Kommentoidessaan neljännen sukupolven ilmapuolustuksen artikkelia "törmäsi" TOP2: een pienten ja erittäin pienten UAV-laitteiden langattomasta etävirtalähteestä (katso täältä) sekä aiheesta: parvialgoritmi (agentit) UAV: lle ja ilmapuolustuksen näkymät "4. sukupolvi". Yritän korostaa langattoman voimansiirron tietämykseni mukaan. Parvialgoritmi (agenttien käsite) ja olemassa olevien ilmapuolustusjärjestelmien mahdollinen tehottomuus ovat yleensä erillisen artikkelin aihe.
Sähkön siirto ilman johtoja on tapa siirtää sähköenergiaa käyttämättä johtavia elementtejä sähköpiirissä.
1800 -luvun lopulla havainto, jonka mukaan sähköä voitaisiin käyttää hehkulampun hehkuttamiseen, herätti räjähdysmäisen tutkimuksen löytää paras tapa siirtää sähköä.
Langatonta energiansiirtoa tutkittiin aktiivisesti myös 1900 -luvun alussa, jolloin tutkijat kiinnittivät suurta huomiota erilaisten langattoman energiansiirtotapojen etsimiseen. Tutkimuksen tarkoitus oli yksinkertainen - luoda sähkökenttä yhteen paikkaan, jotta se voidaan havaita etäisillä laitteilla. Samaan aikaan energiaa on yritetty toimittaa etäisyydeltä paitsi erittäin herkille jännitteen havaitsemiseen tarkoitetuille antureille myös merkittäville energiankuluttajille. Niin, vuonna 1904 klo St. Louisin maailmanmessuille myönnettiin palkinto 0,1 hevosvoiman lentokoneen moottorin onnistuneesta lanseerauksesta, suoritetaan 30 metrin etäisyydeltä.
"Sähkön" gurut ovat monien tiedossa (William Sturgeon, Michael Faraday, Nicolas Joseph Callan, James Clerk Maxwel, Heinrich Hertz, Mahlon Loomas jne.), Mutta harvat tietävät, että japanilainen tutkija Hidetsugu Yagi käytti omaa kehitettyä antenniaan. siirtää energiaa. Helmikuussa 1926 hän julkaisi tutkimuksensa tulokset, joissa hän kuvaili Yagi -antennin rakennetta ja viritysmenetelmää.
Neuvostoliitossa tehtiin erittäin vakavia töitä ja hankkeita vuosina 1930-1941. ja samanaikaisesti Drittes Reichissä.
Luonnollisesti lähinnä sotilaallisiin tarkoituksiin: vihollisen työvoiman tappio, sotilas- ja teollisuusinfrastruktuurin tuhoaminen jne. Neuvostoliitossa tehtiin myös vakavaa työtä mikroaaltosäteilyn käytön estämiseksi metallirakenteissa ja -tuotteissa. Mutta tämä on erillinen tarina, joka vaatii huomattavia ajan investointeja: sinun on jälleen kiivettävä pölyiselle ullakolle tai yhtä pölyiseen kellariin.
Yksi viime vuosisadan suurimmista venäläisistä fyysikoista, Nobel -palkinnon saaja, akateemikko Pjotr Leonidovitš Kapitsa omisti osan luovasta elämäkerrastaan tutkiakseen mahdollisuuksia käyttää mikroaaltojen värähtelyjä ja aaltoja uusien ja erittäin tehokkaiden energiansiirtojärjestelmien luomiseksi.
Vuonna 1962 hän kirjoitti monografiansa esipuheessa:
Vuosisadalla toteutettujen fantastisten teknisten ideoiden pitkästä luettelosta vain unelma sähköenergian langattomasta siirrosta jäi edelleen toteutumatta. Scifi -romaaneissa kuvatut energiapalkkien yksityiskohtaiset kuvaukset kiusasivat insinöörejä niiden ilmeisen tarpeen ja toteutuksen käytännön monimutkaisuuden kanssa.
Mutta tilanne alkoi vähitellen muuttua parempaan suuntaan.
