בהתייחסו למאמר ההגנה האווירית בדור הרביעי, "התנגשו" עם ה- TOP2 בנושא אספקת חשמל אלחוטית מרחוק של מל"טים קטנים וקטנים במיוחד (ראו כאן), כמו גם בנושא: אלגוריתם נחיל (סוכנים) עבור המל"ט והסיכויים להגנה אווירית "דור רביעי". אנסה להדגיש את סוגיית העברת החשמל האלחוטית למיטב ידיעתי. האלגוריתם הנחיל (מושג הסוכנים) וחוסר היעילות האפשרית של מערכות הגנה אוויריות קיימות הן, באופן כללי, נושא למאמר נפרד.
העברת חשמל ללא חוטים היא שיטה להעברת אנרגיה חשמלית ללא שימוש באלמנטים מוליכים במעגל החשמלי.
בסוף המאה ה -19, הגילוי שניתן להשתמש בחשמל לייצור זוהר נורה עורר פיצוץ של מחקרים כדי למצוא את הדרך הטובה ביותר להעברת חשמל.
העברת אנרגיה אלחוטית נחקרה באופן פעיל גם בתחילת המאה ה -20, כאשר מדענים הקדישו תשומת לב רבה לחיפוש דרכים שונות להעברת אנרגיה אלחוטית. מטרת המחקר הייתה פשוטה - לייצר שדה חשמלי במקום אחד כך שאפשר יהיה לזהות אותו על ידי מכשירים מרחוק. במקביל נעשו ניסיונות לספק אנרגיה ממרחק לא רק לחיישנים רגישים ביותר לאיתור מתח, אלא גם לצרכני אנרגיה משמעותיים. לכן, בשנת 1904 ברחוב St. יריד העולמי של לואיס הוענק פרס על השקה מוצלחת של מנוע מטוסים בהספק של 0.1 כוחות סוס, מתבצע במרחק של 30 מ '.
גורו של "חשמל" ידוע לרבים (ויליאם סטרג'ון, מייקל פאראדיי, ניקולאס ג'וזף קאלאן, ג'יימס פקיד מקסוול, היינריך הרץ, מהלון לומאס וכו '), אך מעטים יודעים שהחוקר היפני הידסוגו יגי השתמש באנטנה מפותחת משלו. להעביר אנרגיה. בפברואר 1926 פרסם את תוצאות מחקריו, בהם תיאר את מבנה ושיטת הכוונון של אנטנת יגי.
עבודות ופרויקטים רציניים מאוד בוצעו בברית המועצות בתקופה 1930-1941. ובמקביל בדריטס רייך.
מטבע הדברים, בעיקר למטרות צבאיות: תבוסת כוח האדם של האויב, הרס תשתיות צבאיות ותעשייתיות וכו '. בברית המועצות בוצעה גם עבודה רצינית בשימוש בקרינת מיקרוגל למניעת קורוזיה פנימית של מבני ומוצרים מתכתיים. אבל זהו סיפור נפרד הדורש השקעה משמעותית של זמן: שוב אתה צריך לטפס לעליית גג מאובקת או למרתף מאובק לא פחות.
אחד הפיזיקאים הרוסים הגדולים במאה הקודמת, חתן פרס נובל, האקדמאי פיוטר ליאונידוביץ 'קפיצה הקדיש חלק מהביוגרפיה היצירתית שלו לחקר הסיכויים לשימוש בתנודות מיקרוגל וגלים ליצירת מערכות העברת אנרגיה חדשות ויעילות ביותר.
בשנת 1962, בהקדמה למונוגרפיה שלו, הוא כתב:
מתוך הרשימה הארוכה של רעיונות טכניים פנטסטיים שיישמו במאה העשרים, רק החלום על העברת אנרגיה חשמלית אלחוטית המשיך להיגשים. התיאורים המפורטים של קורות האנרגיה ברומני מדע בדיוני הקנינו למהנדסים את הצורך הברור שלהם, ועם המורכבות המעשית של היישום.
אך בהדרגה המצב החל להשתנות לטובה.
