Dördüncü nəsildəki hava hücumundan müdafiə məqaləsini şərh edərək, kiçik və ultra kiçik İHA-ların (İHA) uzaqdan simsiz enerji təchizatı mövzusunda TOP2 ilə "toqquşdu", həm də mövzu ilə əlaqədar: İHA üçün sürü alqoritmi (agentləri) və "4-cü nəsil" hava hücumundan müdafiə perspektivləri. Bildiyim qədər simsiz enerji ötürülməsi məsələsini işıqlandırmağa çalışacağam. Sürü alqoritmi (agent anlayışı) və mövcud hava hücumundan müdafiə sistemlərinin mümkün səmərəsizliyi ümumiyyətlə ayrı bir məqalə üçün bir mövzudur.
Elektriksiz tellərin ötürülməsi, elektrik dövrəsində keçirici elementlərdən istifadə etmədən elektrik enerjisinin ötürülməsi üsuludur.
19 -cu əsrin sonlarında elektrik enerjisinin bir ampul parıltısı etmək üçün istifadə oluna biləcəyi kəşfi, elektrik ötürülməsinin ən yaxşı yolunu tapmaq üçün bir araşdırma partlayışına səbəb oldu.
20 -ci əsrin əvvəllərində simsiz enerji ötürülməsi, elm adamlarının enerjinin simsiz ötürülməsinin müxtəlif yollarını axtarmağa böyük diqqət yetirdiyi zaman da fəal şəkildə öyrənildi. Araşdırmanın məqsədi sadə idi - elektrik sahəsini bir yerdə yaratmaq və onu uzaqdan cihazlarla aşkar etmək. Eyni zamanda, yalnız gərginliyi aşkar etmək üçün yüksək həssas sensorlara deyil, həm də əhəmiyyətli enerji istehlakçılarına uzaqdan enerji tədarük etmək cəhdləri edilmişdir. Belə ki, 1904 -cü ildə St. Louis Dünya Sərgisi, 0.1 at gücündə bir təyyarə mühərrikinin uğurla işə salınmasına görə mükafata layiq görüldü. 30 m məsafədə həyata keçirilir.
"Elektrik" gurusu bir çoxlarına məlumdur (William Sturgeon, Michael Faraday, Nicolas Joseph Callan, James Clerk Maxwel, Heinrich Hertz, Mahlon Loomas və s.), Lakin Yapon tədqiqatçı Hidetsugu Yaginin öz inkişaf etdirdiyi antenadan istifadə etdiyini az adam bilir. enerji ötürmək. 1926 -cı ilin fevral ayında Yagi anteninin quruluşunu və tənzimləmə üsulunu izah etdiyi araşdırmanın nəticələrini nəşr etdi.
1930-1941-ci illərdə SSRİ-də çox ciddi işlər və layihələr həyata keçirildi. və paralel olaraq Drittes Reich -də.
Təbii olaraq, əsasən hərbi məqsədlər üçün: düşmən canlı qüvvəsinin məğlub edilməsi, hərbi və sənaye infrastrukturunun məhv edilməsi və s. SSRİ -də metal konstruksiyaların və məmulatların səth korroziyasının qarşısını almaq üçün mikrodalğalı şüalanmanın istifadəsi ilə bağlı ciddi işlər də aparılırdı. Ancaq bu, əhəmiyyətli bir zaman sərmayəsi tələb edən ayrı bir hekayədir: yenə tozlu bir çardaqa və ya eyni dərəcədə tozlu bir zirzəmiyə qalxmaq lazımdır.
Ötən əsrin ən böyük rus fiziklərindən biri, Nobel Mükafatı laureatı, akademik Pyotr Leonidoviç Kapitsa yaradıcı tərcümeyi -halının bir hissəsini yeni və yüksək səmərəli enerji ötürmə sistemləri yaratmaq üçün mikrodalğalı dalğaların və dalğaların istifadəsinin perspektivlərini araşdırmağa həsr etmişdir.
1962 -ci ildə monoqrafiyasının ön sözündə yazırdı:
XX əsrdə həyata keçirilən fantastik texniki fikirlərin uzun siyahısından yalnız elektrik enerjisinin simsiz ötürülməsi arzusu yerinə yetirilməməyə davam etdi. Elmi fantastika romanlarında enerji şüalarının ətraflı təsvirləri mühəndisləri açıq ehtiyacları və tətbiqin praktik çətinliyi ilə təhqir etdi.
Ancaq vəziyyət tədricən yaxşılığa doğru dəyişməyə başladı.