Vuonna 1964 mikroaaltoelektroniikan asiantuntija William C. Brown testasi ensin laitetta (helikopterimallia), joka kykenee vastaanottamaan ja käyttämään mikroaaltosäteen energiaa tasavirran muodossa antenniryhmän ansiosta, joka koostuu puoliaaltodipoleista, joka on täynnä tehokkaita Schottky-diodeja …
Myös vuonna 1964 William C. Brown esitteli CBS: n Walter Cronkite News -lehdessä mallinsa helikopterista, joka käytti lentoa varten mikroaaltosäteilijää.
Periaatteessa tämä tapahtuma ja tämä tekniikka ovat TopWarin mielenkiintoisimpia (alla on vähän "arkea" ja energiaa). Langaton tehostettu mikroaaltouunilentohistoria ja kokeilut (elokuva englanniksi, mutta kaikki on riittävän selvää)
Jo vuonna 1976 William Brown suoritti 30 kW: n tehosäteilyn lähettämisen 1,6 km: n etäisyydelle yli 80%: n hyötysuhteella.
Testit suoritettiin laboratoriossa ja Raytheon Co.
Mikä teki Raytheonista kuuluisan ja tämän yrityksen tärkeimmän kiinnostuksen alueen, mielestäni sitä ei kannata täsmentää? Jos joku ei tiedä, katso Raytheonin historiallinen kronologia:
Lue lisää saavutetuista tuloksista täältä (englanniksi ja RIS -muodossa, BibTex ja RefWorks Direct Export):
→ Mikroaaltovoimansiirto - IOSR Journals
→ Mikroaaltouunilla toimiva helikopteri. William C. Brown. Raytheon -yhtiö.
Vuonna 1968 amerikkalainen avaruustutkija Peter E. Glaser ehdotti suurten aurinkopaneelien sijoittamista geostationaariselle kiertoradalle ja niiden tuottaman energian siirtämistä (5-10 GW: n tasolla) maapallolle hyvin kohdistetulla mikroaaltosäteellä. muuttaa sen sitten teknisen taajuuden tasavirta- tai vaihtovirtaenergiaksi ja jakaa sen kuluttajille.
Tällainen järjestelmä mahdollisti geostationaarisella kiertoradalla olevan voimakkaan aurinkosäteilyn käytön (~ 1, 4 kW / s. M.) ja lähetti vastaanotetun energian maan pinnalle jatkuvasti kellonajasta ja sääolosuhteet. Päiväntasaajan tason luonnollisen kaltevuuden vuoksi ekliptikatasoon, jonka kulma on 23,5 astetta, geostationaarisella kiertoradalla sijaitsevaa satelliittia valaisee lähes jatkuvasti auringon säteily, paitsi lyhyitä aikoja lähellä kevätpäivää ja syksyntasaus, kun tämä satelliitti putoaa maan varjoon. Nämä ajanjaksot voidaan ennustaa tarkasti, ja ne eivät yhteensä ylitä 1% vuoden kokonaispituudesta.
Mikroaaltosäteen sähkömagneettisten värähtelytaajuuksien on vastattava niitä alueita, jotka on varattu käytettäväksi teollisuudessa, tieteellisessä tutkimuksessa ja lääketieteessä. Jos tämä taajuus valitaan 2,45 GHz: ksi, sääolosuhteet, mukaan lukien paksut pilvet ja voimakkaat sateet, eivät käytännössä vaikuta energiansiirtotehokkuuteen. 5,8 GHz: n kaista on houkutteleva, koska se mahdollistaa lähetys- ja vastaanottoantennien koon pienentämisen. Sääolosuhteiden vaikutus täällä vaatii kuitenkin jo lisätutkimuksia.
Mikroaaltoelektroniikan nykyinen kehitystaso mahdollistaa sen, että voimme puhua melko korkeasta energiansiirron hyötysuhteen arvosta geostationaariselta kiertoradalta maapallon pinnalle - noin 70% ÷ 75%. Tässä tapauksessa lähetysantennin halkaisija valitaan yleensä yhtä suureksi kuin 1 km, ja maanpäällisen antennin mitat ovat 10 km x 13 km leveysasteella 35 astetta. SCES, jonka lähtöteho on 5 GW, säteilee tehotiheyden lähetysantennin keskellä 23 kW / m², vastaanottoantennin keskellä - 230 W / m².