בשנת 1964, המומחה לאלקטרוניקה במיקרוגל וויליאם סי בראון בדק לראשונה מכשיר (דגם מסוק) המסוגל לקבל ולהשתמש באנרגיה של קרן מיקרוגל בצורה של זרם ישר, הודות למערך אנטנות המורכב מדיפולים של חצי גל, כל אחד אשר עמוסה בדיודות שוטקי יעילות במיוחד …
גם בשנת 1964, וויליאם סי.בראון הציג את דגם המסוק שלו, שהופעל על ידי פולט מיקרוגל לטיסה, ב- Walter Cronkite News של רשת CBS.
באופן עקרוני, אירוע זה וטכנולוגיה זו הם המעניינים ביותר ב- TopWar (להלן נעסוק מעט ב"חיי היומיום "ובאנרגיה). היסטוריה וניסויים של טיסות באמצעות מיקרוגל מופעל אלחוטית (סרט באנגלית, אבל הכל ברור מספיק)
כבר בשנת 1976 ביצע וויליאם בראון את שידור קרן המיקרוגל בהספק 30 קילוואט למרחק של 1.6 ק מ ביעילות העולה על 80%.
הבדיקות בוצעו במעבדה והוזמנו על ידי חברת Raytheon Co.
מה הופך את רייתאון למפורסם ואת תחום העניין העיקרי של החברה הזו, לדעתי, לא כדאי לפרט? ובכן, אם מישהו לא יודע, עיין בכרונולוגיה ההיסטורית של ריית'און:
קרא עוד על התוצאות שהושגו כאן (באנגלית ובפורמט RIS, BibTex ו- RefWorks Direct Export):
→ שידור כוח במיקרוגל - כתבי עת IOSR
→ המסוק המופעל במיקרוגל. וויליאם סי בראון. חברת רייתאון.
בשנת 1968 הציע חוקר החלל האמריקאי פיטר אי גלזר להציב פאנלים סולאריים גדולים במסלול גיאו-סטציונרי, ולהעביר את האנרגיה המופקת על ידם (ברמה של 5-10 GW) אל פני כדור הארץ בעזרת קרן מיקרוגל ממוקדת היטב., ואז להפוך אותו לאנרגיה של זרם ישיר או לסירוגין בתדר טכני ולהפיץ אותו לצרכנים.
תכנית כזו אפשרה להשתמש בשטף העז של קרינת השמש הקיימת במסלול הגיאו -סטציונרי (~ 1, 4 קילוואט / מ ר), ולהעביר את האנרגיה המתקבלת אל פני כדור הארץ ברציפות, ללא קשר לשעות היום ו תנאי מזג אוויר. בשל הנטייה הטבעית של המטוס המשווני למישור האקליפטי עם זווית של 23.5 מעלות, מואר לוויין הממוקם במסלול גיאוסטציונרי בשטף של קרינת השמש כמעט ברציפות, למעט פרקי זמן קצרים סמוך לימי האביב. ושוויון הסתיו, כאשר הלוויין הזה נופל בצל כדור הארץ. ניתן לחזות במדויק את פרקי הזמן הללו, ובסך הכל הם אינם עולים על 1% מכל אורך השנה.
תדירות התנודות האלקטרומגנטיות של קרן המיקרוגל צריכה להתאים לאותם טווחים המוקצים לשימוש בתעשייה, מחקר מדעי ורפואה. אם תדר זה נבחר שווה ל- 2.45 GHz, אזי לתנאים מטאורולוגיים, כולל עננים עבים ומשקעים עזים, אין כמעט השפעה על יעילות העברת האנרגיה. פס 5.8 גיגה -הרץ מפתה מכיוון שהוא מאפשר לצמצם את גודל האנטנות המשדרות והקולטות. עם זאת, השפעת התנאים המטאורולוגיים כאן כבר דורשת מחקר נוסף.
רמת הפיתוח הנוכחית של אלקטרוניקה במיקרוגל מאפשרת לנו לדבר על ערך די גבוה של יעילות העברת האנרגיה על ידי קרן מיקרוגל ממסלול גיאו -סטציונרי אל פני כדור הארץ - כ -70% ÷ 75%. במקרה זה, קוטר האנטנה המשדרת נבחר בדרך כלל שווה לקילומטר אחד, ולרקטנה היבשתית יש ממדים של 10 ק"מ על 13 ק"מ לקו הרוחב של 35 מעלות. ל- SCES עם הספק פלט של 5 GW יש צפיפות הספק מקרינה במרכז האנטנה המשדרת 23 קילוואט / מ"ר, במרכז האנטנה המקבלת - 230 וואט / מ"ר.