1964-cü ildə mikrodalğalı elektronika mütəxəssisi William C. Brown, hər biri yarım dalğalı dipollardan ibarət anten dəsti sayəsində mikrodalğalı şüanın enerjisini birbaşa cərəyan şəklində qəbul edə və istifadə edə bilən cihazı (vertolyot modeli) sınaqdan keçirdi. yüksək səmərəli Schottky diodları ilə yüklənir …
Həm də 1964 -cü ildə William C. Brown, CBS telekanalının Walter Cronkite News telekanalında, uçuş üçün mikrodalğalı yayıcı ilə işləyən bir helikopter modelini nümayiş etdirdi.
Prinsipcə, bu hadisə və bu texnologiya TopWar -da ən maraqlısıdır (aşağıda "gündəlik həyat" və enerji haqqında bir az danışılacaq). Kabelsiz Güclü Mikrodalğalı Uçuş Tarixi və Təcrübələr (İngilis dilində film, lakin hər şey kifayət qədər aydındır)
Artıq 1976 -cı ilə qədər William Brown, 30%gücündə bir mikrodalğalı şüanın 1,6 km məsafədə 80%-i aşan bir səmərəliliylə ötürülməsini həyata keçirdi.
Testlər bir laboratoriyada aparıldı və Raytheon Co.
Raytheonu nə məşhur etdi və bu şirkətin əsas maraq dairəsini düşünməyə dəyər deyil? Yaxşı, kimsə bilmirsə, Raytheon'un Tarixi Xronologiyasına baxın:
Əldə edilmiş nəticələr haqqında daha çox məlumatı buradan oxuyun (İngilis və RIS formatında, BibTex və RefWorks Direct Export):
→ Mikrodalğalı Güc Transmissiyası - IOSR Jurnalları
→ Mikrodalğalı sobada işləyən helikopter. William C. Brown. Raytheon Şirkəti.
1968-ci ildə amerikalı kosmik tədqiqatçı Peter E. Glaser, böyük günəş panellərinin geostasionar orbitdə yerləşdirilməsini və onların istehsal etdiyi enerjinin (5-10 GW səviyyəsində) yaxşı yönəldilmiş mikrodalğalı şüa ilə Yer səthinə ötürülməsini təklif etdi. sonra onu texniki tezliyin birbaşa və ya alternativ cərəyanının enerjisinə çevirin və istehlakçılara paylayın.
Belə bir sxem, geostasionar orbitdə (~ 1, 4 kVt / kv. M.) mövcud olan günəş radiasiyasının sıx axınından istifadə etməyi və günün vaxtından asılı olmayaraq alınan enerjini davamlı olaraq Yer səthinə ötürməyi mümkün etdi. hava şəraiti. Ekvator müstəvisinin 23,5 dərəcə bir açı ilə ekliptik müstəviyə təbii meyl etməsi səbəbindən, geostasionar orbitdə yerləşən bir peyk, bahar günlərinə yaxın olan qısa müddətlər istisna olmaqla, demək olar ki, davamlı olaraq günəş radiasiyası axını ilə işıqlandırılır. və payız bərabərliyi, bu peyk Yerin kölgəsinə düşəndə. Bu müddətlər dəqiq proqnozlaşdırıla bilər və ümumilikdə ilin ümumi uzunluğunun 1% -ni keçmir.
Mikrodalğalı dalğanın elektromaqnit salınımlarının tezliyi sənayedə, elmi araşdırmalarda və tibbdə istifadə üçün ayrılmış diapazonlara uyğun olmalıdır. Bu tezlik 2.45 GHz -ə bərabər seçilərsə, qalın buludlar və sıx yağışlar da daxil olmaqla meteoroloji şərtlərin enerji ötürmə səmərəliliyinə praktiki olaraq heç bir təsiri yoxdur. 5.8 GHz diapazonu cazibədardır, çünki ötürücü və qəbuledici antenaların ölçüsünü azaltmağa imkan verir. Lakin burada meteoroloji şəraitin təsiri artıq əlavə araşdırma tələb edir.
Mikrodalğalı elektronikanın hazırkı inkişaf səviyyəsi, geostasionar orbitdən Yer səthinə mikrodalğalı bir şüa ilə enerji ötürmə səmərəliliyinin olduqca yüksək dəyərindən - təxminən 70% -dən 75% -ə qədər danışmağa imkan verir. Bu vəziyyətdə, ötürücü antenin diametri ümumiyyətlə 1 km -ə bərabər seçilir və yerüstü düzbucaqlı 35 dərəcə bir enlik üçün 10 km x 13 km ölçülərə malikdir. Çıxış gücü 5 GW olan SCES, ötürücü antenanın mərkəzində 23 kVt / m², qəbuledici antenanın mərkəzində 230 Vt / m² radiasiya gücünə malikdir.