SCES: n lähetysantennia varten on tutkittu erilaisia SSD- ja tyhjiömikrogeneraattoreita. William Brown osoitti erityisesti, että teollisuuden hyvin kehittämiä, mikroaaltouuniin tarkoitettuja magnetroneja voidaan käyttää myös SCES-antenniryhmien lähettämiseen, jos jokainen niistä on varustettu omalla negatiivisen vaiheen takaisinkytkentäpiirillään ulkoinen synkronointisignaali (ns. Magnetron -suunnanvahvistin - MDA).
Rektenna on erittäin tehokas vastaanotto- ja muunnosjärjestelmä, mutta diodien matala jännite ja niiden sarjakommutoinnin tarve voivat johtaa lumivyöryn rikkoutumiseen. Syklotronienergian muunnin voi suurelta osin poistaa tämän ongelman.
SCES: n lähetysantenni voi olla taaksepäin lähettävä aktiivinen antenniryhmä, joka perustuu ura-aaltoputkiin. Sen karkea suuntaus suoritetaan mekaanisesti; mikroaallonsäteen tarkkaa ohjausta varten käytetään pilottisignaalia, joka lähetetään vastaanottotason antennin keskeltä ja analysoidaan lähettävän antennin pinnalla asianmukaisten antureiden verkoston avulla.
Vuodesta 1965 vuoteen 1975 Bill Brownin johtama tieteellinen ohjelma saatiin onnistuneesti päätökseen, ja se osoitti kykynsä siirtää 30 kW: n tehoa yli 1 mailin etäisyydellä 84%: n hyötysuhteella.
Vuosina 1978-1979 Yhdysvalloissa energiaministeriön (DOE) ja NASAn (NASA) johdolla toteutettiin ensimmäinen valtion tutkimusohjelma, jonka tarkoituksena oli määrittää SCES: n näkymät.
Vuosina 1995-1997 NASA palasi jälleen keskustelemaan SCES: n tulevaisuudesta tuolloin saavutetun teknologisen kehityksen pohjalta.
Tutkimusta jatkettiin vuosina 1999-2000 (Space Solar Power (SSP) Strategic Research & Technology Program).
Aktiivisin ja järjestelmällisin tutkimus SCES -alalla tehtiin Japanissa. Vuonna 1981 professori M. Nagatomon (Makoto Nagatomo) ja S. Sasakin (Susumu Sasaki) johdolla Japanin avaruustutkimuslaitos aloitti tutkimuksen 10 MW: n tehotason SCES -prototyypin kehittämisestä. luodaan käyttämällä olemassa olevia kantoraketteja. Tällaisen prototyypin luominen mahdollistaa teknisen kokemuksen keräämisen ja valmistelee perustan kaupallisten järjestelmien muodostamiselle.
Hanke sai nimen SKES2000 (SPS2000) ja sai tunnustusta monissa maissa ympäri maailmaa.
Näin syntyivät WiTricity ja WiTricity -yhtiö.
Kesäkuussa 2007 Marin Soljačić ja monet muut Massachusetts Institute of Technology -yhtiöstä ilmoittivat kehittävänsä järjestelmän, jossa 60 W: n hehkulamppu toimitettiin 2 metrin päässä olevasta lähteestä 40%: n hyötysuhteella.
Keksinnön tekijöiden mukaan tämä ei ole kytkettyjen piirien "puhdas" resonanssi eikä Tesla -muuntaja, jossa on induktiivinen kytkentä. Tämän päivän energiansiirtosäde on hieman yli kaksi metriä, tulevaisuudessa jopa 5-7 metriä.
Yleensä tutkijat testasivat kahta täysin erilaista järjestelmää.
