Komentirajući članak protuzračne obrane u četvrtoj generaciji, "sukobljen" s TOP2 po pitanju daljinskog bežičnog napajanja malih i ultra malih bespilotnih letjelica (UAV) (vidi ovdje), kao i na temu: algoritam rojeva (agenti) za bespilotnu letjelicu i izgledi za protuzračnu obranu "4. generacija". Pokušat ću istaknuti pitanje bežičnog prijenosa energije koliko ja znam. Algoritam roja (koncept agenata) i moguća neučinkovitost postojećih sustava protuzračne obrane općenito su tema za poseban članak.
Prijenos električne energije bez žica je metoda prijenosa električne energije bez upotrebe vodljivih elemenata u električnom krugu.
Krajem 19. stoljeća otkriće da se električna energija može upotrijebiti za sjaj žarulje izazvalo je eksploziju istraživanja kako bi se pronašao najbolji način prijenosa električne energije.
Bežični prijenos energije također se aktivno proučavao početkom 20. stoljeća, kada su znanstvenici veliku pažnju posvetili traženju različitih načina bežičnog prijenosa energije. Svrha istraživanja bila je jednostavna - generirati električno polje na jednom mjestu kako bi ga zatim mogli detektirati uređaji na daljinu. Istodobno se pokušalo isporučiti energiju iz daljine ne samo visoko osjetljivim senzorima za detekciju napona, već i značajnim potrošačima energije. Tako, 1904. godine u crkvi sv. Louis World Fair je nagrađen nagradom za uspješno lansiranje avionskog motora snage 0,1 konjske snage, izvodi se na udaljenosti od 30 m.
Gurui "električne energije" poznati su mnogima (William Sturgeon, Michael Faraday, Nicolas Joseph Callan, James Clerk Maxwel, Heinrich Hertz, Mahlon Loomas itd.), Ali malo ljudi zna da je japanski istraživač Hidetsugu Yagi koristio vlastitu razvijenu antenu za prijenos energije. U veljači 1926. objavio je rezultate svojih istraživanja u kojima je opisao strukturu i način ugađanja Yagi antene.
Vrlo ozbiljni radovi i projekti izvedeni su u SSSR-u u razdoblju 1930.-1941. a paralelno u Drittes Reichu.
Naravno, uglavnom u vojne svrhe: poraz neprijateljske radne snage, uništavanje vojne i industrijske infrastrukture itd. U SSSR -u se također ozbiljno radilo na korištenju mikrovalnog zračenja za sprječavanje površinske korozije metalnih konstrukcija i proizvoda. No ovo je zasebna priča koja zahtijeva znatna ulaganja vremena: opet se morate popeti na prašnjavo potkrovlje ili podjednako prašnjav podrum.
Jedan od najvećih ruskih fizičara prošlog stoljeća, dobitnik Nobelove nagrade, akademik Pyotr Leonidovich Kapitsa posvetio je dio svoje kreativne biografije istraživanju mogućnosti korištenja mikrovalnih oscilacija i valova za stvaranje novih i visoko učinkovitih sustava prijenosa energije.
Godine 1962. u predgovoru svoje monografije napisao je:
Od dugog popisa fantastičnih tehničkih ideja provedenih u dvadesetom stoljeću, samo je san o bežičnom prijenosu električne energije i dalje ostao neostvaren. Detaljni opisi energetskih zraka u znanstvenofantastičnim romanima zadirkivali su inženjere s njihovom očitom potrebom i sa praktičnom složenošću implementacije.
No situacija se postupno počela mijenjati nabolje.
1964., stručnjak za mikrovalnu elektroniku William C. Brown prvi je put testirao uređaj (model helikoptera) sposoban primiti i koristiti energiju mikrovalnog snopa u obliku istosmjerne struje, zahvaljujući antenskom nizu koji se sastoji od poluvalnih dipola, svaki od koji je napunjen visoko učinkovitim Schottkyjevim diodama …
Također 1964. William C. Brown je na CBS -ovoj Walter Cronkite News predstavio svoj model helikoptera, koji je za let pokretao mikrotalasni odašiljač.
U principu, ovaj događaj i ova tehnologija su najzanimljiviji u TopWaru (u nastavku će biti riječi o "svakodnevnom životu" i energiji). Povijest i eksperimenti letenja bežičnim mikrovalnim mikrovalnim pećnicama (film na engleskom jeziku, ali sve je dovoljno jasno)
William Brown je već 1976. proveo prijenos mikrovalnog snopa snage 30 kW na udaljenost od 1,6 km s učinkovitošću većom od 80%.
