英國《新科學(xué)家》周刊網(wǎng)站9月3日發(fā)表了戴維·漢布林的題為《美國陸軍正在制造可以無限期飛行的激光動力無人機》的報道。

美國陸軍正在研究用激光為飛行中的小型無人機提供動力，從而把無線充電提升到新的高度。

報道稱，多旋翼無人機被證明對軍方的情報收集很有價值。但它們極其耗電，這意味著其飛行時間一般只有半小時，甚至更短。

位于馬里蘭州的美國陸軍通信電子研究發(fā)展工程中心正在開發(fā)一種結(jié)合了現(xiàn)代激光和高效光伏電池的輸電系統(tǒng)。其目的是從500米以外提供動力——這足以讓無人機獲得無限續(xù)航能力，不論它是在基地上空進行巡邏，還是對車隊行車全程進行監(jiān)視。這個系統(tǒng)的工作原理是向無人機的光伏電池發(fā)射激光，光伏電池把光轉(zhuǎn)化為電能。

資料圖片：美陸軍研發(fā)的用激光為飛行中的無人機充能示意圖。（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

報道稱，參與該項目的威廉·羅利說：“我們遇到的主要挑戰(zhàn)是熱管理。”未轉(zhuǎn)化為電能的能量變成熱量，因此存在熔化或引燃無人機的風(fēng)險。他們計劃通過開發(fā)精確的激光束控制和確保多余熱量能夠消散來解決這個問題。

報道稱，格拉斯哥大學(xué)的戴維·安德森說，這個計劃看起來在技術(shù)上是可行的。不過，鑒于高能激光束的潛在風(fēng)險，證明其安全性是另一回事。遠程電力系統(tǒng)自20世紀60年代以來一直是實驗室研究對象，但之前還沒有研制出能實際工作的原理樣機。該項目旨在于2019年初展示一款可投入使用的地對地電力傳輸系統(tǒng)，接著在2020年展示一款地對空電力傳輸系統(tǒng)。

安德森說：“挑戰(zhàn)在于如何讓監(jiān)管當局相信它是安全的。具體來說，你必須說服他們，不會發(fā)生充電時激光束偏離無人機能量收集板的情況。”

資料圖片：美軍正在研發(fā)中的為固定翼無人機和四旋翼無人機激光充能示意圖。（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

【延伸閱讀】無需降落：美軍研發(fā)激光充能技術(shù)可令無人機不間斷飛行

參考消息網(wǎng)1月16日報道 （文/黃晉一） 近日，據(jù)英國《每日郵報》網(wǎng)站報道，美國防部正計劃研發(fā)以“激光充能”為動力的“蝙蝠”無人機。當提到激光技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用時，人們會先和防空、反導(dǎo)及致盲等硬殺傷系統(tǒng)和效能聯(lián)系起來，但實際上，激光技術(shù)在雷達探測、能量傳輸?shù)绕渌矫嬉灿邪l(fā)揮作用。那么“激光充能”技術(shù)對未來無人機的作戰(zhàn)性能帶來怎樣的影響？本文就此為您解讀。

據(jù)英國《每日郵報》網(wǎng)站報道，美國防部計劃研發(fā)的這種新型激光動力無人機，將以蝙蝠和昆蟲為原型研制。這型無人跡具備更靈活的飛行性能，但與生物原型不同，在激光充能（又稱“激光充電”）技術(shù)進一步完善后，這些無人機甚至無需降落，可一直保持留空飛行。這種看似科幻小說中的新穎設(shè)計，實際早在6年前就已經(jīng)得到了成功實踐。2012年7月，美國洛克希德-馬丁公司（下文簡稱“洛馬”）旗下的“臭鼬工廠”與激光動力公司共同研發(fā)了一種利用光纖供電系統(tǒng)，發(fā)射自由電子激光波束系統(tǒng)進行遠距離激光能量傳輸?shù)男录夹g(shù)。資料顯示，該系統(tǒng)并已完成了地面風(fēng)洞測試，內(nèi)容包括在風(fēng)洞內(nèi)使用地基激光充能系統(tǒng)，為“潛行者”手擲式單兵無人機（該型機是“臭鼬工廠”專為美國特戰(zhàn)司令部研發(fā)，于2006年投入服役，最大續(xù)航時間超過2小時，實用升限4600米，已在阿富汗執(zhí)行超過80次作戰(zhàn)行動）充能等。測試不僅大獲成功，而且成功將該型無人機的飛行時間增加到48小時以上，續(xù)航能力擴展了24倍。一個月后，洛馬公司網(wǎng)站報道稱，他們已經(jīng)完成了激光充能型“潛伏者”無人機的一系列戶外飛行測試，以驗證該技術(shù)的可行性。

