ВМС США беспроводным способом передают мощность 1,6 кВт на километр с помощью микроволн.

Фото: NRL

Военные технологии
Инструменты
Шрифты

В ходе того, что она описывает как наиболее значительную демонстрацию такого рода за полвека, Исследовательская лаборатория Военно-морского флота США (NRL) излучала мощность 1,6 кВт на километр с использованием микроволнового луча на исследовательском поле армии США в Мэриленд.

Идея передачи электроэнергии на большие расстояния без проводов существует уже более века. К 1970-м годам технология была достаточно зрелой, чтобы сделать ее ключевым компонентом концепции американского физика Джерарда К. О'Нила, который предлагал основать космические колонии для строительства огромных станций солнечных коллекторов для передачи энергии обратно на Землю.

Принцип достаточно прост. Электричество преобразуется в микроволны, которые затем фокусируются в узкий луч на приемнике, состоящем из так называемых элементов ректенны. Это очень простые компоненты, состоящие из дипольной антенны x-диапазона с ВЧ-диодом. Когда микроволны попадают на ректенну, элементы генерируют постоянный ток.

Несмотря на первоначальные сомнения, микроволновое излучение оказалось на удивление эффективным, и Министерство обороны поручило команде NRL во главе с Кристофером Роденбеком, главой группы передовых концепций, разработать проект безопасного и непрерывного излучения мощности Safe and Continuous Power Beaming — Microwave (SCOPE-M) для изучения практичности применения этой технологии.

Выпрямляющая антенна. Фото: NRL

Используя микроволновый луч 10 ГГц, SCOPE-M установили в двух местах. Первым был исследовательский полигон армии США в Блоссом-Пойнт, штат Мэриленд, а вторым был передатчик Haystack Ultrawideband Satellite Imaging Radar (HUSIR) в Массачусетском технологическом институте в Массачусетсе. Такая частота была выбрана потому, что на ней не только можно излучать даже в сильный дождь с потерей мощности менее пяти процентов, но и она безопасна для использования в соответствии с международными стандартами в присутствии птиц, животных и людей. Это означает, что системе не нужны автоматические выключатели, разработанные для более ранних лазерных систем.

В испытаниях в Мэриленде, луч работал с эффективностью 60 процентов. В испытаниях в Массачусетсе не было достигнуто такого же пика мощности, но имелся более высокий уровень средней мощности, поэтому было доставлено больше энергии.

Выпрямляющая антенна, прикрепленная к приемной антенне. Фото: NRL

Технология SCOPE-M однажды может быть использована для передачи электроэнергии на Землю или от крупных орбитальных солнечных электростанций для обеспечения электроэнергией национальных сетей 24 часа в сутки, 365 дней в году. Тем не менее, более непосредственное применение, в котором заинтересовано Министерство обороны, заключается в передаче энергии непосредственно войскам в полевых условиях, что устраняет необходимость в уязвимых поставках топлива.

«Хотя установка SCOPE-M была наземным каналом передачи энергии, она стала хорошим доказательством концепции космической линии передачи энергии», — сказал Брайан Тирни, инженер-электронщик SCOPE-M. «Основное преимущество передачи энергии из космоса на Землю для Министерства обороны США состоит в том, чтобы уменьшить зависимость войск от поставок топлива, которые могут быть уязвимы для нападения».

В видео ниже обсуждается SCOPE-M.

Источник: NRL