Проведены тестовые испытания технологии, способной заряжать беспилотники прямо в воздухе - kupihome.ru

Проведены тестовые испытания технологии, способной заряжать беспилотники прямо в воздухе

Российские ученые создают супербыструю зарядку лазером. Что мы о ней знаем?

В России разрабатывают технологию зарядки лазером для беспилотников (а также смартфонов и спутников). Зарядка «по воздуху» пока стоит очень дорого, но может заинтересовать западных техногигантов. Hi-Tech Mail.ru пообщался с основателями проекта и узнал, в чем уникальность технологии и почему ее не хотят использовать в России.

Разработкой лазерной зарядки занимаются сотрудники ракетно-космической корпорации «Энергия» имени Королева. Им выделили несколько помещений с оборудованием — лаборатории, в которых технологию пилят в свободное от работы время. Там же создаются и другие проекты, которые через несколько лет, возможно, будут задействованы во время полетов в космос.

Электричество в воздухе

Беспроводная передача энергии лазерным излучением — так официально называется технология, которую придумала группа инженеров и программистов.

Запчасти для системы собирали по разным странам. Оптику инженеры взяли российскую, сам лазер — немецкий, аккумуляторы приехали из Китая. В итоге получилась зарядное устройство мощностью до 500 ватт.

«Беспилотные летательные аппараты имеют недостаточное время полета [около 40 минут], — объясняет Виталий Капранов, один из авторов проекта. — Наша установка может заряжать их лазерным лучом прямо во время полета, когда дрон находится на расстоянии до 1 км».

Чтобы беспилотник заряжался, инженеры крепят на него китайский приемник-преобразователь лазерного излучения. Пучок лазерного излучения светит наверх и попадает на этот приемник, так излучение превращается в электричество, которое буквально витает в воздухе. В движении система наведения подворачивает луч вслед за беспилотником.

По словам Капранова, для полной зарядки беспилотника может хватить пяти минут. «Мы периодически проводим испытания на французском квадрокоптере Parrot AR. Drone, тестировали наведение и элементы питания, но до финала еще далеко», — рассказывает изобретатель.

На компоненты, испытания и доработки технологии уже потрачено около 15 млн рублей. Это и собственные деньги членов команды, и разные научные гранты.

Зачем нужна зарядка лазером
У технологии может быть множество применений, например, для проведения спасательных операций. Дрон сможет обследовать завалы и искать людей 24 часа подряд благодаря лазерной зарядке. Или летать над горящими лесами, разведывая обстановку для пожарных служб. Или работать официантом, доставляя тарелки с едой голодным посетителям (почему бы и нет).

За счет зарядки по воздуху обеспечивается безопасность квадрокоптера — его не нужно постоянно сажать. «Посадка — риск, ведь устройство могут украсть, может быть плохая погода, которая при посадке приведет к поломкам или вообще к потере дрона», — замечает Виталий Капранов.

Заряжать можно будет смартфоны и спутники.

Авторы технологии считают, что теоретически их зарядка могла бы использоваться не только для беспилотников, а еще и для смартфонов, для искусственных спутников.

«Мы об этих вариантах думали, конечно», — признается Виталий Капранов.

И тем не менее инженеры в 2016 году испытали лазерную зарядку на смартфоне: заряжали мобильный телефон на расстоянии 1,5 км. Процесс длился около часа, гаджет зарядился примерно на 30%. Аналогичные испытания прошли в феврале этого года в Вашингтонском университете, там с помощью луча зарядили смартфон на Android.

Со спутниками все тоже не очень ясно: по мнению Капранова, в этом варианте применения пока никто на рынке не нуждается, хоть он сам по себе и интересный. «В следующие годы будем проводить космический эксперимент по передаче энергии с МКС на “Прогресс”», — говорит автор. Испытание стало частью исследовательской программы «Роскосмоса».

Технология получилась дорогой
Лазерную установку можно купить примерно за 83 000 долларов (5 млн рублей). 70 000 долларов стоит лазер, 5 000 долларов — оптика, столько же стоит система наведения. На годовое обслуживание и аккумуляторы уйдет еще 5 000. Но самая большая статья расходов — электричество, оно обойдется где-то в 90 000 долларов на 12 месяцев при режиме работы 24 часа.