Ispitivanja su provedena u laboratoriju, a naručila ih je tvrtka Raytheon Co.
Ono što je Raytheon učinilo poznatim i glavnim područjem interesa ove tvrtke, mislim da nije vrijedno specificiranja? Pa, ako netko ne zna, pogledajte Raytheonovu povijesnu kronologiju:
Više o postignutim rezultatima pročitajte ovdje (u engleskom i RIS formatu, BibTex i RefWorks Direct Export):
→ Prijenos energije u mikrovalnoj pećnici - časopisi IOSR
→ Helikopter na mikrovalnu pećnicu. William C. Brown. Tvrtka Raytheon.
Godine 1968. američki svemirski istraživač Peter E. Glaser predložio je postavljanje velikih solarnih panela u geostacionarnu orbitu i prenošenje energije koju oni generiraju (na razini od 5-10 GW) na Zemljinu površinu dobro fokusiranim mikrovalnim zrakom. zatim ga pretvoriti u energiju istosmjerne ili izmjenične struje tehničke frekvencije i distribuirati potrošačima.
Takva shema omogućila je korištenje intenzivnog toka sunčevog zračenja koji postoji u geostacionarnoj orbiti (~ 1,4 kW / m² vremenski uvjeti. Zbog prirodnog nagiba ekvatorijalne ravnine prema ravnini ekliptike s kutom od 23,5 stupnjeva, satelit koji se nalazi u geostacionarnoj orbiti osvijetljen je protokom sunčevog zračenja gotovo kontinuirano, osim u kratkim vremenskim razdobljima u blizini proljetnih dana i jesenske ravnodnevnice, kada ovaj satelit padne u sjenu Zemlje. Ta se vremenska razdoblja mogu točno predvidjeti, a ukupno ne prelaze 1% ukupne duljine godine.
Učestalost elektromagnetskih oscilacija mikrovalnog snopa trebala bi odgovarati onim rasponima koji su dodijeljeni za uporabu u industriji, znanstvenim istraživanjima i medicini. Ako se ta frekvencija odabere jednaka 2,45 GHz, tada meteorološki uvjeti, uključujući guste oblake i intenzivne oborine, praktički nemaju utjecaja na učinkovitost prijenosa energije. Opseg 5,8 GHz primamljiv je jer omogućuje smanjenje veličine odašiljačkih i prijemnih antena. Međutim, utjecaj meteoroloških uvjeta ovdje već zahtijeva dodatno proučavanje.
Trenutna razina razvoja mikrovalne elektronike omogućuje nam govoriti o prilično visokoj vrijednosti učinkovitosti prijenosa energije mikrovalnom zrakom s geostacionarne orbite na Zemljinu površinu - oko 70% ÷ 75%. U tom slučaju, promjer odašiljačke antene obično se bira jednak 1 km, a zemaljska rektenna ima dimenzije 10 km x 13 km za zemljopisnu širinu od 35 stupnjeva. SCES izlazne snage 5 GW ima zračenu gustoću snage u središtu odašiljačke antene 23 kW / m², u središtu prijemne antene - 230 W / m².
Istraženi su različiti tipovi čvrstih i vakuumskih mikrovalnih generatora za odašiljačku antenu SCES-a. William Brown posebno je pokazao da se magnetroni, dobro razvijeni u industriji, namijenjeni mikrovalnim pećnicama, mogu koristiti i za odašiljanje antenskih nizova SCES-a, ako je svaki od njih opremljen vlastitim krugom povratne sprege s negativnom fazom u odnosu na vanjski sinkronizirani signal (tzv. Magnetronsko usmjereno pojačalo - MDA).
Rektenna je visoko učinkovit prijemni i pretvarački sustav, međutim, niski napon dioda i potreba za njihovom serijskom komutacijom mogu dovesti do kvara lavine. Ciklotronski pretvarač energije može uvelike ukloniti ovaj problem.
Odašiljačka antena SCES-a može biti aktivna antenska antena koja emitira natrag i emitira natrag na temelju valovoda s prorezima. Njegova gruba orijentacija provodi se mehanički; za precizno usmjeravanje mikrovalnog snopa koristi se pilot signal, emitiran iz središta prijemne rektene i analiziran na površini odašiljačke antene pomoću mreže odgovarajućih senzora.
Od 1965. do 1975. godine znanstveni program koji je vodio Bill Brown uspješno je završen, pokazujući sposobnost prijenosa snage 30 kW na udaljenost veću od 1 milje s učinkovitošću od 84%.
1978.-1979. u Sjedinjenim Državama, pod vodstvom Ministarstva energetike (DOE) i NASA-e (NASA), proveden je prvi državni istraživački program čiji je cilj bio utvrditi izglede za SCES.