סוגים שונים של מחוללי מיקרוגל במצב מוצק ואקום לאנטנת השידור של ה- SCES נחקרו. וויליאם בראון הראה, בפרט, כי מגנטרונים, שפותחו על ידי התעשייה, ומיועדים לתנורי מיקרוגל, יכולים לשמש גם בהעברת מערכי אנטנות של ה- SCES, אם כל אחד מהם מצויד במעגל משוב פאזה שלילי משלו לגבי אות סנכרון חיצוני (מה שנקרא מגבר כיוון Magnetron - MDA).
Rektenna היא מערכת קליטה והסבה יעילה ביותר, אולם המתח הנמוך של הדיודות והצורך בהחלפה סדרתית שלהם יכולים להוביל להתמוטטות מפולת שלגים. ממיר אנרגיה של ציקלוטרון יכול לחסל במידה רבה את הבעיה הזו.
אנטנת השידור של ה- SCES יכולה להיות מערך אנטנות פעיל הפולט בחזרה על בסיס מדריכי גל מחורצים.הכיוון הגס שלה מתבצע באופן מכני; להנחיה מדויקת של קרן המיקרוגל, נעשה שימוש באות טייס, הנפלט ממרכז הרקטנה המקבלת ומנותח על פני האנטנה המשדרת על ידי רשת חיישנים מתאימים.
משנת 1965 עד 1975 תוכנית מדעית בהובלת ביל בראון הושלמה בהצלחה, והדגימה את היכולת להעביר הספק של 30 קילוואט למרחק של יותר מקילומטר אחד ביעילות של 84%.
בשנים 1978-1979 בארצות הברית, בהנהגת משרד האנרגיה (DOE) ונאס"א (נאס"א), בוצעה תוכנית המחקר הראשונה במדינה שמטרתה לקבוע את הסיכויים ל- SCES.
בשנים 1995-1997 חזרה נאס א לדון בעתיד ה- SCES, תוך התבססות על ההתקדמות הטכנולוגית שנעשתה באותה תקופה.
המחקר נמשך בשנים 1999-2000 (תכנית המחקר והטכנולוגיה האסטרטגית של Space Space (SSP)).
המחקר הפעיל והשיטתי ביותר בתחום ה- SCES בוצע על ידי יפן. בשנת 1981, בהנהגתם של הפרופסורים מ 'נגאטומו (מאקוטו נגאטומו) וס' סאסאקי (סוסומו סאסאקי), החל המכון לחקר החלל של יפן במחקר על פיתוח אב טיפוס SCES בעל רמת הספק של 10 מגה -וואט, שיכול להיווצר באמצעות רכבי שיגור קיימים. יצירת אב טיפוס כזה מאפשרת צבירת ניסיון טכנולוגי ומכינה את הבסיס להיווצרות מערכות מסחריות.
הפרויקט נקרא SKES2000 (SPS2000) וזכה להכרה במדינות רבות ברחבי העולם.
כך נולדו WiTricity והתאגיד WiTricity.
ביוני 2007 הודיעו מרין סולאצ'צ'יץ 'ועוד כמה מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס על פיתוח מערכת שבה מסופקת נורת 60 וואט ממקור שנמצא במרחק 2 מ' משם, ביעילות של 40%.
לדברי כותבי ההמצאה, אין מדובר בתהודה "טהורה" של מעגלים מצמידים ולא בשנאי טסלה עם צימוד אינדוקטיבי. רדיוס העברת האנרגיה להיום הוא מעט יותר משני מטרים, בעתיד - עד 5-7 מטרים.
באופן כללי, מדענים בדקו שתי תוכניות שונות מהותית.
