolfgeneratoren voor de zendantenne van de SCES onderzocht. William Brown toonde met name aan dat magnetrons, goed ontwikkeld door de industrie, bedoeld voor microgolfovens, ook kunnen worden gebruikt voor het verzenden van antenne-arrays van de SCES, als elk van hen is uitgerust met zijn eigen negatieve fase-feedbackcircuit met betrekking tot een extern synchronisatiesignaal (zogenaamde Magnetron Directional Amplifier - MDA).
Rektenna is een zeer efficiënt ontvangst- en conversiesysteem, maar de lage spanning van de diodes en de noodzaak van hun seriële commutatie kan leiden tot lawinestoringen. Een cyclotron-energieomzetter kan dit probleem grotendeels verhelpen.
De zendantenne van de SCES kan een back-re-emitting actieve antenne-array zijn op basis van golfgeleiders met sleuven. De ruwe oriëntatie wordt mechanisch uitgevoerd; voor nauwkeurige geleiding van de microgolfbundel wordt een pilootsignaal gebruikt, uitgezonden vanuit het midden van de ontvangende rectenna en geanalyseerd op het oppervlak van de zendantenne door een netwerk van geschikte sensoren.
Van 1965 tot 1975 een wetenschappelijk programma onder leiding van Bill Brown werd met succes voltooid en toonde het vermogen aan om 30 kW-vermogen over een afstand van meer dan 1 mijl te transporteren met een efficiëntie van 84%.
In 1978-1979 werd in de Verenigde Staten, onder leiding van het Department of Energy (DOE) en NASA (NASA), het eerste staatsonderzoeksprogramma uitgevoerd om de vooruitzichten voor de SCES te bepalen.
In 1995-1997 keerde NASA opnieuw terug om de toekomst van de SCES te bespreken, voortbouwend op de technologische vooruitgang die tegen die tijd was geboekt.
Onderzoek werd voortgezet in 1999-2000 (Space Solar Power (SSP) Strategisch Onderzoek & Technologie Programma).
Het meest actieve en systematische onderzoek op het gebied van SCES werd uitgevoerd door Japan. In 1981, onder leiding van professoren M. Nagatomo (Makoto Nagatomo) en S. Sasaki (Susumu Sasaki), begon het Institute of Space Research of Japan met onderzoek naar de ontwikkeling van een prototype SCES met een vermogen van 10 MW, dat worden gemaakt met behulp van bestaande draagraketten. De creatie van een dergelijk prototype maakt de accumulatie van technologische ervaring mogelijk en legt de basis voor de vorming van commerciële systemen.
Het project kreeg de naam SKES2000 (SPS2000) en kreeg erkenning in vele landen over de hele wereld.
Dit is hoe WiTricity en het bedrijf WiTricity zijn geboren.
In juni 2007 kondigden Marin Soljačić en enkele anderen van het Massachusetts Institute of Technology de ontwikkeling aan van een systeem waarin een 60 W gloeilamp werd gevoed vanuit een bron op 2 m afstand, met een efficiëntie van 40%.
Volgens de auteurs van de uitvinding is dit geen "pure" resonantie van gekoppelde circuits en geen Tesla-transformator met inductieve koppeling. De straal van de energietransmissie voor vandaag is iets meer dan twee meter, in de toekomst - tot 5-7 meter.
Over het algemeen hebben wetenschappers twee fundamenteel verschillende schema's getest.
Soortgelijke technologieën worden koortsachtig ontwikkeld door andere bedrijven: Intel heeft zijn WREL-technologie gedemonstreerd met een energietransmissie-efficiëntie tot 75%. In 2009 demonstreerde Sony de werking van de tv zonder netwerkverbinding. Slechts één omstandigheid is zorgwekkend: ongeacht de transmissiemethode en technische aanpassingen, de energiedichtheid en veldsterkte in het pand moeten hoog genoeg zijn om apparaten met een vermogen van enkele tientallen watts van stroom te voorzien. Volgens de ontwikkelaars zelf is er nog geen informatie over de biologische effecten van dergelijke systemen op de mens. Gezien het recente uiterlijk en de verschillende benaderingen voor de implementatie van apparaten voor krachtoverbrenging, zijn dergelijke onderzoeken nog steeds in het verschiet en zullen de resultaten niet snel verschijnen. En we zullen hun negatieve impact alleen indirect kunnen beoordelen. Er zal weer iets uit onze huizen verdwijnen, zoals kakkerlakken.
In 2010 onthulde de Haier Group, een Chinese fabrikant van huishoudelijke apparaten, zijn unieke product op CES 2010, een volledig draadloze lcd-tv, gebaseerd op het onderzoek van professor Marina Solyachich naar draadloze stroomoverdracht en draadloze digitale thuisinterface (WHDI).
In 2012-2015. ingenieurs van de Universiteit van Washington hebben technologie ontwikkeld waarmee wifi kan worden gebruikt als stroombron om draagbare apparaten van stroom te voorzien en gadgets op te laden. De technologie is door Popular Science magazine al erkend als een van de beste innovaties van 2015. De alomtegenwoordigheid van draadloze technologie heeft een revolutie teweeggebracht. En nu was het de beurt aan draadloze energietransmissie via de ether, die de ontwikkelaars van de Universiteit van Washington PoWiFi (voor Power Over WiFi) noemden.
