V komentári k článku protivzdušnej obrany štvrtej generácie „sa stretol“s TOP2 v otázke diaľkového bezdrôtového napájania malých a ultra malých UAV (UAV) (pozri tu), ako aj na tému: rojový algoritmus (agenti) pre UAV a perspektívy protivzdušnej obrany „4. generácie“. Pokúsim sa podľa najlepšieho vedomia poukázať na problematiku bezdrôtového prenosu energie. Algoritmus roja (koncept agentov) a možná neefektívnosť existujúcich systémov protivzdušnej obrany sú vo všeobecnosti témou na samostatný článok.
Prenos elektriny bez drôtov je spôsob prenosu elektrickej energie bez použitia vodivých prvkov v elektrickom obvode.
Koncom 19. storočia objav, že elektrinu je možné použiť na vyžarovanie žiarovky, vyvolal výbuch výskumu s cieľom nájsť najlepší spôsob prenosu elektriny.
Bezdrôtový prenos energie sa aktívne študoval aj na začiatku 20. storočia, keď vedci venovali veľkú pozornosť hľadaniu rôznych spôsobov bezdrôtového prenosu energie. Účel výskumu bol jednoduchý - generovať elektrické pole na jednom mieste tak, aby ho potom mohli zariadenia na diaľku detekovať. Súčasne boli uskutočnené pokusy dodávať energiu na diaľku nielen vysoko citlivým senzorom na detekciu napätia, ale aj významným spotrebiteľom energie. Takže, v roku 1904 pri sv. Louis World Fair bol ocenený cenou za úspešné uvedenie leteckého motora na trh s výkonom 0,1 konského výkonu, Vykonáva sa vo vzdialenosti 30 m.
Gurua „elektriny“poznajú mnohí (William Sturgeon, Michael Faraday, Nicolas Joseph Callan, James Clerk Maxwel, Heinrich Hertz, Mahlon Loomas atď.), Ale málokto vie, že japonský bádateľ Hidetsugu Yagi používal vlastnú vyvinutú anténu prenášať energiu. Vo februári 1926 publikoval výsledky svojho výskumu, v ktorom popísal štruktúru a spôsob ladenia antény Yagi.
V rokoch 1930-1941 boli v ZSSR vykonávané veľmi seriózne práce a projekty. a súbežne v Drittes Reich.
Prirodzene, hlavne na vojenské účely: porážka nepriateľskej pracovnej sily, zničenie vojenskej a priemyselnej infraštruktúry atď. V ZSSR sa vykonávala seriózna práca aj na použití mikrovlnného žiarenia na zabránenie povrchovej korózii kovových štruktúr a výrobkov. Toto je však samostatný príbeh, ktorý si vyžaduje značnú investíciu času: opäť musíte vyliezť do zaprášeného podkrovia alebo rovnako prašného suterénu.
Jeden z najväčších ruských fyzikov minulého storočia, laureát Nobelovej ceny, akademik Peter Leonidovič Kapitsa venoval časť svojej tvorivej biografie výskumu perspektív využívania mikrovlnných oscilácií a vĺn na vytváranie nových a vysoko efektívnych systémov prenosu energie.
V roku 1962 v predhovore k svojej monografii napísal:
Z dlhého zoznamu fantastických technických myšlienok realizovaných v dvadsiatom storočí zostal len sen o bezdrôtovom prenose elektrickej energie stále nesplnený. Podrobné popisy energetických lúčov v sci -fi románoch dráždili inžinierov s ich očividnou potrebou a s praktickou náročnosťou implementácie.
Situácia sa ale postupne začala meniť k lepšiemu.
V roku 1964 expert na mikrovlnnú elektroniku William C. Brown prvýkrát testoval zariadenie (model helikoptéry) schopné prijímať a využívať energiu mikrovlnného lúča vo forme jednosmerného prúdu, a to vďaka anténnemu poľu pozostávajúcemu z polvlnných dipólov, z ktorých každý ktorý je nabitý vysoko účinnými diódami Schottky …
V roku 1964 William C. Brown predviedol svoj model helikoptéry, ktorý bol na let poháňaný mikrovlnným žiaričom, vo Walter Cronkite News spoločnosti CBS.
V zásade je táto udalosť a táto technológia v TopWar najzaujímavejšie (nižšie bude niečo o „každodennom živote“a energii). Bezdrôtová mikrovlnná rúra História a experimenty (film v angličtine, ale všetko je dosť jasné)
Už v roku 1976 William Brown uskutočnil prenos mikrovlnného lúča s výkonom 30 kW na vzdialenosť 1,6 km s účinnosťou presahujúcou 80%.
Testy boli vykonávané v laboratóriu a objednané spoločnosťou Raytheon Co.
