Akitoa maoni juu ya nakala ya ulinzi wa hewa katika kizazi cha nne, "iligongana" na TOP2 juu ya suala la usambazaji wa umeme wa kijijini wa UAV ndogo na ndogo-ndogo (UAVs) (tazama hapa), na pia juu ya mada: swarm algorithm (mawakala) kwa UAV na matarajio ya ulinzi wa hewa "kizazi cha 4- th". Nitajaribu kuonyesha suala la usambazaji wa umeme bila waya kwa ujuzi wangu wote. Algorithm ya pumba (dhana ya mawakala) na uzembe unaowezekana wa mifumo iliyopo ya ulinzi wa hewa, kwa jumla, ni mada ya nakala tofauti.
Uhamisho wa umeme bila waya ni njia ya kuhamisha nishati ya umeme bila kutumia vitu vyenye nguvu kwenye mzunguko wa umeme.
Mwishoni mwa karne ya 19, ugunduzi kwamba umeme ungeweza kutumika kutengeneza mwangaza wa balbu ulisababisha mlipuko wa utafiti ili kupata njia bora ya kusambaza umeme.
Uhamisho wa nishati bila waya pia ulijifunza kikamilifu mwanzoni mwa karne ya 20, wakati wanasayansi walizingatia sana utaftaji wa njia anuwai za usafirishaji wa nishati bila waya. Kusudi la utafiti huo lilikuwa rahisi - kutengeneza uwanja wa umeme katika sehemu moja ili iweze kugunduliwa na vifaa kwa mbali. Wakati huo huo, majaribio yamefanywa kusambaza nishati kutoka mbali sio tu kwa sensorer nyeti sana za kugundua voltage, lakini pia kwa watumiaji muhimu wa nishati. Kwa hivyo, mnamo 1904 katika ukumbi wa St. Maonyesho ya Ulimwengu ya Louis yalipewa tuzo kwa uzinduzi mzuri wa injini ya ndege yenye uwezo wa nguvu ya farasi 0.1, uliofanywa kwa umbali wa m 30.
Gurus ya "umeme" inajulikana kwa wengi (William Sturgeon, Michael Faraday, Nicolas Joseph Callan, James Clerk Maxwel, Heinrich Hertz, Mahlon Loomas, nk), lakini watu wachache wanajua kwamba mtafiti wa Kijapani Hidetsugu Yagi alitumia antena yake iliyoendelea kusambaza nishati. Mnamo Februari 1926, alichapisha matokeo ya utafiti wake, ambapo alielezea muundo na njia ya kurekebisha antenna ya Yagi.
Kazi kubwa na miradi ilifanywa katika USSR katika kipindi cha 1930-1941. na sambamba na Drittes Reich.
Kwa kawaida, haswa kwa madhumuni ya kijeshi: kushindwa kwa nguvu kazi ya adui, uharibifu wa miundombinu ya jeshi na viwanda, nk. Katika USSR, kazi kubwa pia ilifanywa juu ya matumizi ya mionzi ya microwave kuzuia kutu ya uso wa miundo ya chuma na bidhaa. Lakini hii ni hadithi tofauti ambayo inahitaji uwekezaji muhimu wa wakati: tena lazima upande kwenye dari ya vumbi au basement yenye vumbi sawa.
Mmoja wa wanafizikia wakubwa wa Urusi wa karne iliyopita, mshindi wa Tuzo ya Nobel, msomi Pyotr Leonidovich Kapitsa alitumia sehemu ya wasifu wake wa ubunifu kutafakari matarajio ya kutumia miiko na mawimbi ya microwave kuunda mifumo mpya na yenye ufanisi wa usambazaji wa nishati.
Mnamo 1962, katika utangulizi wa monografia yake, aliandika:
Katika orodha ndefu ya maoni mazuri ya kiufundi yaliyotekelezwa katika karne ya ishirini, ni ndoto tu ya usafirishaji wa waya wa umeme bila kuendelea kutekelezwa. Maelezo ya kina ya mihimili ya nishati katika riwaya za uwongo za sayansi ilidharau wahandisi na hitaji lao dhahiri, na kwa ugumu wa utekelezaji.
Lakini hali pole pole ilianza kubadilika kuwa bora.
