美國五角大樓已發起一項新競賽——以蝙蝠和昆蟲為靈感,設計激光動力無人機。這型無人跡具備更靈活的飛行性能,但與生物原型不同,在激光充能技術進一步完善后,這些無人機甚至無需降落,可一直保持留空飛行。
▲加州理工大學研制的蝙蝠機器人
“激光充能”技術更是聽起來像是科幻小說中的新穎設計,畢竟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。
早在2012年7月,美國洛克希德-馬丁公司旗下的“臭鼬工廠”與激光動力公司就共同研發了一種利用光纖供電系統,發射自由電子激光波束進行遠距離激光能量傳輸的新技術。
▲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
而且這項新技術已經通過了一系列的測試,并被驗證了可行性。測試的內容包括在風洞內使用地基激光充能系統,為“潛行者”手擲式單兵無人機充能等。測試的結果是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。
▲洛馬“潛行者”無人機
而“潛行者”無人機戶外飛行測試更是表明,激光充能系統可以在晝、夜條件下為“潛行者”無人機傳輸能量,而且不會受到強風和高溫影響。
▲激光充電型“潛行者”無人機應用示意圖
“潛行者”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范圍達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“潛行者”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。光纖激光充能技術由于光纖本身不會導電,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。
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。
▲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。
▲俄羅斯激光充能試驗示意圖
從美俄兩國的試驗可看出,激光充能技術幾乎可以無限地延長軍用無人機的續航時間。而這種“充能”就如同加油機給戰機空中加油一樣。但是實際會比空中加油更為先進,因為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。
▲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。
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。
目前看來,“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,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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