Čo preslávilo Raytheon a hlavnú oblasť záujmu tejto spoločnosti, si myslím, že nemá cenu bližšie špecifikovať? Ak niekto nevie, pozrite sa na historickú chronológiu Raytheonu:
Prečítajte si viac o dosiahnutých výsledkoch tu (v angličtine a formáte RIS, BibTex a RefWorks Direct Export):
→ Prenos mikrovlnného výkonu - denníky IOSR
→ Vrtulník poháňaný mikrovlnnou rúrou. William C. Brown. Spoločnosť Raytheon.
V roku 1968 americký vesmírny výskumník Peter E. Glaser navrhol umiestniť veľké solárne panely na geostacionárnu dráhu a prenášať nimi vyrobenú energiu (na úrovni 5-10 GW) na povrch Zeme dobre zaostreným mikrovlnným lúčom., potom ho premení na energiu jednosmerného alebo striedavého prúdu technickej frekvencie a distribuuje ho spotrebiteľom.
Takáto schéma umožnila využiť intenzívny tok slnečného žiarenia existujúceho na geostacionárnej dráhe (~ 1, 4 kW / sq. M.) a prenášať prijatú energiu na zemský povrch nepretržite, bez ohľadu na dennú dobu a poveternostné podmienky. Vďaka prirodzenému sklonu rovníkovej roviny k ekliptickej rovine s uhlom 23,5 stupňa je satelit umiestnený na geostacionárnej dráhe osvetlený tokom slnečného žiarenia takmer nepretržite, s výnimkou krátkych časových období v blízkosti jarných dní. a jesennej rovnodennosti, keď tento satelit spadne do tieňa Zeme. Tieto časové obdobia je možné presne predpovedať a celkovo nepresahujú 1% z celkovej dĺžky roka.
Frekvencia elektromagnetických kmitov mikrovlnného lúča by mala zodpovedať rozsahom, ktoré sú určené na použitie v priemysle, vedeckom výskume a medicíne. Ak je táto frekvencia zvolená na úrovni 2,45 GHz, potom meteorologické podmienky vrátane hustej oblačnosti a intenzívnych zrážok prakticky neovplyvnia účinnosť prenosu energie. Pásmo 5,8 GHz je lákavé, pretože umožňuje zmenšiť veľkosť vysielacích a prijímacích antén. Vplyv meteorologických podmienok tu však už vyžaduje ďalšie štúdium.
Súčasná úroveň vývoja mikrovlnnej elektroniky nám umožňuje hovoriť o pomerne vysokej hodnote účinnosti prenosu energie mikrovlnným lúčom z geostacionárnej obežnej dráhy na povrch Zeme - asi 70% až 75%. V tomto prípade sa priemer vysielacej antény obvykle zvolí rovný 1 km a pozemná rekténa má rozmery 10 km x 13 km pre zemepisnú šírku 35 stupňov. SCES s výstupným výkonom 5 GW má hustotu vyžarovaného výkonu v strede vysielacej antény 23 kW / m², v strede prijímacej antény - 230 W / m².
Boli skúmané rôzne typy polovodičových a vákuových mikrovlnných generátorov pre vysielaciu anténu SCES. William Brown predovšetkým ukázal, že priemyselne dobre vyvinuté magnetróny určené pre mikrovlnné rúry možno použiť aj na prenos anténnych polí systému SCES, ak je každý z nich vybavený vlastným obvodom spätnej väzby so zápornou fázou, pokiaľ ide o externý synchronizačný signál (takzvaný magnetrónový smerový zosilňovač - MDA).
Rektenna je vysoko účinný prijímací a prevádzací systém, nízke napätie diód a potreba ich sériovej komutácie však môžu viesť k lavínovým poruchám. Cyklotronový menič energie môže tento problém do značnej miery odstrániť.
Vysielacou anténou SCES môže byť sústava aktívnych antén so spätným vyžarovaním založená na štrbinových vlnovodoch. Jeho hrubá orientácia sa vykonáva mechanicky; na presné vedenie mikrovlnného lúča sa používa pilotný signál vysielaný zo stredu prijímacej rektény a analyzovaný na povrchu vysielacej antény sieťou vhodných senzorov.
V rokoch 1965 až 1975 Vedecký program vedený Billom Brownom bol úspešne dokončený a preukázal schopnosť prenášať výkon 30 kW na vzdialenosť viac ako 1 míľu s účinnosťou 84%.
V rokoch 1978-1979 v USA, pod vedením ministerstva energetiky (DOE) a NASA (NASA), bol vykonaný prvý štátny výskumný program zameraný na určenie vyhliadok na SCES.