Mnamo 1964, mtaalam wa elektroniki wa microwave William C. Brown kwanza alijaribu kifaa (modeli ya helikopta) inayoweza kupokea na kutumia nishati ya boriti ya microwave kwa njia ya sasa ya moja kwa moja, shukrani kwa safu ya antena iliyo na dipoles za nusu-wimbi, kila moja ya ambayo imejaa vifaa vya hali ya juu vya Schottky..
Pia mnamo 1964, William C. Brown alionyesha mfano wake wa helikopta, ambayo ilitumiwa na mtoaji wa microwave kwa ndege hiyo, kwenye CBS's Walter Cronkite News.
Kimsingi, hafla hii na teknolojia hii ni ya kupendeza zaidi katika TopWar (hapa chini itakuwa kidogo juu ya "maisha ya kila siku" na nguvu). Historia na Majaribio ya Ndege ya Microwave isiyo na waya (filamu kwa Kiingereza, lakini kila kitu ni wazi kutosha)
Tayari kufikia 1976, William Brown alifanya usafirishaji wa boriti ya microwave ya nguvu ya 30 kW kwa umbali wa kilomita 1.6 na ufanisi unaozidi 80%.
Vipimo hivyo vilifanywa katika maabara na kuagizwa na Raytheon Co.
Ni nini kilimfanya Raytheon maarufu na eneo kuu la kupendeza la kampuni hii, nadhani, haifai kutaja? Naam, ikiwa mtu yeyote hajui, angalia Historia ya Raytheon ya Historia:
Soma zaidi juu ya matokeo yaliyopatikana hapa (kwa muundo wa Kiingereza na RIS, BibTex na RefWorks Export Direct):
→ Uhamisho wa Nguvu ya Microwave - Jarida za IOSR
→ Helikopta inayoendeshwa na microwave. William C. Brown. Kampuni ya Raytheon.
Mnamo mwaka wa 1968, mtafiti wa nafasi ya Amerika Peter E. Glaser alipendekeza kuweka paneli kubwa za jua kwenye obiti ya geostationary, na kupeleka nguvu inayotokana na wao (kwa kiwango cha 5-10 GW) kwa uso wa Dunia na boriti ya microwave iliyolenga vizuri., kisha ibadilishe kuwa nishati ya mzunguko wa kiufundi wa moja kwa moja au mbadala na usambaze kwa watumiaji.
Mpango kama huo ulifanya iwezekane kutumia mtiririko mkali wa mionzi ya jua iliyopo kwenye obiti ya geostationary (~ 1, 4 kW / sq. M.), Na kusambaza nishati iliyopokelewa kwa uso wa Dunia kila wakati, bila kujali wakati wa siku na hali ya hewa. Kwa sababu ya mwelekeo wa asili wa ndege ya ikweta kwa ndege ya kupatwa na pembe ya digrii 23.5, setilaiti iliyoko kwenye obiti ya geostationary inaangazwa na mtiririko wa mionzi ya jua karibu kila wakati, isipokuwa kwa muda mfupi karibu na siku za chemchemi. na ikweta ya vuli, wakati setilaiti hii inapoanguka kwenye kivuli cha Dunia. Vipindi hivi vya wakati vinaweza kutabiriwa kwa usahihi, na kwa jumla havizidi 1% ya jumla ya urefu wa mwaka.
Mzunguko wa oscillations ya umeme wa boriti ya microwave inapaswa kulingana na safu hizo ambazo zimetengwa kwa matumizi katika tasnia, utafiti wa kisayansi na dawa. Ikiwa masafa haya yamechaguliwa sawa na 2.45 GHz, basi hali ya hali ya hewa, pamoja na mawingu mazito na mvua kubwa, haina athari yoyote kwa ufanisi wa uhamishaji wa nishati. Bendi ya 5.8 GHz inajaribu kwani inafanya uwezekano wa kupunguza saizi ya antena zinazopitisha na kupokea. Walakini, ushawishi wa hali ya hali ya hewa hapa tayari inahitaji utafiti wa ziada.
Kiwango cha sasa cha ukuzaji wa vifaa vya elektroniki vya microwave vinaturuhusu kusema juu ya dhamana ya juu ya ufanisi wa uhamishaji wa nishati na boriti ya microwave kutoka kwa obiti ya geostationary hadi kwenye uso wa Dunia - karibu 70% ÷ 75%. Katika kesi hii, kipenyo cha antena ya kupitisha kawaida huchaguliwa sawa na kilomita 1, na rectenna ya ardhini ina vipimo vya 10 km x 13 km kwa latitudo ya digrii 35. SCES yenye nguvu ya pato la 5 GW ina msongamano wa umeme katikati ya antenna inayopitisha 23 kW / m², katikati ya antenna inayopokea - 230 W / m².