圖為加州理工大學(xué)研制的蝙蝠機器人

戶外測試表明，激光充能系統(tǒng)可以在晝、夜條件下為“潛伏者”無人機傳輸能量，而且不會受到強風(fēng)和高溫影響（試驗專門選在偏僻沙漠中進行）。“潛伏者”在測試期間，安裝了一個輕型光電接收器和電源管理硬件，接收激光充電的最大有效范圍達600米。在激光能量傳輸時，該系統(tǒng)可以將波束跟蹤定位接收器的精度控制在厘米級，不僅不會破壞和影響“潛伏者”的正常飛行操作， 而且還不影響無人機進行盤旋、爬升等各種機動飛行。光纖激光充能技術(shù)由于光纖本身不會導(dǎo)電，不用擔心會遭受雷擊或短路影響，且在高電壓和強磁場環(huán)境下不會出現(xiàn)干擾。該系統(tǒng)唯一的不足在于激光充能系統(tǒng)的體積較為龐大，需要裝在一輛房車中。目前，洛馬公司宣稱他們的目標是將充能系統(tǒng)縮小到只有“2個行李箱”大小，以便特戰(zhàn)隊員攜帶。除單兵固定翼無人機外，在2013年5月，美國還進行了4旋翼無人機在垂直起降情況下的激光充能試驗。這種綽號“隱形塔”的充能系統(tǒng)，可利用激光在任意條件下為無人機充電，在地基充能系統(tǒng)能源充足的情況下，可實現(xiàn)令無人機不間斷飛行。

除美國外，俄羅斯也于2016年10月完成了激光充能試驗。據(jù)俄新社報道，俄“能源”火箭航天公司成功地利用激光充能系統(tǒng)在一小時內(nèi)，為1.5千米外的手機充了電。試驗主要在兩棟建筑物之間進行，其中一棟樓是“能源”公司位于莫斯科郊區(qū)的大樓。在試驗中，試驗人員在這棟樓的6樓安裝了激光充能裝置，并在1.5千米外的另一棟樓的樓頂安裝了總長10厘米的導(dǎo)光板（可對激光進行精確感應(yīng)），并接入常規(guī)移動電話的充電端口，可借助專門的儀器設(shè)備將激光能量轉(zhuǎn)化為電能。俄方人員接受采訪稱，該技術(shù)未來將用于為無人機或人造衛(wèi)星等航空航天裝備進行遠程充能。

從美俄兩國的試驗可看出，激光充能技術(shù)在未來軍事和航天領(lǐng)域都具有極大的發(fā)展?jié)摿Γ深A(yù)見其在未來最大應(yīng)用之一，就是可以近乎無限地延長軍用無人機的續(xù)航時間（只受搭載平臺的激光能源限制）。一旦激光充能裝置的技術(shù)得到完善并使其尺寸大幅縮小后，該裝置可以安裝到裝甲車、戰(zhàn)艦甚至運輸機上，為飛行中的無人機群進行“充能作業(yè)”，就像今天的空中加油一樣。與空中加油不同的是，激光充能系統(tǒng)不僅可以同時為多架無人機充能，而且無需要求無人機必須保持編隊或固定航線飛行，無疑能大幅提升無人機和充能平臺的作戰(zhàn)靈活性和戰(zhàn)場生存能力。此外，激光充能系統(tǒng)不僅能為無人機補充飛行用的燃料，甚至還可以包括武器，例如定向能武器所需的能源。或許在不久的將來，過去科幻電影中設(shè)想的無需降落，還能連續(xù)多天作戰(zhàn)的無人機群會成為現(xiàn)實，人們對此將拭目以待。

（2018-01-16 00:23:00）

【延伸閱讀】模擬自然！美軍欲研發(fā)激光動力“蝙蝠”無人機

參考消息網(wǎng)1月8日報道 英國《每日郵報》網(wǎng)站1月5日發(fā)表題為《五角大樓考慮研發(fā)激光動力“蝙蝠”無人機，可在無人指揮情況下自行決定是否起飛》的報道稱，美國五角大樓已發(fā)起一項新競賽——以蝙蝠和昆蟲為靈感，設(shè)計激光動力無人機。

在近日發(fā)布的一份公告中，美國國防部透露其新的防務(wù)企業(yè)科學(xué)倡議（DESI）試點項目正在就當前“防御挑戰(zhàn)”的諸多主題征詢設(shè)計建議，其中包括可操作性極高的無人機。