Альтернативные способы оживить дрон все-таки дешевле. Например, покупка специальной контактной станции и электричество для нее на год обойдутся суммарно в 30 000 долларов. А замена батарей и труд одного человека будут стоить 88 000 долларов, подсчитали инженеры.

«Мы были на выставке Stratup Village в прошлом году, а недавно показывали технологию в Дубае, — рассказывает Виталий Капранов. — Технология понравилась и российским компаниям, и зарубежным. МЧС России интересовались. Но пока цена их всех отпугивает, проще купить на все эти деньги много беспилотников и гонять их».

Скоро ситуация изменится, надеются разработчики. Лазеры непрерывно дешевеют, если тенденция продолжится, через три года они будут стоить меньше на 30%. И тогда технология будет сопоставима по цене с зарядными станциями, которые производит, к примеру, Skysense. Эту компанию инженеры из Королева считают своим конкурентом.

Команда не имеет предрассудков, продавать лазерную зарядку хотят как здесь, так и за рубежом. «Мы ничего против запада не имеем, “подаемся” на европейские и американские акселерации, а еще активно продвигаем продукцию в Казахстане, — объясняет автор проекта. — Как только появится запрос, продадим хоть в Google, хоть в Amazon».

Опубликованы изменения в правилах полетов беспилотников

Рассмотрим важные для пилотов БВС моменты Постановления, попутно сравним их с его начальной редакцией. Вывод в конце.

В пункте 2: а) абзац восьмой признать утратившим силу

Пункт упраздняет определение понятия «беспилотный летательный аппарат». Видимо, теперь официально следует использовать термин «беспилотное воздушное судно» (БВС). Абзаца с определением такового в документе нет. Сам термин при этом в документе используется. Возможно, по-скольку, беспилотник является воздушным судном, то нет необходимости давать ему отдельное определение, достаточно дать характеристику «беспилотное».

Читать еще:  Выбор новых тонких led телевизоров для дома

в) после абзаца десятого дополнить абзацем следующего содержания:
«визуальный полет беспилотного воздушного судна» — полет беспилотного воздушного судна, в ходе которого его внешний пилот поддерживает непосредственный бесприборный визуальный контакт с этим воздушным судном.

Определение осталось прежним, лишь более корректно сформулировано. Определяет термин, фигурирующий в п.52-1 Федеральный правил использования воздушного пространства РФ.

В пункте 49 слова «полеты беспилотных летательных аппаратов» заменить словами «полеты беспилотных воздушных судов (за исключением полетов беспилотных воздушных судов с максимальной взлетной массой менее 0,25 кг)».

Пункт опять же меняет БЛА на БВС, а также, как и в изначальной редакции Постановления, отменяет необходимость получения разрешения у органов местного самоуправления для полетов над территориями населенных пунктов БВС с максимальной взлетной массой менее 250 г.

Дополнить пунктом 52-1 следующего содержания:
«52-1. Положения пункта 52 настоящих Правил не применяются в случае выполнения визуальных полетов беспилотных воздушных судов с максимальной взлетной массой до 30 кг, осуществляемых в пределах прямой видимости в светлое время суток на высотах менее 150 метров от земной или водной поверхности:
а) вне диспетчерских зон аэродромов гражданской авиации, районов аэродромов (вертодромов) государственной и экспериментальной авиации, запретных зон, зон ограничения полетов, специальных зон, воздушного пространства над местами проведения публичных мероприятий, официальных спортивных соревнований, а также охранных мероприятий, проводимых в соответствии с Федеральным законом «О государственной охране»;
б) на удалении не менее 5 км от контрольных точек неконтролируемых аэродромов и посадочных площадок.»

Самый важный для нас пункт, разрешает не получать разрешения на полет БВС легче 30 кг в перечисленных случаях. Подробный разбор этого пункта с описанием каждого исключения мы делали ранее. Очень важным является изменение в этом пункте. В начальной редакции в конце пункта присутствовал абзац:

Ответственность за предотвращение столкновений воздушных беспилотных судов с пилотируемыми воздушными судами и другими материальными объектами в воздухе, а также столкновений с препятствиями на земле возлагается на внешнего пилота.