Aina anuwai ya jenereta ya hali-dhabiti-hali na utupu kwa antena ya kupitisha ya SCES imechunguzwa. William Brown alionyesha, haswa, kuwa magnetroni, yaliyotengenezwa vizuri na tasnia, yaliyokusudiwa sehemu zote za microwave, pia inaweza kutumika katika kupeleka safu za antena za SCES, ikiwa kila moja ina vifaa vya mzunguko hasi wa maoni yake kwa heshima na ishara ya nje ya kusawazisha (inayoitwa Amplifier ya Uelekezaji wa Magnetron - MDA).
Rektenna ni mfumo mzuri wa kupokea na kubadilisha, hata hivyo, kiwango cha chini cha diode na hitaji la usafirishaji wao wa serial inaweza kusababisha kuvunjika kwa Banguko. Kibadilishaji cha nishati ya cyclotron inaweza kwa kiasi kikubwa kuondoa shida hii.
Antena ya kupitisha ya SCES inaweza kuwa safu-ya-kutoa tena safu ya antena inayotumika kulingana na miongozo iliyopangwa. Mwelekeo wake mkali unafanywa kwa njia ya mitambo; kwa mwongozo sahihi wa boriti ya microwave, ishara ya majaribio hutumiwa, iliyotolewa kutoka katikati ya rectenna inayopokea na kuchambuliwa juu ya uso wa antena inayosambaza na mtandao wa sensorer zinazofaa.
Kuanzia 1965 hadi 1975 programu ya kisayansi iliyoongozwa na Bill Brown ilikamilishwa vyema, ikionyesha uwezo wa kusambaza nguvu za 30 kW kwa umbali wa zaidi ya maili 1 na ufanisi wa 84%.
Mnamo 1978-1979 huko Merika, chini ya uongozi wa Idara ya Nishati (DOE) na NASA (NASA), mpango wa kwanza wa utafiti wa serikali ulifanywa uliolenga kuamua matarajio ya SCES.
Mnamo 1995-1997, NASA ilirudi tena kujadili hali ya baadaye ya SCES, ikijenga maendeleo ya kiteknolojia yaliyofanywa na wakati huo.
Utafiti uliendelea katika 1999-2000 (Programu ya Mkakati wa Sola ya Umeme (SSP) Mkakati wa Utafiti na Teknolojia).
Utafiti unaotumika zaidi na wa kimfumo katika uwanja wa SCES ulifanywa na Japani. Mnamo 1981, chini ya uongozi wa Maprofesa M. Nagatomo (Makoto Nagatomo) na S. Sasaki (Susumu Sasaki), Taasisi ya Utafiti wa Anga ya Japani ilianza utafiti juu ya utengenezaji wa mfano wa SCES na kiwango cha nguvu cha MW 10, ambayo inaweza kuundwa kwa kutumia magari yaliyopo ya uzinduzi. Uundaji wa mfano kama huo unaruhusu mkusanyiko wa uzoefu wa kiteknolojia na huandaa msingi wa malezi ya mifumo ya kibiashara.
Mradi huo uliitwa SKES2000 (SPS2000) na ulipokea kutambuliwa katika nchi nyingi ulimwenguni.
Hivi ndivyo WiTricity na shirika la WiTricity walizaliwa.
Mnamo Juni 2007, Marin Soljačić na wengine kadhaa katika Taasisi ya Teknolojia ya Massachusetts walitangaza maendeleo ya mfumo ambao balbu ya taa 60 W ilitolewa kutoka kwa chanzo kilicho mita 2 mbali, na ufanisi wa 40%.
Kulingana na waandishi wa uvumbuzi, hii sio sauti safi safi ya mizunguko iliyounganishwa na sio transformer ya Tesla iliyo na unganisho wa kufata. Radi ya usambazaji wa nishati kwa leo ni zaidi ya mita mbili, katika siku zijazo - hadi mita 5-7.
Kwa ujumla, wanasayansi walijaribu miradi miwili tofauti kimsingi.