Tijdens de testfase waren de onderzoekers in staat om lithium-ion- en nikkel-metaalhydridebatterijen met een kleine capaciteit met succes op te laden. Met behulp van een Asus RT-AC68U-router en verschillende sensoren op een afstand van 8,5 meter ervan. Deze sensoren zetten de energie van een elektromagnetische golf om in gelijkstroom met een spanning van 1, 8 tot 2, 4 volt, die nodig is om microcontrollers en sensorsystemen van stroom te voorzien. De eigenaardigheid van de technologie is dat de kwaliteit van het werksignaal in dit geval niet verslechtert. U hoeft alleen de router opnieuw te flashen en u kunt hem zoals gewoonlijk gebruiken, plus stroom leveren aan apparaten met een laag stroomverbruik. Tijdens een van de demonstraties werd een kleine, verborgen bewakingscamera met lage resolutie die zich op meer dan 5 meter van de router bevond, met succes van stroom voorzien. Toen was de Jawbone Up24 fitnesstracker voor 41% opgeladen, het duurde 2,5 uur.
Op lastige vragen over waarom deze processen de kwaliteit van het netwerkcommunicatiekanaal niet negatief beïnvloeden, antwoordden de ontwikkelaars dat dit mogelijk wordt door het feit dat de geflitste router tijdens zijn werk energiepakketten via onbezette informatieoverdrachtskanalen verzendt. Ze kwamen tot deze beslissing toen ze ontdekten dat tijdens perioden van stilte, energie gewoon uit het systeem stroomt, en in feite kan worden gebruikt om apparaten met een laag vermogen van stroom te voorzien.
In de toekomst kan PoWiFi-technologie heel goed dienen om sensoren die zijn ingebouwd in huishoudelijke apparaten en militaire uitrusting van stroom te voorzien, deze draadloos te bedienen en op afstand te laden / opladen.
De overdracht van energie voor de UAV is relevant (waarschijnlijk al met behulp van de PoWiMax-technologie of van de luchtradar van het draagvliegtuig):
Het idee ziet er best verleidelijk uit. In plaats van de 20-30 minuten vliegtijd van vandaag:
→ LOCUST - Zwermende marinedrones
→ In de VS een "zwerm" Perdix-microdrones getest
→ Intel gaf een droneshow tijdens de rust van Lady Gaga - Intel® Aero Platform for UAV
krijg 40-80 minuten door drones op te laden met behulp van draadloze technologieën.
Laat het me uitleggen:
-het uitwisselen van m/j drones is nog steeds noodzakelijk (zwermalgoritme);
-uitwisseling van m/j drones en vliegtuigen (baarmoeder) is ook noodzakelijk (controlecentrum, BZ-correctie, retargeting, een commando om te elimineren, voorkomen van "friendly fire", de overdracht van verkenningsinformatie en commando's om wapens te gebruiken).
Voor UAV's "compenseert" het negatief van de inverse kwadratenwet (isotrope-emitterende antenne) gedeeltelijk de antennebundelbreedte en het stralingspatroon:
Dit is geen cellulaire verbinding, waarbij de cel 360°-communicatie moet bieden aan de eindelementen.
Laten we zeggen deze variatie:
Het draagvliegtuig (voor Perdix) deze F-18 heeft (nu) de AN/APG-65 radar:
of zal in de toekomst AN / APG-79 AESA hebben:
Dit is voldoende om de actieve levensduur van Perdix Micro-Drones te verlengen van de huidige 20 minuten tot een uur, en misschien zelfs meer. Hoogstwaarschijnlijk zal de tussenliggende drone Perdix Middle worden gebruikt, die op voldoende afstand zal worden bestraald door de radar van de jager, en die op zijn beurt de "distributie" van energie zal uitvoeren voor de jongere broers van Perdix Micro- Drones via PoWiFi / PoWiMax, gelijktijdig informatie met hen uitwisselen (vlucht en aerobatic, doeltaken, zwermcoördinatie).
Behoort het tijdperk van wrattenzwijnaanvallen tot het verleden?
Misschien komt het binnenkort op het opladen van mobiele telefoons en andere mobiele apparaten die zich in het bereik van wifi, wifi of 5G bevinden - in de metro, in de trein, in het vliegtuig, tijdens het wandelen / joggen in het park?
Nawoord: 10-20 jaar na de wijdverbreide introductie in het dagelijks leven van talrijke elektromagnetische microgolfstralers (mobiele telefoons, magnetrons, computers, wifi, Blu-tools, enz.), zijn kakkerlakken in grote steden plotseling een zeldzaamheid geworden! Nu is de kakkerlak een insect dat alleen in de dierentuin te vinden is. Ze verdwenen plotseling uit de huizen waar ze zoveel van hielden.
KAKKERLATEN KARL™!
Deze monsters, de leiders van de lijst van "radioresistente organismen", gaven zich schaamteloos over!
verwijzing
Wie is de volgende in de rij?
Opmerking: een typisch WiMAX-basisstation zendt een vermogen uit van ongeveer +43 dBm (20 W), terwijl een mobiel station typisch zendt met +23 dBm (200 mW).
De toelaatbare stralingsniveaus van basisstations voor mobiele communicatie (900 en 1800 MHz, het totale niveau van alle bronnen) in het sanitair-woongebied in sommige landen verschillen aanzienlijk:
VOLLE CHAOS
De geneeskunde heeft nog geen duidelijk antwoord gegeven op de vraag: is mobiel/wifi schadelijk en in welke mate? En hoe zit het met de draadloze transmissie van elektriciteit door microgolftechnologieën?
Hier is het vermogen geen watt en mijlen van watt, maar al kW …
Links, gebruikte documenten, foto's en video's:
"(JOURNAL OF RADIO ELECTRONICS!" N 12, 2007 (ELEKTRISCHE STROOM UIT DE RUIMTE - ZONNE-RUIMTE-ENERGIEcentrales, V. A. Banke)
"Magnetronelektronica - perspectieven 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