V rokoch 1995-1997 sa NASA opäť vrátila k diskusii o budúcnosti SCES, pričom stavala na technologickom pokroku, ktorý sa v tej dobe dosiahol.
Výskum pokračoval v rokoch 1999-2000 (Space Solar Power (SSP) Strategic Research & Technology Program).
Najaktívnejší a systematický výskum v oblasti SCES vykonalo Japonsko. V roku 1981 pod vedením profesorov M. Nagatomo (Makoto Nagatomo) a S. Sasaki (Susumu Sasaki) začal Japonský inštitút vesmírneho výskumu výskum vývoja prototypu SCES s výkonom 10 MW, ktorý by mohol byť vytvorené pomocou existujúcich nosných rakiet. Vytvorenie takéhoto prototypu umožňuje akumuláciu technologických skúseností a pripravuje základ pre formovanie komerčných systémov.
Projekt dostal názov SKES2000 (SPS2000) a získal uznanie v mnohých krajinách po celom svete.
Tak sa zrodili WiTricity a korporácia WiTricity.
V júni 2007 Marin Soljačić a niekoľko ďalších z Massachusettského technologického inštitútu oznámili vývoj systému, v ktorom bude 60 W žiarovka dodávaná zo zdroja vzdialeného 2 m s účinnosťou 40%.
Podľa autorov vynálezu nejde o „čistú“rezonanciu spojených obvodov a nie o Tesla transformátor s indukčnou väzbou. Polomer prenosu energie je dnes o niečo viac ako dva metre, v budúcnosti - až 5-7 metrov.
Vedci vo všeobecnosti testovali dve zásadne odlišné schémy.
Podobné technológie horúčkovito vyvíjajú aj iné firmy: Intel predviedol svoju technológiu WREL s účinnosťou prenosu energie až 75%. V roku 2009 spoločnosť Sony predviedla fungovanie televízora bez sieťového pripojenia. Alarmujúca je iba jedna okolnosť: bez ohľadu na spôsob prenosu a technické úpravy musí byť hustota energie a intenzita poľa v priestoroch dostatočne vysoké na to, aby bolo možné napájať zariadenia s kapacitou niekoľko desiatok wattov. Podľa samotných vývojárov stále neexistujú žiadne informácie o biologických účinkoch takýchto systémov na ľudí. Vzhľadom na nedávny vzhľad a rôzne prístupy k implementácii zariadení na prenos energie takéto štúdie ešte len čakajú a výsledky sa čoskoro nedostavia. A ich negatívny vplyv budeme môcť posúdiť iba nepriamo. Z našich domov opäť niečo zmizne, ako šváby.
V roku 2010 spoločnosť Haier Group, čínsky výrobca domácich spotrebičov, predstavila na výstave CES 2010 svoj jedinečný produkt, plne bezdrôtový LCD televízor založený na výskume profesorky Mariny Solyachichovej o bezdrôtovom prenose energie a bezdrôtovom domácom digitálnom rozhraní (WHDI).
V rokoch 2012-2015. inžinieri z Washingtonskej univerzity vyvinuli technológiu, ktorá umožňuje používať Wi-Fi ako zdroj energie na napájanie prenosných zariadení a nabíjanie prístrojov. Túto technológiu už časopis Popular Science uznal za jednu z najlepších inovácií roku 2015. Všadeprítomnosť bezdrôtovej technológie priniesla revolúciu. A teraz prišiel rad na bezdrôtový prenos energie vzduchom, ktorý vývojári z Washingtonskej univerzity nazvali PoWiFi (pre Power Over WiFi).
Počas testovacej fázy boli vedci schopní úspešne nabíjať lítium-iónové a nikel-metalhydridové batérie s malou kapacitou. Pomocou smerovača Asus RT-AC68U a niekoľkých senzorov umiestnených vo vzdialenosti 8,5 metra od neho. Tieto snímače prevádzajú energiu elektromagnetickej vlny na jednosmerný prúd s napätím 1, 8 až 2, 4 volty, ktoré sú potrebné na napájanie mikrokontrolérov a senzorových systémov. Zvláštnosťou technológie je, že kvalita pracovného signálu sa v tomto prípade nezhoršuje. Router stačí znova nabiť a môžete ho používať ako obvykle a navyše napájať zariadenia s nízkym výkonom. Pri jednej z ukážok bola úspešne napájaná malá skrytá kamera s nízkym rozlíšením umiestnená viac ako 5 metrov od smerovača. Potom bol fitness tracker Jawbone Up24 nabitý na 41%, trvalo to 2,5 hodiny.