SCES-in ötürücü antenası üçün müxtəlif növ bərk hal və vakuum mikrodalğalı generatorlar araşdırılmışdır. William Brown, xüsusən də, sənaye tərəfindən yaxşı inkişaf etdirilmiş, mikrodalğalı sobalar üçün nəzərdə tutulmuş maqnitronların, hər birinin öz mənfi faza geribildirim dövrəsi ilə təchiz edildiyi təqdirdə, SCES-in anten seriallarının ötürülməsində də istifadə oluna biləcəyini göstərdi. xarici sinxronizasiya siqnalı (Magnetron Directional Amplifier - MDA).
Rektenna yüksək səmərəli qəbul və çevirmə sistemidir, lakin diodların aşağı gərginliyi və onların ardıcıl komutasiya ehtiyacları uçqun parçalanmasına səbəb ola bilər. Bir siklotron enerji çeviricisi bu problemi böyük ölçüdə aradan qaldıra bilər.
SCES-in ötürücü antenası, yivli dalğa bələdçilərinə əsaslanaraq, geri buraxan aktiv antenlər massivi ola bilər. Kobud istiqamətləndirmə mexaniki olaraq aparılır; mikrodalğalı şüanın dəqiq istiqamətləndirilməsi üçün qəbuledici düzənin mərkəzindən yayılan və ötürücü antenin səthində müvafiq sensorlar şəbəkəsi tərəfindən təhlil edilən bir pilot siqnal istifadə olunur.
1965-1975 -ci illərdə Bill Brownun rəhbərlik etdiyi bir elmi proqram,%84 səmərəliliyi ilə 1 mildən çox məsafədə 30 kVt güc ötürmə qabiliyyətini nümayiş etdirərək uğurla başa çatdı.
1978-1979-cu illərdə ABŞ-da Enerji Departamentinin (DOE) və NASA-nın (NASA) rəhbərliyi altında SCES-in perspektivlərini müəyyən etməyə yönəlmiş ilk dövlət tədqiqat proqramı həyata keçirildi.
1995-1997-ci illərdə NASA, o zamana qədərki texnoloji tərəqqiyə əsaslanaraq yenidən SCES-in gələcəyini müzakirə etməyə qayıtdı.
Araşdırmalar 1999-2000-ci illərdə (Kosmik Günəş Gücü (SSP) Strateji Araşdırma və Texnologiya Proqramı) davam etdirildi.
SCES sahəsində ən fəal və sistemli araşdırma Yaponiya tərəfindən aparılmışdır. 1981 -ci ildə, professor M. Nagatomo (Makoto Nagatomo) və S. Sasaki (Susumu Sasaki) rəhbərliyi altında Yaponiya Kosmik Tədqiqatlar İnstitutu güc səviyyəsi 10 MVt olan SCES prototipinin hazırlanması ilə bağlı araşdırmalara başladı. mövcud buraxılış vasitələrindən istifadə etməklə yaradılacaq. Belə bir prototipin yaradılması texnoloji təcrübə toplamağa imkan verir və kommersiya sistemlərinin formalaşması üçün zəmin hazırlayır.
Layihə SKES2000 (SPS2000) adlandırıldı və dünyanın bir çox ölkələrində tanındı.
WiTricity və WiTricity korporasiyası belə yarandı.
2007 -ci ilin iyun ayında, Massachusetts Texnologiya İnstitutunda Marin Soljačić və bir neçə başqası, 60 m gücündə bir ampulün 2 m məsafədə yerləşən bir mənbədən, 40%səmərəliliyi ilə təchiz edildiyi bir sistemin inkişafını elan etdi.
İxtira müəlliflərinə görə, bu, birləşdirilmiş sxemlərin "saf" rezonansı deyil və induktiv birləşmə ilə Tesla transformatoru deyil. Bu gün üçün enerji ötürmə radiusu iki metrdən bir qədər çox, gələcəkdə 5-7 metrə qədərdir.
Ümumiyyətlə, elm adamları iki əsaslı fərqli sxem sınadı.