Muut yritykset kehittävät vastaavia tekniikoita kuumeisesti: Intel on osoittanut WREL -tekniikkansa, jonka tehonsiirtoteho on jopa 75%. Vuonna 2009 Sony esitteli television toiminnan ilman verkkoyhteyttä. Vain yksi seikka on hälyttävä: lähetysmenetelmästä ja teknisistä parannuksista riippumatta tilojen energiatiheyden ja kentänvoimakkuuden on oltava riittävän suuri useiden kymmenien wattien laitteiden virransyöttöön. Kehittäjien itsensä mukaan ei vieläkään ole tietoa tällaisten järjestelmien biologisista vaikutuksista ihmisiin. Kun otetaan huomioon viimeaikainen ulkonäkö ja erilaiset lähestymistavat voimansiirtolaitteiden toteuttamiseen, tällaiset tutkimukset ovat vielä edessä, eikä tuloksia näy pian. Ja voimme arvioida niiden kielteisiä vaikutuksia vain epäsuorasti. Jotain katoaa kodeistamme jälleen, kuten torakat.
Vuonna 2010 kiinalainen kodinkonevalmistaja Haier Group esitteli ainutlaatuisen tuotteensa CES 2010: ssä, täysin langattomassa LCD -televisiossa, joka perustuu professori Marina Solyachichin tutkimukseen langattomasta voimansiirrosta ja langattomasta kodin digitaalisesta käyttöliittymästä (WHDI).
Vuosina 2012-2015. Washingtonin yliopiston insinöörit ovat kehittäneet tekniikan, jonka avulla Wi-Fi-verkkoa voidaan käyttää virtalähteenä kannettavien laitteiden ja laitteiden lataamiseen. Popular Science -lehti on jo tunnustanut tekniikan yhdeksi vuoden 2015 parhaista innovaatioista. Langattoman tekniikan yleisyys on mullistanut itsensä. Ja nyt oli vuorossa langaton sähkönsiirto, jota Washingtonin yliopiston kehittäjät kutsuivat PoWiFi (Power Over WiFi).
Testausvaiheessa tutkijat pystyivät lataamaan onnistuneesti pienikokoisia litium-ioni- ja nikkeli-metallihydridiakkuja. Käyttämällä Asus RT-AC68U -reititintä ja useita antureita, jotka sijaitsevat 8,5 metrin päässä siitä. Nämä anturit muuttavat sähkömagneettisen aallon energian tasavirraksi, jonka jännite on 1, 8 - 2, 4 volttia ja joita tarvitaan mikrokontrollerien ja anturijärjestelmien virransyöttöön. Tekniikan erikoisuus on, että työsignaalin laatu ei huonone tässä tapauksessa. Sinun tarvitsee vain sytyttää reititin uudelleen, ja voit käyttää sitä tavalliseen tapaan sekä syöttää virtaa pienitehoisiin laitteisiin. Eräässä mielenosoituksessa pieni, matalan resoluution salainen valvontakamera, joka sijaitsee yli 5 metrin päässä reitittimestä, sai virtaa. Sitten Jawbone Up24 -kuntolaite ladattiin 41%, se kesti 2,5 tuntia.
Vaikeisiin kysymyksiin siitä, miksi nämä prosessit eivät vaikuta negatiivisesti verkkoviestintäkanavan laatuun, kehittäjät vastasivat, että tämä tulee mahdolliseksi, koska väläytetty reititin lähettää työn aikana energiapaketteja vapaiden tiedonsiirtokanavien kautta. He tekivät tämän päätöksen, kun he huomasivat, että hiljaisuuden aikana energia yksinkertaisesti virtaa ulos järjestelmästä ja itse asiassa se voidaan ohjata pienitehoisiin laitteisiin.
Tulevaisuudessa PoWiFi -tekniikka voi toimia kodinkoneisiin ja sotilastarvikkeisiin sisäänrakennettujen anturien virtalähteenä, hallita niitä langattomasti ja suorittaa etälatausta / -latausta.