Na záludné otázky, prečo tieto procesy negatívne neovplyvňujú kvalitu sieťového komunikačného kanála, vývojári odpovedali, že je to možné vďaka skutočnosti, že flash router počas svojej práce odosiela energetické pakety neobsadenými kanálmi prenosu informácií. K tomuto rozhodnutiu prišli, keď zistili, že v období ticha energia jednoducho prúdi zo systému a v skutočnosti môže byť nasmerovaná na napájanie zariadení s nízkym výkonom.
V budúcnosti môže technológia PoWiFi dobre slúžiť na napájanie senzorov zabudovaných do domácich spotrebičov a vojenského vybavenia, na ich bezdrôtové ovládanie a diaľkové nabíjanie / nabíjanie.
Prenos energie pre UAV je relevantný (s najväčšou pravdepodobnosťou už používa technológiu PoWiMax alebo z palubného radaru nosného lietadla):
Myšlienka vyzerá dosť lákavo. Namiesto dnešných 20-30 minút letu:
→ LOCUST - Swarming Navy Drones
→ V USA testovaný „roj“mikrodrónov Perdix
→ Intel počas polčasového predstavenia Lady Gaga spustil dronovú show - platforma Intel® Aero pre UAV
získajte 40-80 minút nabitím dronov pomocou bezdrôtových technológií.
Nechaj ma vysvetliť:
-výmena m / y dronov je stále potrebná (algoritmus roja);
-potrebná je aj výmena m / r dronov a lietadiel (maternice) (riadiace centrum, korekcia BZ, retargeting, príkaz na elimináciu, zabránenie „priateľskej paľbe“, prenos prieskumných informácií a príkazov na použitie zbraní).
V prípade UAV negatívne z inverzného štvorcového zákona (izotropne emitujúca anténa) čiastočne „kompenzuje“šírku lúča antény a vzor vyžarovania:
Toto nie je mobilné pripojenie, kde bunka musí poskytovať 360 ° komunikáciu s koncovými prvkami.
Povedzme túto variáciu:
Nosné lietadlo (pre Perdix), tento F-18 (teraz) má radar AN / APG-65:
alebo v budúcnosti bude mať AN / APG-79 AESA:
To stačí na predĺženie aktívnej životnosti Perdix Micro-Drones zo súčasných 20 minút na hodinu a možno aj viac. S najväčšou pravdepodobnosťou bude použitý stredný dron Perdix Middle, ktorý bude v dostatočnej vzdialenosti ožiarený radarom bojovníka, a ten zase bude vykonávať „distribúciu“energie pre mladších bratov Perdix Micro- Drony prostredníctvom PoWiFi / PoWiMax, pričom si s nimi súčasne vymieňa informácie (letové a akrobatické, cieľové úlohy, koordinácia roja).
Je éra útokov na bradavice minulosťou?
Možno čoskoro príde na nabíjanie mobilných telefónov a iných mobilných zariadení, ktoré sú v dosahu Wi-Fi, Wi-Max alebo 5G-v metre, vo vlaku, v lietadle, pri chôdzi / behaní v parku?
Doslov: 10-20 rokov po rozsiahlom zavedení mnohých elektromagnetických mikrovlnných žiaričov do každodenného života (mobilné telefóny, mikrovlnné rúry, počítače, WiFi, bluetooth nástroje atď.), Šváby vo veľkých mestách sa zrazu stali vzácnosťou! Teraz je šváb hmyz, ktorý nájdete len v zoo. Zrazu zmizli z domov, ktoré kedysi tak veľmi milovali.
COCKROACHES KARL ™!
Tieto príšery, vedúce osobnosti v zozname „rádio-odolných organizmov“sa bez hanby vzdali!
odkaz
Kto je ďalší v poradí?
Poznámka: Typická základňová stanica WiMAX prenáša výkon približne +43 dBm (20 W), zatiaľ čo mobilná stanica spravidla vysiela +23 dBm (200 mW).
Prípustné úrovne žiarenia základných staníc mobilných komunikácií (900 a 1 800 MHz, celková úroveň zo všetkých zdrojov) v sanitárnej oblasti v niektorých krajinách sa výrazne líšia:
PLNÝ CHAOS
Medicína zatiaľ nedala jasnú odpoveď na otázku: je mobil / WiFi škodlivý a do akej miery? A čo bezdrôtový prenos elektriny mikrovlnnými technológiami?
Tu nie je výkon wattov a míľ wattov, ale už kW …
Odkazy, použité dokumenty, fotografie a videá:
„(VESTNÍK RÁDIOVEJ ELEKTRONIKY!“N 12, 2007 (ELEKTRICKÁ SÍLA Z PRIESTORU - SOLÁRNE PRIESTORY, V. A. Banke)
„Mikrovlnná elektronika - perspektívy vo vesmírnej energii“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