Oxşar texnologiyalar digər firmalar tərəfindən sürətlə inkişaf etdirilir: Intel, WREL texnologiyasını 75%-ə qədər enerji ötürmə səmərəliliyi ilə nümayiş etdirdi. 2009 -cu ildə Sony, şəbəkə bağlantısı olmadan televizorun işini nümayiş etdirdi. Yalnız bir vəziyyət həyəcan vericidir: ötürmə metodundan və texniki dəyişikliklərdən asılı olmayaraq, binalarda enerji sıxlığı və sahə gücü bir neçə on vat gücündə olan cihazları işə salmaq üçün kifayət qədər yüksək olmalıdır. Yaradıcıların özlərinə görə, bu cür sistemlərin insanlara bioloji təsirləri haqqında hələ də heç bir məlumat yoxdur. Son zamanlar görünüşü və elektrik ötürücü cihazların tətbiqinə fərqli yanaşmaları nəzərə alsaq, bu cür işlər hələ qabaqdadır və nəticələr tezliklə görünməyəcək. Və onların mənfi təsirini yalnız dolayı yolla mühakimə edə biləcəyik. Hamamböceği kimi evlərimizdən bir şey yenidən yox olacaq.
2010 -cu ildə, Çin məişət texnikası istehsalçısı olan Haier Group, unikal məhsulunu CES 2010 -da təqdim etdi, professor Marina Solyachichin simsiz enerji ötürülməsi və simsiz ev rəqəmsal interfeysi (WHDI) üzərində apardığı araşdırmaya əsaslanan tam simsiz LCD TV.
2012-2015-ci illərdə. Vaşinqton Universitetinin mühəndisləri, Wi-Fi-nın portativ qurğuları gücləndirmək və gadget'ları doldurmaq üçün enerji mənbəyi kimi istifadə etməyə imkan verən texnologiya hazırlayıblar. Texnologiya artıq Popular Science jurnalı tərəfindən 2015 -ci ilin ən yaxşı yeniliklərindən biri kimi tanınmışdır. Simsiz texnologiyanın hər yerdə olması özünü inqilab etdi. İndi Vaşinqton Universitetinin inkişaf etdiricilərinin PoWiFi (Power Over WiFi üçün) adlandırdıqları hava üzərindən simsiz enerji ötürmə növbəsi idi.
Test mərhələsində tədqiqatçılar kiçik tutumlu lityum-ion və nikel-metal hidrid batareyalarını müvəffəqiyyətlə doldurmağı bacardılar. Asus RT-AC68U yönləndiricisi və ondan 8,5 metr məsafədə yerləşən bir neçə sensordan istifadə etməklə. Bu sensorlar, elektromaqnit dalğasının enerjisini 1, 8 ilə 2, 4 volt gərginliyə malik olan, mikrokontrolörləri və sensor sistemlərini gücləndirmək üçün lazım olan birbaşa cərəyana çevirir. Texnologiyanın özəlliyi, iş siqnalının keyfiyyətinin bu vəziyyətdə pisləşməməsidir. Yalnız yönlendiricinizi yenidən doldurmalısınız və həmişəki kimi istifadə edə bilərsiniz, üstəgəl aşağı enerjili cihazlara enerji verin. Nümayişlərdən birində, routerdən 5 metrdən çox məsafədə yerləşən kiçik, aşağı qətnaməli gizli müşahidə kamerasına uğurla enerji verildi. Sonra Jawbone Up24 fitnes izləyicisinə 41%yükləndi, 2,5 saat çəkdi.
Niyə bu proseslərin şəbəkə rabitə kanalının keyfiyyətinə mənfi təsir göstərməməsi ilə bağlı çətin suallara, inkişaf etdiricilər, bunun yanıb -sönən marşrutlaşdırıcının işlədiyi müddətdə boş məlumat ötürmə kanalları vasitəsilə enerji paketləri göndərməsi səbəbindən mümkün olduğunu cavablandırdılar. Sükut dövrlərində enerjinin sadəcə sistemdən çıxdığını və əslində gücünün aşağı olan cihazlara yönəldilə biləcəyini kəşf etdikdə bu qərara gəldilər.
Gələcəkdə, PoWiFi texnologiyası, məişət texnikası və hərbi texnikada quraşdırılmış güc sensorlarına, onları kabelsiz idarə etməyə və uzaqdan doldurma / şarj etmə xidmətinə xidmət edə bilər.