1995.-1997. NASA se ponovno vratila raspravi o budućnosti SCES-a, nadovezujući se na tadašnji tehnološki napredak.
Istraživanja su nastavljena u razdoblju 1999.-2000. (Strateški program za istraživanje i tehnologiju svemirske solarne energije (SSP)).
Najaktivnije i najsustavnije istraživanje na području SCES -a proveo je Japan. Godine 1981., pod vodstvom profesora M. Nagatoma (Makoto Nagatomo) i S. Sasakija (Susumu Sasaki), Institut za svemirska istraživanja Japana započeo je istraživanje o razvoju prototipa SCES -a s razinom snage 10 MW, koji bi mogao biti stvorena pomoću postojećih lansirnih vozila. Stvaranje takvog prototipa omogućuje akumulaciju tehnološkog iskustva i priprema temelje za formiranje komercijalnih sustava.
Projekt je dobio naziv SKES2000 (SPS2000) i dobio je priznanje u mnogim zemljama svijeta.
Tako su nastali WiTricity i WiTricity korporacija.
U lipnju 2007. Marin Soljačić i nekoliko drugih na Tehnološkom institutu u Massachusettsu najavili su razvoj sustava u kojem se žarulja od 60 W napaja iz izvora udaljenog 2 m, s učinkovitošću od 40%.
Prema autorima izuma, ovo nije "čista" rezonancija spojenih krugova, a ne Teslin transformator s induktivnom spregom. Radijus prijenosa energije za danas je nešto više od dva metra, u budućnosti - do 5-7 metara.
Općenito, znanstvenici su testirali dvije fundamentalno različite sheme.
Slične tehnologije grozničavo razvijaju druge tvrtke: Intel je demonstrirao svoju tehnologiju WREL s učinkovitošću prijenosa energije do 75%. Sony je 2009. demonstrirao rad televizora bez mrežne veze. Samo jedna okolnost je alarmantna: bez obzira na način prijenosa i tehnička poboljšanja, gustoća energije i jakost polja u prostorijama moraju biti dovoljno visoki za napajanje uređaja snage nekoliko desetaka vata. Prema samim programerima, još uvijek nema informacija o biološkim učincima takvih sustava na ljude. S obzirom na nedavni izgled i različite pristupe implementaciji uređaja za prijenos energije, takve studije tek predstoje, a rezultati se neće pojaviti uskoro. A o njihovom negativnom utjecaju moći ćemo suditi samo neizravno. Nešto će opet nestati iz naših domova, poput žohara.
2010. godine Haier Group, kineski proizvođač kućanskih aparata, predstavio je svoj jedinstveni proizvod na sajmu CES 2010, potpuno bežični LCD televizor temeljen na istraživanju profesorice Marine Solyachich o bežičnom prijenosu energije i bežičnom kućnom digitalnom sučelju (WHDI).
U razdoblju 2012-2015. inženjeri sa Sveučilišta Washington razvili su tehnologiju koja omogućuje korištenje Wi-Fi-ja kao izvora energije za napajanje prijenosnih uređaja i punjenje gadgeta. Časopis Popular Science već je ovu tehnologiju prepoznao kao jednu od najboljih inovacija u 2015. Sveprisutnost bežične tehnologije revolucionirala se. A sada je na red došao bežični prijenos energije putem zraka, koji su programeri sa Sveučilišta Washington nazvali PoWiFi (za Power Over WiFi).
Tijekom faze ispitivanja, istraživači su uspjeli napuniti litij-ionske i nikl-metal-hidridne baterije malih kapaciteta. Korištenje usmjerivača Asus RT-AC68U i nekoliko senzora koji se nalaze na udaljenosti od 8,5 metara od njega. Ovi senzori pretvaraju energiju elektromagnetskog vala u istosmjernu struju s naponom od 1, 8 do 2, 4 volta, koji su potrebni za napajanje mikrokontrolera i senzorskih sustava. Posebnost tehnologije je u tome što se kvaliteta radnog signala u ovom slučaju ne pogoršava. Trebate samo ponovno usmjeriti usmjerivač i možete ga koristiti kao i obično, plus napajati uređaje male snage. U jednoj od demonstracija uspješno je napajana mala tajna nadzorna kamera niske rezolucije koja se nalazi više od 5 metara od usmjerivača. Tada je fitness tracker Jawbone Up24 napunjen 41%, trajalo je 2,5 sata.