Который возлагал ответственность за любое происшествие с БВС на его пилота. В конечной редакции этот абзац отсутствует.

В пункте 109:
б) абзац третий изложить в следующей редакции:
«Сообщение о плане полета беспилотного воздушного судна (за исключением визуального полета беспилотного воздушного судна в случае, предусмотренном пунктом 52-1 настоящих Правил) подается для получения разрешения на использование воздушного пространства независимо от класса воздушного пространства».

Как и в начальной редакции, отменяет необходимость предоставления плана полета БВС для случаев, предусмотренных в 52-1.

Пункт 114 дополнить подпунктом «ж» следующего содержания:
«ж) выполнения визуальных полетов беспилотных воздушных судов (в случае, предусмотренном пунктом 52-1 настоящих Правил).».

Пункт, как и в предыдущей редакции отменяет необходимость получения разрешения на ИВП в случаях, предусмотренных в 52-1.

В итоге мы имеем улучшенный с точки зрения логики и стилистики текст Постановления, суть которого сводится к двум основным моментам:

— Нет необходимости получать разрешения на полеты в пределах населенных пунктов у органов местного самоуправления, если максимальная взлетная масса вашего БВС меньше 250 г.

— Нет необходимости получать разрешение на ИВП в случаях, указанных в п. 52-1.

С первым же пунктом связан и существенный минус. В п. 4 (где говорится про получение разрешения у органов местной власти) осталось это «максимальной взлетной массой», что вносит полную неразбериху в то, на какие БВС этот пункт распространяется, а на какие нет. Т.к. зарубежные производители не указывают среди характеристик производимых ими БВС этот параметр.

Теперь перед полетом БВС следует пользоваться этим алгоритмом:

Кстати, при тщательном изучении алгоритма видна одна неувязка: ставить на учет БВС с максимальной взлетной массой менее 250 г не нужно, а, вот, в случае полета при условиях, подпадающих под «большое условие», получать разрешение на ИВП для такого БВС необходимо. Что теоретически невозможно, т.к. для получения разрешения на ИВП в представлении на получение режима необходимо указывать учетный номер БВС.

Российские ученые создают супербыструю зарядку лазером. Что мы о ней знаем?

В России разрабатывают технологию зарядки лазером для беспилотников (а также смартфонов и спутников). Зарядка «по воздуху» пока стоит очень дорого, но может заинтересовать западных техногигантов. Hi-Tech Mail.ru пообщался с основателями проекта и узнал, в чем уникальность технологии и почему ее не хотят использовать в России.

Разработкой лазерной зарядки занимаются сотрудники ракетно-космической корпорации «Энергия» имени Королева. Им выделили несколько помещений с оборудованием — лаборатории, в которых технологию пилят в свободное от работы время. Там же создаются и другие проекты, которые через несколько лет, возможно, будут задействованы во время полетов в космос.

Электричество в воздухе

Беспроводная передача энергии лазерным излучением — так официально называется технология, которую придумала группа инженеров и программистов.

Запчасти для системы собирали по разным странам. Оптику инженеры взяли российскую, сам лазер — немецкий, аккумуляторы приехали из Китая. В итоге получилась зарядное устройство мощностью до 500 ватт.

«Беспилотные летательные аппараты имеют недостаточное время полета [около 40 минут], — объясняет Виталий Капранов, один из авторов проекта. — Наша установка может заряжать их лазерным лучом прямо во время полета, когда дрон находится на расстоянии до 1 км».

Чтобы беспилотник заряжался, инженеры крепят на него китайский приемник-преобразователь лазерного излучения. Пучок лазерного излучения светит наверх и попадает на этот приемник, так излучение превращается в электричество, которое буквально витает в воздухе. В движении система наведения подворачивает луч вслед за беспилотником.

По словам Капранова, для полной зарядки беспилотника может хватить пяти минут. «Мы периодически проводим испытания на французском квадрокоптере Parrot AR. Drone, тестировали наведение и элементы питания, но до финала еще далеко», — рассказывает изобретатель.

На компоненты, испытания и доработки технологии уже потрачено около 15 млн рублей. Это и собственные деньги членов команды, и разные научные гранты.