טכנולוגיות דומות מפותחות בקדחתנות על ידי חברות אחרות: אינטל הוכיחה את טכנולוגיית ה- WREL שלה עם יעילות העברת כוח של עד 75%. בשנת 2009 הדגימה סוני את פעולת הטלוויזיה ללא חיבור לרשת. רק נסיבה אחת מדאיגה: ללא קשר לשיטת ההעברה והשינויים הטכניים, צפיפות האנרגיה וחוזק השדה במתחם חייבים להיות גבוהים מספיק כדי להפעיל מכשירים בעלי קיבולת של כמה עשרות וואט. לדברי המפתחים עצמם, עדיין אין מידע על ההשפעות הביולוגיות של מערכות כאלה על בני אדם. בהתחשב במראה האחרון וגישות שונות ליישום התקני העברת כוח, מחקרים כאלה עדיין לפנינו והתוצאות לא יופיעו בקרוב. ונוכל לשפוט את השפעתם השלילית רק בעקיפין. משהו ייעלם מהבתים שלנו שוב, כמו ג'וקים.
בשנת 2010, קבוצת Haier, יצרנית מכשירי חשמל ביתיים, חשפה את המוצר הייחודי שלה ב- CES 2010, טלוויזיית LCD אלחוטית במלואה המבוססת על מחקרו של פרופסור מרינה סוליאצ'יץ 'בנושא העברת חשמל אלחוטית וממשק דיגיטלי ביתי אלחוטי (WHDI).
בשנים 2012-2015. מהנדסים מאוניברסיטת וושינגטון פיתחו טכנולוגיה המאפשרת להשתמש ב- Wi-Fi כמקור כוח להפעלת מכשירים ניידים וטעינת גאדג'טים. הטכנולוגיה כבר הוכרה על ידי מגזין Popular Science כאחד החידושים הטובים של 2015. כל מקום הטכנולוגיה האלחוטית חולל מהפכה בעצמה. ועכשיו הגיע תורו של העברת הכוח האלחוטי לאוויר, שאותו כינו המפתחים מאוניברסיטת וושינגטון PoWiFi (עבור Power Over WiFi).
במהלך שלב הבדיקה הצליחו החוקרים לטעון בהצלחה סוללות ליתיום-יון וניקל-מתכת הידרדית בעלות קיבולת קטנה. שימוש בנתב Asus RT-AC68U וכמה חיישנים הממוקמים במרחק של 8.5 מטרים ממנו.חיישנים אלה ממירים את האנרגיה של גל אלקטרומגנטי לזרם ישיר במתח של 1, 8 עד 2, 4 וולט, הדרושים להפעלת מיקרו -בקרים ומערכות חיישנים. הייחודיות של הטכנולוגיה היא שאיכות אות העבודה אינה מתדרדרת במקרה זה. אתה רק צריך לשטוף מחדש את הנתב, ותוכל להשתמש בו כרגיל, בתוספת אספקת חשמל למכשירים בעלי הספק נמוך. באחת ההפגנות הופעלה בהצלחה מצלמת מעקב סמויה קטנה וברזולוציה נמוכה הממוקמת יותר מ -5 מטרים מהנתב. לאחר מכן, חוקר הכושר Jawbone Up24 חויב ב -41%, זה לקח 2.5 שעות.
לשאלות מסובכות מדוע תהליכים אלה אינם משפיעים לרעה על איכות ערוץ תקשורת הרשת, השיבו המפתחים כי הדבר מתאפשר בשל העובדה שהנתב המהבהב שולח חבילות אנרגיה דרך ערוצי העברת מידע לא פנויים במהלך עבודתו. הם הגיעו להחלטה זו כשגילו שבתקופות של שתיקה, האנרגיה פשוט זורמת החוצה מהמערכת, ולמעשה אפשר להפנות אותה למכשירים בעלי הספק נמוך.
בעתיד, טכנולוגיית PoWiFi עשויה לשמש לחיישן כוח המובנים במכשירי חשמל ביתיים וציוד צבאי, לשלוט בהם באופן אלחוטי ולבצע טעינה / טעינה מרחוק.