Na škakljiva pitanja o tome zašto ti procesi ne utječu negativno na kvalitetu mrežnog komunikacijskog kanala, programeri su odgovorili da to postaje moguće zbog činjenice da usmjerivač koji treperi šalje pakete energije kroz nezauzete kanale za prijenos informacija tijekom svog rada. Do ove odluke došli su otkrivši da tijekom razdoblja tišine energija jednostavno istječe iz sustava, a zapravo se može usmjeriti na napajanje uređaja male snage.
PoWiFi tehnologija u budućnosti bi mogla poslužiti za napajanje senzora ugrađenih u kućanske aparate i vojnu opremu, za njihovo bežično upravljanje i daljinsko punjenje / punjenje.
Prijenos energije za bespilotnu letjelicu je relevantan (najvjerojatnije, već korištenjem tehnologije PoWiMax ili s radara u zrakoplovu nosača):
Ideja izgleda prilično primamljivo. Umjesto današnjih 20-30 minuta leta:
→ LOKAL - Rojajući mornarički dronovi
→ U SAD -u je testiran "roj" mikrodrona Perdix
→ Intel je tijekom poluvremena Lady Gage vodio bespilotnu letjelicu - Intel® Aero Platform za bespilotne letjelice
dobiti 40-80 minuta punjenjem bespilotnih letjelica pomoću bežičnih tehnologija.
Dopustite mi da objasnim:
-mjena m / y bespilotnih letjelica i dalje je potrebna (algoritam roja);
-razmjena m / y bespilotnih letjelica i zrakoplova (maternica) također je neophodna (kontrolni centar, BZ korekcija, ponovno ciljanje, naredba za uklanjanje, sprječavanje "prijateljske vatre", prijenos izviđačkih informacija i naredbe za upotrebu oružja).
Za bespilotne letjelice negativ iz obrnutog kvadrata (izotropna antena) djelomično "kompenzira" širinu snopa antene i uzorak zračenja:
Ovo nije stanična veza, gdje ćelija mora omogućiti komunikaciju od 360 ° do krajnjih elemenata.
Recimo ovu varijaciju:
Nosivi avion (za Perdix) ovaj F-18 ima (sada) radar AN / APG-65:
ili će u budućnosti imati AN / APG-79 AESA:
To je dovoljno za produljenje aktivnog vijeka Perdix mikro-dronova sa trenutnih 20 minuta na sat, a možda čak i više. Najvjerojatnije će se koristiti srednji bespilotni letjelica Perdix Middle, koju će radar lovca zračiti na dovoljnoj udaljenosti, a on će zauzvrat provoditi "raspodjelu" energije za mlađu braću Perdix Micro- Dronovi putem PoWiFi / PoWiMax, istodobno razmjenjuju informacije s njima (let i akrobacija, ciljni zadaci, koordinacija roja).
Je li doba napada bradavičastih bradavica prošlost?
Možda će uskoro doći do punjenja mobitela i drugih mobilnih uređaja koji su u dometu Wi-Fi, Wi-Max ili 5G-u podzemnoj željeznici, vlaku, avionu, dok šetate / trčite u parku?
Pogovor: 10-20 godina nakon širokog uvođenja brojnih elektromagnetnih mikrovalnih emitera u svakodnevni život (mobiteli, mikrovalovi, računala, WiFi, Blu alati itd.), Odjednom su žohari u velikim gradovima odjednom postali rijetkost! Sada je žohar insekt koji se može naći samo u zoološkom vrtu. Odjednom su nestali iz domova koje su prije toliko voljeli.
ŽAGALI KARL ™!
Ta čudovišta, predvodnici popisa "radiootpornih organizama" besramno su se predali!
referenca
Tko je sljedeći na redu?
Napomena: Tipična WiMAX bazna stanica prenosi snagu pri približno +43 dBm (20 W), dok mobilna stanica obično odašilje na +23 dBm (200 mW).
Dopuštene razine zračenja baznih stanica mobilnih komunikacija (900 i 1800 MHz, ukupna razina iz svih izvora) u sanitarno-stambenom području u nekim se zemljama značajno razlikuju:
PUNI KAOS
Medicina još nije dala jasan odgovor na pitanje: je li mobilni / WiFi štetan i u kojoj mjeri? A što je s bežičnim prijenosom električne energije mikrovalnim tehnologijama?
Ovdje snaga nisu vati i milje vati, već već kW …
Veze, korišteni dokumenti, fotografije i video zapisi:
"(ZBORNIK RADIO -ELEKTRONIKE!" N 12, 2007. (ELEKTRIČNA SNAGA IZ PROSTORA - SOLARNI PROSTOR ELEKTRANE, V. A. Banke)
"Mikrovalna elektronika - perspektive u svemirskoj energiji" V. Banke, dr. Sc.
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