Читать еще:  Лучшие смартфоны 2018 года по емкости аккумулятора

Зачем нужна зарядка лазером
У технологии может быть множество применений, например, для проведения спасательных операций. Дрон сможет обследовать завалы и искать людей 24 часа подряд благодаря лазерной зарядке. Или летать над горящими лесами, разведывая обстановку для пожарных служб. Или работать официантом, доставляя тарелки с едой голодным посетителям (почему бы и нет).

За счет зарядки по воздуху обеспечивается безопасность квадрокоптера — его не нужно постоянно сажать. «Посадка — риск, ведь устройство могут украсть, может быть плохая погода, которая при посадке приведет к поломкам или вообще к потере дрона», — замечает Виталий Капранов.

Заряжать можно будет смартфоны и спутники.

Авторы технологии считают, что теоретически их зарядка могла бы использоваться не только для беспилотников, а еще и для смартфонов, для искусственных спутников.

«Мы об этих вариантах думали, конечно», — признается Виталий Капранов.

И тем не менее инженеры в 2016 году испытали лазерную зарядку на смартфоне: заряжали мобильный телефон на расстоянии 1,5 км. Процесс длился около часа, гаджет зарядился примерно на 30%. Аналогичные испытания прошли в феврале этого года в Вашингтонском университете, там с помощью луча зарядили смартфон на Android.

Со спутниками все тоже не очень ясно: по мнению Капранова, в этом варианте применения пока никто на рынке не нуждается, хоть он сам по себе и интересный. «В следующие годы будем проводить космический эксперимент по передаче энергии с МКС на “Прогресс”», — говорит автор. Испытание стало частью исследовательской программы «Роскосмоса».

Технология получилась дорогой
Лазерную установку можно купить примерно за 83 000 долларов (5 млн рублей). 70 000 долларов стоит лазер, 5 000 долларов — оптика, столько же стоит система наведения. На годовое обслуживание и аккумуляторы уйдет еще 5 000. Но самая большая статья расходов — электричество, оно обойдется где-то в 90 000 долларов на 12 месяцев при режиме работы 24 часа.

Альтернативные способы оживить дрон все-таки дешевле. Например, покупка специальной контактной станции и электричество для нее на год обойдутся суммарно в 30 000 долларов. А замена батарей и труд одного человека будут стоить 88 000 долларов, подсчитали инженеры.

«Мы были на выставке Stratup Village в прошлом году, а недавно показывали технологию в Дубае, — рассказывает Виталий Капранов. — Технология понравилась и российским компаниям, и зарубежным. МЧС России интересовались. Но пока цена их всех отпугивает, проще купить на все эти деньги много беспилотников и гонять их».

Скоро ситуация изменится, надеются разработчики. Лазеры непрерывно дешевеют, если тенденция продолжится, через три года они будут стоить меньше на 30%. И тогда технология будет сопоставима по цене с зарядными станциями, которые производит, к примеру, Skysense. Эту компанию инженеры из Королева считают своим конкурентом.

Команда не имеет предрассудков, продавать лазерную зарядку хотят как здесь, так и за рубежом. «Мы ничего против запада не имеем, “подаемся” на европейские и американские акселерации, а еще активно продвигаем продукцию в Казахстане, — объясняет автор проекта. — Как только появится запрос, продадим хоть в Google, хоть в Amazon».

Авиаторы и их друзья

В рамках работ над проектом SUPER PBD американская армия хочет получить беспилотник, время полёта которого не будет ограничиваться запасом топлива или энергии. Первым прототипом, который испытают военные, станет Silent Falcon от одноимённой американской компании.

Беспилотник массой 16 кг и размахом крыла 4,2 м оснащён электромотором и панелью, способной преобразовывать лазерное облучение в электрический ток. В базовой версии Silent Falcon может провести в воздухе до 5 часов, неся до 3 кг полезной нагрузки (разведывательный модуль). Но если направить на беспилотник лазерный луч определённой мощности, он может полностью обеспечить питание электромотора.