Teknolojia kama hizo zinatengenezwa kwa homa na kampuni zingine: Intel imeonyesha teknolojia yake ya WREL na ufanisi wa usambazaji wa umeme hadi 75%. Mnamo 2009, Sony ilionyesha utendaji wa TV bila muunganisho wa mtandao. Hali moja tu ni ya kutisha: bila kujali njia ya usambazaji na tweaks za kiufundi, wiani wa nishati na nguvu ya uwanja katika majengo lazima iwe juu ya kutosha vifaa vya umeme na uwezo wa makumi ya watts. Kulingana na watengenezaji wenyewe, bado hakuna habari juu ya athari za kibaolojia za mifumo kama hiyo kwa wanadamu. Kwa kuzingatia muonekano wa hivi karibuni na njia tofauti za utekelezaji wa vifaa vya usambazaji wa umeme, tafiti kama hizo bado ziko mbele, na matokeo hayataonekana hivi karibuni. Na tutaweza kuhukumu athari zao hasi kwa moja kwa moja. Kitu kitatoweka nyumbani mwetu tena, kama mende.
Mnamo 2010, Kikundi cha Haier, mtengenezaji wa vifaa vya nyumbani vya Wachina, ilifunua bidhaa yake ya kipekee huko CES 2010, Televisheni ya LCD isiyo na waya kabisa kulingana na utafiti wa Profesa Marina Solyachich juu ya usafirishaji wa umeme bila waya na kiunganisho cha dijiti cha nyumbani (WHDI).
Mnamo 2012-2015. wahandisi katika Chuo Kikuu cha Washington wameanzisha teknolojia ambayo inaruhusu Wi-Fi kutumika kama chanzo cha nguvu cha kuwezesha vifaa vya kubeba na vifaa vya kuchaji. Teknolojia tayari imetambuliwa na jarida la Sayansi Maarufu kama moja ya ubunifu bora wa 2015. Ujuzi wa teknolojia isiyo na waya imejipindua yenyewe. Na sasa ilikuwa zamu ya usambazaji wa umeme bila waya hewani, ambayo watengenezaji wa Chuo Kikuu cha Washington waliiita PoWiFi (ya Power Over WiFi).
Wakati wa upimaji, watafiti waliweza kuchaji betri ndogo za lithiamu-ion na nikeli-chuma. Kutumia router ya Asus RT-AC68U na sensorer kadhaa ziko umbali wa mita 8.5 kutoka kwake. Sensorer hizi hubadilisha nishati ya wimbi la sumakuumeme kuwa sasa ya moja kwa moja na voltage ya voliti 1, 8 hadi 2, 4, ambazo zinahitajika kuwezesha watawala wadogo na mifumo ya sensorer. Upekee wa teknolojia ni kwamba ubora wa ishara ya kufanya kazi haizidi kuzorota katika kesi hii. Unahitaji tu kuwasha tena router, na unaweza kuitumia kama kawaida, pamoja na nguvu ya usambazaji kwa vifaa vyenye nguvu ndogo. Katika moja ya maandamano, kamera ndogo, ya chini ya ufuatiliaji wa chini iliyoko zaidi ya mita 5 kutoka kwa router ilitumiwa kwa mafanikio. Halafu mfuatiliaji wa mazoezi ya mwili wa Jawbone Up24 alishtakiwa 41%, ilichukua masaa 2.5.
Kwa maswali magumu juu ya kwanini michakato hii haiathiri vibaya ubora wa kituo cha mawasiliano ya mtandao, waendelezaji walijibu kwamba hii inakuwa inawezekana kwa sababu ya kwamba taa iliyowaka hutuma pakiti za nishati kupitia njia za kuhamisha habari ambazo hazina watu wakati wa kazi yake. Walifikia uamuzi huu wakati waligundua kuwa wakati wa ukimya, nishati hutoka nje ya mfumo, na kwa kweli inaweza kuelekezwa kwa vifaa vya nguvu vya chini.
Katika siku zijazo, teknolojia ya PoWiFi inaweza kutumika kwa sensorer za umeme zilizojengwa kwenye vifaa vya nyumbani na vifaa vya jeshi, kuzidhibiti bila waya na kufanya kuchaji / kuchaji kijijini.
Uhamisho wa nishati kwa UAV ni muhimu (uwezekano mkubwa, tayari unatumia teknolojia ya PoWiMax au kutoka kwa rada inayosafirishwa na ndege ya kubeba):
Wazo linaonekana kuwa la kuvutia sana. Badala ya leo dakika 20-30 za wakati wa kukimbia:
→ PANGO - Drones za Jeshi la Wanamaji
→ Nchini USA ilijaribu "pumba" la microdrones za Perdix
→ Intel iliendesha onyesho la drone wakati wa utendaji wa halfa ya Lady Gaga - Jukwaa la Intel® Aero la UAV
pata dakika 40-80 kwa kuchaji tena drones kwa kutumia teknolojia zisizo na waya.