這項競賽旨在為研發(fā)自主飛行器鋪平道路，這種飛行器能夠在不受人類飛行員干預(yù)的情況下更有效運作，并迅速作出決定，以改變方向和避免障礙物。

一名前美國特工警告稱，特工部人員如果不接受應(yīng)對高科技武器的訓(xùn)練，將給白宮造成“嚴重的威脅”。

公告稱，DESI項目旨在“為自主飛行器尋找新的設(shè)計，重點關(guān)注可操作性極高的平臺及與飛行控制和決策相關(guān)的計算程序”。今年的設(shè)計競賽將專注于傳感器、機動性和自主性。除以生物學(xué)為靈感的無人機外，研究主題還將包括能量束驅(qū)動、無線電力傳輸、柔軟的活性復(fù)合材料及超材料天線。

在過去十年中為提升效率，研究人員在機器人系統(tǒng)的研發(fā)中越來越注重模擬自然，例如加州理工大學(xué)研制的蝙蝠機器人。

美國防務(wù)一號網(wǎng)站稱，這項新的競賽希望利用這些最新進展，創(chuàng)造出激光動力的“蝙蝠”型無人機。

公告稱：“對諸如蝙蝠和飛行昆蟲等靈活有機體的生物學(xué)研究，為研發(fā)復(fù)雜的飛行動力學(xué)系統(tǒng)提供了新的見解，這種系統(tǒng)往往具有極大的自由度且使用的是多功能飛行表面材料。”

公告還稱：“在傳感器、信息處理器最優(yōu)化和小型化以及飛行控制計算程序方面的進展還使微型機器人系統(tǒng)的實時自主控制成為可能。”

最終的目標是打造自主型無人駕駛飛行器，它能夠在“人類飛行員最低程度的干預(yù)”之下有效地在戰(zhàn)場上飛行。

就在幾個月前，美國國防部高級研究項目局披露正在考慮研發(fā)機器人蜂群，它能從地面和空中對軍隊提供協(xié)助，屆時將有數(shù)以百計的機器人同時展開行動。

五角大樓的“集群使能攻擊戰(zhàn)術(shù)”（OFFSET）項目正在為可使“人與蜂群合作”的新系統(tǒng)尋找設(shè)計理念。

該項目已與美國雷神公司和諾思羅普-格魯曼公司簽署合同，旨在設(shè)計、研發(fā)及在實體和虛擬環(huán)境中部署這一技術(shù)，最終他們希望建立由超過250架無人機組成的蜂群。

美軍已披露一款試驗型無人機，它類似于一只會飛的松鼠，能夠“在飛行過程中改變姿勢”。

美國陸軍研究實驗所的研究人員稱，這種小型無人機依靠的是傾轉(zhuǎn)旋翼結(jié)構(gòu)動力學(xué)設(shè)計。

他們解釋說，它有點類似于V-22“魚鷹”式傾轉(zhuǎn)旋翼機，采用了可傾轉(zhuǎn)的發(fā)動機。

美國陸軍研究人員稱，其目標是打造一款能與士兵展開團隊合作的無人機系統(tǒng)。

加州理工大學(xué)研制的蝙蝠機器人(英國《每日郵報》網(wǎng)站)

（2018-01-08 09:58:08）

【延伸閱讀】以色列用激光武器打造“無人機穹頂”：一套可防衛(wèi)幾英里

參考消息網(wǎng)7月4日報道 合眾國際社6月23日報道稱，以色列拉斐爾先進防務(wù)系統(tǒng)有限公司在巴黎航空展上公布了一種用于發(fā)現(xiàn)和摧毀無人機的雷達和激光系統(tǒng)。

在巴黎航空展上該公司稱，這種被稱為“無人機穹頂”的系統(tǒng)可覆蓋幾英里的范圍，對城市附近的其他系統(tǒng)干擾極小。

拉斐爾先進防務(wù)系統(tǒng)有限公司商業(yè)開發(fā)部航空司負責人、梅厄·本·沙亞準將說：“無人機和無人機群造成的威脅是我們面臨的最復(fù)雜的挑戰(zhàn)之一。我們已經(jīng)看到‘伊斯蘭國’和其他組織都在使用，整個世界正在尋找解決方案。”

“我們采用拉斐爾公司開發(fā)的激光系統(tǒng)，經(jīng)過調(diào)試后可以應(yīng)對這種威脅。它是對全球防務(wù)系統(tǒng)來說的一個重大挑戰(zhàn)。”

拉斐爾公司說，該系統(tǒng)的雷達可識別目標，而其激光系統(tǒng)可摧毀它們。“無人機穹頂”還配有干擾系統(tǒng)，擾亂無人機與其操作員之間的通信。

系統(tǒng)的其他細節(jié)未披露。（編譯/楊雪蕾）

資料圖：以色列開發(fā)的用于擊落炮彈的激光武器系統(tǒng)。