В DARPA указывают, что тестирование Silent Falcon пройдёт уже в январе 2019 года. Изначально беспилотник проверят на возможность бесперебойного питания с помощью лазерной установки наземного и воздушного базирования (с другого летательного аппарата). При этом заявленная дальность полёта на «лазерном питании» составит 10 км. В дальнейшем в рамках SUPER PBD планируется оценить возможность питания от лазера самолёта, способного перевозить человека.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

The Verge (США): администрация Трампа призывает увеличить бюджет НАСА, чтобы профинансировать полет с Луны на Марс


© CC0 / Public Domain, NASA

У НАСА есть очень амбициозная программа по высадке на Луну и на Марс. Ей благоволит сам президент Трамп. В частности, чтобы увеличить ее финансирование, он хочет закрыть другие научные проекты. Согласится ли на это конгресс, неизвестно, но должны же американцы побывать на Луне.

Но согласится ли на это конгресс?

Президент Трамп попросил на 12% увеличить бюджет НАСА на будущий год, чтобы космическое агентство к 2024 году смогло снова отправить человека на Луну. Обнародованные сегодня предложения администрации по бюджету предусматривают выделение НАСА на 2021 финансовый год 25,2 миллиарда долларов, что существенно больше суммы в 22,6 миллиарда, полученной агентством в этом году.

Если предложенный бюджет будет утвержден, это будет самое крупное увеличение финансирования космического агентства за несколько десятилетий. Почти половина из этой суммы (12,3 миллиарда долларов) пойдет на финансирование программы НАСА «Артемида». Это амбициозный план, предусматривающий доставку на лунную поверхность первой женщины-астронавта в ближайшие пять лет. Почти 3,4 миллиарда долларов будет выделено на создание новых коммерческих спускаемых аппаратов, чтобы доставлять людей на поверхность Луны и забирать их оттуда. А 700 с лишним миллионов долларов пойдет на финансирование работ на Луне.

«Высший приоритет НАСА состоит в том, чтобы к 2024 году вернуть американских астронавтов на Луну и обеспечить долговременное присутствие на лунной поверхности. Это будет первый шаг путешествия, в результате которого Америка окажется на Марсе», — говорится в бюджетной заявке президента. Составители запроса подчеркивают, что конечная цель программы «Артемида» состоит в полете человека на Марс. В приложениях к бюджетной заявке отмечается, что деятельность НАСА на Луне имеет целью обрести опыт и испытать технику, которая когда-нибудь обеспечит полет астронавтов НАСА к Красной планете. И чтобы не забывать про Марс, в заявке предусмотрено выделение дополнительно 233 миллионов долларов на предварительные непилотируемые полеты к Марсу в рамках программы «Артемида».

Читать еще:  Как выбрать снегоуборочную машину для дома и дачи: виды, характеристики, обзор производителей

Инициатива НАСА по пилотируемым полетам может получить мощную поддержку в случае утверждения бюджета, однако в заявке отменены многие научные программы, находившиеся в центре внимания президента с момента его прихода в Белый дом. Бюджетный запрос не предусматривает никакого финансирования гигантской широкодиапазонной инфракрасной обсерватории (WFIRST), план создания которой Трамп неоднократно пытался аннулировать в предыдущих заявках. В заявке также предусмотрена отмена двух околоземных научных программ: спутника изучения океана PACE и климатологического оборудования CLARREO Pathfinder для МКС. Бюджетная заявка также не дает средств на образовательную программу НАСА STEM. А еще в этом году администрация хочет отменить миссию НАСА SOFIA, как называют стратосферную обсерваторию инфракрасной астрономии, которую планировали разместить на борту особым образом оборудованного Боинга-747. Администрация выдвинула следующий довод: «Она в научном плане оказалась не такой продуктивной, как другие миссии».

Но судьба бюджетного предложения отнюдь не предопределена. Запрос президента — это лишь начало очень долгого процесса по формированию бюджета НАСА на будущий год. Придется учесть ассигнования палаты представителей и сената, и пока неясно, какую часть этой заявки законодатели сохранят, когда будут составлять проекты собственных предложений. В прошлом конгресс не раз игнорировал попытки администрации Трампа отменить определенные проекты НАСА, и вполне возможно, что законодатели сохранят эту традицию и сейчас.