Acha nieleze:
-ubadilishaji wa m / y drones bado ni muhimu (swarm algorithm);
-ubadilishaji wa drones ya m / y na ndege (uterasi) pia ni muhimu (kituo cha kudhibiti, urekebishaji wa BZ, kurudisha malengo, amri ya kuondoa, kuzuia "moto wa urafiki", uhamishaji wa habari ya upelelezi na amri za kutumia silaha).
Kwa UAVs, hasi kutoka kwa sheria ya mraba iliyobadilika (antenna inayotoa isotropiki) kwa sehemu "hulipa fidia" kwa upana wa boriti ya antena na muundo wa mionzi:
Huu sio unganisho la rununu, ambapo seli inapaswa kutoa mawasiliano ya 360 ° kwa vitu vya mwisho.
Wacha tuseme tofauti hii:
Ndege ya kubeba (kwa Perdix) hii F-18 ina (sasa) rada ya AN / APG-65:
au katika siku zijazo itakuwa na AN / APG-79 AESA:
Hii ni ya kutosha kupanua maisha ya kazi ya Perdix Micro-Drones kutoka dakika 20 za sasa hadi saa, na labda hata zaidi. Uwezekano mkubwa zaidi, drone ya kati ya Perdix Middle itatumika, ambayo itaangaziwa kwa umbali wa kutosha na rada ya mpiganaji, na hiyo, itafanya "usambazaji" wa nishati kwa ndugu wadogo wa Perdix Micro- Drones kupitia PoWiFi / PoWiMax, wakati huo huo wakibadilishana habari (ndege na aerobatic, majukumu ya kulenga, uratibu wa pumba).
Je! Enzi ya shambulio la nguruwe ni kitu cha zamani?
Labda, hivi karibuni itakuja kuchaji simu za rununu na vifaa vingine vya rununu ambavyo viko katika anuwai ya Wi-Fi, Wi-Max au 5G - kwenye barabara kuu ya moshi, kwenye gari moshi, kwenye ndege, wakati wa kutembea / kutembea kwenye bustani?
Neno la kuandikia: miaka 10-20 baada ya kuenea kwa maisha ya kila siku ya watoaji wengi wa umeme wa umeme wa umeme (Simu za rununu, Microwaves, Kompyuta, WiFi, zana za Blu, nk), ghafla mende katika miji mikubwa imekuwa nadra ghafla! Sasa mende ni wadudu ambao unaweza kupatikana tu kwenye bustani ya wanyama. Walipotea ghafla kutoka kwenye nyumba ambazo walikuwa wanapenda sana.
KAZI ZA KAZI KARL ™!
Monsters hawa, viongozi wa orodha ya "viumbe sugu vya redio" bila aibu walijisalimisha!
kumbukumbu
Ni nani anayefuata kwenye mstari?
Kumbuka: Kituo cha kawaida cha msingi cha WiMAX hupeleka nguvu kwa takriban +43 dBm (20 W), wakati kituo cha rununu kawaida hupita kwa +23 dBm (200 mW).
Viwango vinavyoruhusiwa vya mionzi ya vituo vya msingi vya mawasiliano ya rununu (900 na 1800 MHz, kiwango cha jumla kutoka vyanzo vyote) katika eneo la makazi ya usafi katika nchi zingine hutofautiana sana:
MICHEZO KAMILI
Dawa bado haijatoa jibu wazi kwa swali: je! Simu / WiFi hudhuru na kwa kiwango gani? Na vipi kuhusu usafirishaji wa umeme bila waya na teknolojia za microwave?
Hapa nguvu sio watts na maili ya watts, lakini tayari kW …
Viungo, nyaraka zilizotumiwa, picha na video:
"(JOURNAL YA REDIO ELEKTRONIKI!" N 12, 2007 (NGUVU ZA UMEME KUTOKA NAFASI - MIPANDA YA NGUVU ZA KIWANGO CHA SOLAR, V. A. Banke)
"Elektroniki ya microwave - mitazamo katika nishati ya nafasi" 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
nyumba.cs.washington.edu
www.dailywireless.org
www.digimedia.ru
www. kikundi cha nguvu
www.mabadiliko.net
www. proelectro.info
www.youtube.com