PUA üçün enerji ötürülməsi aktualdır (çox güman ki, artıq PoWiMax texnologiyasından və ya daşıyıcı təyyarənin hava radarından istifadə olunur):
Fikir olduqca cazibədar görünür. Uçuş vaxtının 20-30 dəqiqəsi əvəzinə:
→ LOCUST - Donanma Donanması Dronları
→ ABŞ -da Perdix mikrodronlarının "sürüsü" sınaqdan keçirildi
→ Intel, Lady Gaga'nın ilk yarısı zamanı pilotsuz uçuş şousu keçirdi - İHA üçün Intel® Aero Platformu
dronları simsiz texnologiyalardan istifadə edərək dolduraraq 40-80 dəqiqə əldə edin.
İcazə ver izah edim:
m / y dronlarının mübadiləsi hələ də lazımdır (sürü alqoritmi);
m / y dronlarının və təyyarələrin (uşaqlıq) mübadiləsi də lazımdır (idarəetmə mərkəzi, BZ korreksiyası, yenidən hədəfləmə, aradan qaldırılması əmri, "dost atəşi" nin qarşısının alınması, kəşfiyyat məlumatlarının ötürülməsi və silahdan istifadə əmrləri).
PUA-lar üçün tərs kvadrat qanununun mənfi (izotrop yayan anten) anten şüasının genişliyi və şüalanma modelini qismən "kompensasiya edir":
Bu, hüceyrənin son elementlərə 360 ° əlaqə təmin etməsi lazım olan bir mobil əlaqə deyil.
Bu dəyişikliyi deyək:
Daşıyıcı təyyarə (Perdix üçün) bu F-18-də (hazırda) AN / APG-65 radarı var:
və ya gələcəkdə AN / APG-79 AESA olacaq:
Bu, Perdix Micro-Drones-un aktiv ömrünü indiki 20 dəqiqədən bir saata və bəlkə də daha çox uzatmaq üçün kifayətdir. Çox güman ki, qırıcının radarı ilə kifayət qədər məsafədə şüalanacaq aralıq dron Perdix Middle istifadə ediləcək və bu da öz növbəsində Perdix Micro-nun kiçik qardaşları üçün enerjinin "paylanmasını" həyata keçirəcək. PoWiFi / PoWiMax vasitəsilə dronlar, eyni vaxtda onlarla məlumat mübadiləsi (uçuş və aerobatik, hədəf vəzifələri, sürü koordinasiyası).
Warthog hücumları dövrü keçmişdə qaldı?
Bəlkə də tezliklə Wi-Fi, Wi-Max və ya 5G diapazonunda olan cib telefonlarını və digər mobil cihazları-metroda, qatarda, təyyarədə, parkda gəzərkən / qaçarkən şarj etməyiniz gələcək?
Sonrakı söz: Çoxsaylı elektromaqnit mikrodalğalı yayıcıların (Cib telefonları, Mikrodalğalı sobalar, Kompüterlər, WiFi, Blu alətləri və s.) Gündəlik həyata geniş yayılmasından 10-20 il sonra birdən-birə böyük şəhərlərdə hamamböceği nadir hala gəldi! İndi hamamböceği yalnız zooparkda tapıla bilən bir böcəkdir. Çox sevdikləri evlərdən birdən yoxa çıxdılar.
COCKROACHES KARL ™!
Bu canavarlar, "radioya davamlı orqanizmlər" siyahısının liderləri utanmadan təslim oldular!
istinad
Növbədə kim var?
Qeyd: Tipik bir WiMAX baza stansiyası təxminən +43 dBm (20 W) gücündə, mobil stansiya isə adətən +23 dBm (200 mW) sürətlə ötürür.
Bəzi ölkələrdə sanitariya-yaşayış sahəsindəki mobil rabitə baza stansiyalarının icazə verilən radiasiya səviyyələri (900 və 1800 MHz, bütün mənbələrdən ümumi səviyyə) əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir:
TAM Xaos
Tibb hələ də suala dəqiq bir cavab verməyib: mobil / WiFi zərərlidir və nə dərəcədədir? Bəs mikrodalğalı texnologiyalarla elektrik enerjisinin simsiz ötürülməsi haqqında nə demək olar?
Burada güc vat və mil vat deyil, artıq kW -dir …
Linklər, istifadə olunan sənədlər, foto və videolar:
"(RADYO ELEKTRONİKSİNİN JURNALI!" N 12, 2007 (MƏKƏZDƏN ELEKTRİK GÜCÜ - GÜNƏŞ MƏKAN GÜÇ SANTRALLARI, V. A. Banke)
"Mikrodalğalı elektronika - kosmos enerjisində perspektivlər" V. Banke, f.ü.f.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 tərəfindən
www.researchgate.net
www. proelectro.info
www.youtube.com