העברת האנרגיה עבור המל ט רלוונטית (סביר להניח שכבר באמצעות טכנולוגיית PoWiMax או מהרדאר המוטס של מטוס המוביל):
הרעיון נראה די מפתה. במקום זמן הטיסה של 20-30 דקות היום:
→ LOCUST - מזל ט חיל נחל
→ בארצות הברית נבדק "נחיל" של מיקרודרונים של פרדיקס
→ אינטל ניהלה מופע מל טים במהלך ביצועי המחצית של ליידי גאגא - פלטפורמת Aero® של Intel ל- UAV
קבל 40-80 דקות על ידי טעינת מזל טים באמצעות טכנולוגיות אלחוטיות.
הרשה לי להסביר:
-החלפת מזל ט m / y עדיין נחוצה (אלגוריתם נחיל);
-יש צורך גם בהחלפת מזל"טים ומטוסים (רחם) (מרכז בקרה, תיקון BZ, מיקוד חוזר, פקודה לחיסול, מניעת "אש ידידותית", העברת מידע סיור ופקודות לשימוש בנשק).
עבור מל"טים, השלילי מחוק הריבוע ההפוך (אנטנה פולטת איזוטרופית) "מפצה" חלקית על רוחב קרן האנטנה ודפוס הקרינה:
זהו אינו חיבור סלולרי, שבו התא חייב לספק תקשורת 360 ° לאלמנטים הסופיים.
נניח וריאציה זו:
למטוס נושאת (עבור פרדיקס) ה- F-18 הזה יש (כעת) מכ ם AN / APG-65:
או בעתיד יהיה AN / APG-79 AESA:
זה מספיק כדי להאריך את חייהם הפעילים של Perdix Micro-Drones מ -20 הדקות הנוכחיות לשעה, ואולי אפילו יותר. סביר להניח כי ישתמש במזל"ט הביניים Perdix Middle, שיוקרן במרחק מספיק על ידי מכ"ם הלוחם, וזה, בתורו, יבצע את "חלוקת" האנרגיה עבור האחים הצעירים של Perdix Micro- מל"טים באמצעות PoWiFi / PoWiMax, תוך החלפת מידע במקביל איתם (טיסה ואירובטיקה, משימות מטרה, תיאום נחיל).
האם עידן התקפות החרטומים נחלת העבר?
אולי, בקרוב זה יגיע לטעינת טלפונים ניידים והתקנים ניידים אחרים הנמצאים בטווח ה- Wi-Fi, ה- Wi-Max או ה- 5G-ברכבת התחתית, ברכבת, במטוס, בזמן הליכה / ריצה בפארק?
מילת מפתח: 10-20 שנים לאחר ההכנסה הנרחבת לחיי היומיום של פולטות מיקרוגל אלקטרומגנטיות רבות (טלפונים ניידים, מיקרוגל, מחשבים, WiFi, כלי Blu וכו '), פתאום ג'וקים בערים גדולות הפכו פתאום לנדיר! עכשיו הג'וק הוא חרק שאפשר למצוא אותו רק בגן החיות. לפתע הם נעלמו מהבתים שאהבו כל כך.
COCKROACHES KARL ™!
מפלצות אלה, מנהיגי רשימת "האורגניזמים העמידים לרדיו" נכנעו ללא בושה!
התייחסות
מי הבא בתור?
הערה: תחנת בסיס WiMAX טיפוסית משדרת הספק בסביבות 43 dBm (20 W), בעוד תחנה ניידת בדרך כלל משדרת ב- 23 dBm (200 mW).
רמות הקרינה המותרות של תחנות בסיס של תקשורת סלולרית (900 ו 1800 מגה-הרץ, הרמה הכוללת מכל המקורות) באזור הסניטרי-מגורים בחלק מהמדינות שונות באופן ניכר:
צ'אוס מלא
הרפואה עדיין לא נתנה תשובה ברורה לשאלה: האם הנייד / WiFi מזיק ובאיזו מידה? ומה באשר להעברת החשמל האלחוטית באמצעות טכנולוגיות מיקרוגל?
כאן ההספק הוא לא וואט וקילומטרים של וואט, אלא כבר קילוואט …
קישורים, מסמכים, תמונות וסרטונים משומשים:
"(כתב העת לרדיו אלקטרוניקה!" N 12, 2007 (כוח חשמלי מהחלל - צמחי מרחב סולאריים, V. A. Banke)
"אלקטרוניקה במיקרוגל - פרספקטיבות באנרגיית החלל" 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