Energian siirto UAV: lle on merkityksellistä (todennäköisesti jo käyttämällä PoWiMax -tekniikkaa tai kantolentokoneen ilmatutkasta):
Idea näyttää aika houkuttelevalta. Tämän päivän 20-30 minuutin lentoajan sijasta:
→ LOCUST - Parveilevat laivaston lennokit
→ Yhdysvalloissa testattiin "parvi" Perdix -mikrodroneja
→ Intel piti drone -esityksen Lady Gagan puoliaikaesityksen aikana - Intel® Aero Platform for UAV
saat 40-80 minuuttia lataamalla droneja langattomalla tekniikalla.
Anna minun selittää:
-m / y -droonien vaihto on edelleen tarpeen (parvi -algoritmi);
-m / y -droneiden ja lentokoneiden (kohtu) vaihto on myös välttämätöntä (ohjauskeskus, BZ -korjaus, uudelleenkohdentaminen, komento poistaa, estää "ystävällinen tulipalo", tiedustustietojen siirto ja aseiden käyttökomennot).
UAV-laitteissa negatiivinen käänteisen neliön laista (isotrooppinen emittoiva antenni) "kompensoi" osittain antennikeilan leveyttä ja säteilykuviota:
Tämä ei ole solukkoyhteys, jossa solun on tarjottava 360 ° -yhteys päätyelementteihin.
Sanotaan tämä muunnelma:
Kantolentokoneessa (Perdix) tässä F-18: ssa on (nyt) AN / APG-65-tutka:
tai tulevaisuudessa on AN / APG-79 AESA:
Tämä riittää pidentämään Perdix Micro-Dronesin aktiivisen käyttöiän nykyisestä 20 minuutista tuntiin ja ehkä jopa enemmän. Todennäköisesti käytetään välidroonia Perdix Middleia, jota taistelijan tutka säteilee riittävällä etäisyydellä, ja se puolestaan suorittaa energian "jakelun" Perdix Micro- Drones PoWiFi / PoWiMaxin kautta, samanaikaisesti vaihtamalla tietoja heidän kanssaan (lento ja taitolento, kohdetehtävät, parvi koordinointi).
Onko pahkasikahyökkäysten aikakausi mennyttä?
Ehkä pian on tarkoitus ladata matkapuhelimia ja muita mobiililaitteita, jotka ovat Wi-Fi-, Wi-Max- tai 5G-alueella-metrossa, junassa, lentokoneessa, kun kävelet / lenkkeilet puistossa?
Jälkipuhe: 10-20 vuotta sen jälkeen, kun lukuisat sähkömagneettiset mikroaaltosäteilijät (matkapuhelimet, mikroaaltouunit, tietokoneet, WiFi, Blu-työkalut jne.) On otettu laajasti käyttöön jokapäiväisessä elämässä, yhtäkkiä torakoista suurissa kaupungeissa on tullut yhtäkkiä harvinaisuus! Nyt torakka on hyönteinen, joka löytyy vain eläintarhasta. He katosivat yhtäkkiä kodeista, joita he rakastivat niin paljon.
Torakat KARL ™!
Nämä hirviöt, "radioresistenttien organismien" luettelon johtajat, antautuivat häpeämättömästi!
viite
Kuka on seuraava jonossa?
Huomaa: Tyypillinen WiMAX -tukiasema lähettää tehoa noin +43 dBm (20 W), kun taas matkaviestin lähettää tyypillisesti +23 dBm (200 mW).
Matkaviestinnän tukiasemien (900 ja 1800 MHz, kaikista lähteistä peräisin oleva kokonaistaso) sallitut säteilytasot saniteettiasuinalueella vaihtelevat joissakin maissa huomattavasti:
TÄYSI KAAOS
Lääketiede ei ole vielä antanut selvää vastausta kysymykseen: onko matkapuhelin / WiFi haitallista ja missä määrin? Entä langaton sähkönsiirto mikroaaltotekniikoilla?
Tässä teho ei ole wattia ja kilometriä wattia, vaan jo kW …
Linkit, käytetyt asiakirjat, valokuvat ja videot:
"(RADIO ELECTRONICS JOURNAL!" N 12, 2007 (SÄHKÖVOIMA AVARUUDESTA - SOLAR SPACE POWER PLANTS, V. A. Banke)
"Mikroaaltoelektroniikka - perspektiivit avaruusenergiassa", 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
