Дослідники з Китайського університету цивільної авіації розробили технологію бездротової зарядки дронів лазерним променем під час польоту. Результати дослідження опублікували 29 липня у журналі Matter & Light.

Інженери створили легкий приймач, який монтують під крилами дрона. Він заснований на конструкції сонячного елемента, що перетворює лазерну енергію у електрику. Для уникнення перегріву пристрою застосували технологію теплового блокування та розмістили приймач так, щоб його охолоджував повітряний потік під час польоту.

Тандемна конструкція приймача складається з перовскитного лазерного елемента та термоелектричного модуля (PLC-TE), оптимізованого для лазерного випромінювання. Перовскитний шар конвертує лазерну енергію у електрику, а термоелектричний поглинає тепло, яке інакше було б втрачено. За словами старшого автора дослідження Цзяньхуа Ханя, під час випробувань температура пристрою сягала 80–90 °C, що значно знижувало ефективність.

Щоб вирішити проблему перегріву, у конструкцію вбудували нанокристали, які гальмують передачу тепла. Це дозволило системі перетворювати 38,49% вхідної лазерної енергії в електрику — один із найвищих показників для подібних технологій. Хань підкреслив, що головним викликом було не лише створення матеріалів, а й інтеграція системи в конструкцію дрона з урахуванням охолодження під час польоту.

Команда підтвердила працездатність пристрою, встановивши його на модель дрона з повітряними каналами в крилі. Направлення зеленого лазера живило лопасть пропелера, а повітряний потік додатково охолоджував термоелектричний модуль, підвищуючи ефективність.

Поки що технологія не випробовувалася на справжньому дроні в польоті. Наступним кроком стане тестування на легкому безпілотнику в реальних умовах. Вчені також мають вирішити питання точного наведення лазера на рухомі об’єкти та забезпечення безпеки для людей, птахів і цивільної авіації.

Ідея передачі енергії лазером не нова і вже понад десять років досліджується в різних центрах і оборонних агентствах. Однак цей проєкт відзначається увагою не лише до ефективності приймача, а й до його інтеграції в конструкцію дрона та активного охолодження.

За оцінками TechXplore, впровадження такої технології може кардинально змінити експлуатацію безпілотників, дозволивши їм залишатися в повітрі практично безперервно. Це відкриє нові можливості для моніторингу лісових пожеж, охорони кордонів, інспекції інфраструктури та доставки вантажів без необхідності повертатися для заміни або зарядки акумуляторів.