Когда Белый дом опубликовал бюджетную заявку, НАСА подробнее рассказала об этом предложении, сообщив о том, сколько денег агентство ожидает получить для финансирования программы «Артемида» на предстоящие пять лет. НАСА считает, что каждый год в течение пяти лет ей будет нужно от 26 до 27 миллиардов долларов. Самая большая сумма в 28,6 миллиарда ей понадобится на 2023 год. Это очень близко к тем оценкам, которые руководитель НАСА Джим Брайденстайн (Jim Bridenstine) сделал в прошлом году, говоря об общей стоимости программы «Артемида». По его словам, агентству в предстоящие пять лет может потребоваться дополнительно от 20 до 30 миллиардов долларов, чтобы осуществлять посадки на Луне в рамках программы. В целом, согласно бюджетным расчетам, вся программа полетов с Луны на Марс потребует 71 миллиард долларов до 2024 года. Сюда входят и те программы, которые существовали до разработки «Артемиды».

В основе программы НАСА «Артемида» лежат два проекта, которые агентство разрабатывает уже 10 лет. Это сверхтяжелая ракета-носитель «Спейс Лонч Систем» (Space Launch System) для полетов в открытый космос, и новая капсула для экипажа под названием «Орион», которая предназначена для доставки человека в глубины космоса. Обе программы пользуются мощной поддержкой конгресса и хорошо профинансированы в бюджетной заявке. Ракета «Спейс Лонч Систем» должна получить на следующий год 2,25 миллиарда долларов, а капсула «Орион» 1,4 миллиарда. После нескольких лет задержек оба аппарата должны совершить свой совместный дебютный полет в 2021 году.

Хотя «Спейс Лонч Систем» получает финансирование в полном объеме, в заявке предложено отложить создание новой, более мощной верхней ступени ракеты. Администрация утверждает, что эта ступень слишком дорогая, и что она будет не нужна к 2024 году для доставки людей на Луну.

В заявке также делается упор на коммерческие аппараты. Администрация предлагает НАСА использовать коммерческую ракету для доставки передового космического аппарата на спутник Юпитера Европу. Сейчас конгресс требует, чтобы НАСА использовала в этом полете «Спейс Лонч Систем». Однако космическое агентство приводит доводы о том, что если вместо «Спейс Лонч Систем» воспользоваться имеющимися коммерческими ракетами, такими как «Фалькон Хеви» (Falcon Heavy) или «Дельта IV Хеви» (Delta IV Heavy), то экономия составит полтора миллиарда долларов.

Кроме того, составители бюджетной заявки хотят, чтобы аппарат для высадки человека и подъема на орбиту тоже разрабатывался на коммерческой основе, а это вызывает определенное недовольство у законодателей. А еще администрация хочет, чтобы коммерческие ракеты доставили к месту назначения элементы новой станции «Лунная орбитальная платформа-шлюз» (Gateway).

Что касается Международной космической станции, то в заявке предусмотрено ее финансирование вплоть до конца 2025 года. Это противоречит бюджетной заявке на 2018 год, в которой администрация Трампа предлагала прекратить прямое финансирование МКС к концу 2024 года. В последней заявке президента нет предложений закрыть МКС к 2024 году, но там особо подчеркнуто желание НАСА передать управление станцией и всю низкую околоземную орбиту коммерческим компаниям, у которых может возникнуть желание построить собственные станции вокруг Земли. НАСА запросила 150 миллионов долларов на осуществление такой передачи.

В целом администрация Трампа предлагает разумный и полноценный бюджет для НАСА, какого у агентства не было уже довольно давно. А если НАСА хочет добраться до Луны быстро, ей понадобится крупное увеличение финансирования, чтобы как минимум попытаться уложиться в сроки. Однако многие конгрессмены скептически относятся к программе «Артемида» и сомневаются в необходимости высаживать человека на Луне к 2024 году. Они говорят, что это политизированный график, поскольку он совпадает с завершением возможного второго президентского срока Трампа. Плюс к этому, запрашивая дополнительные средства для НАСА в большом объеме, администрация намерена сократить внутренние программы помощи и финансирование Агентства по охране окружающей среды.

Есть определенные сомнения в том, что космическое агентство получит столько, сколько хочет выделить ему администрация, хотя Трамп лично призвал конгресс профинансировать программу «Артемида» в своем послании «О положении в стране». Предстоящий год покажет, сколько именно готовы выделить законодатели, и в чем, по их мнению, должны состоять приоритеты НАСА.

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector