Пентагон и Raytheon продолжат разработку системы беспроводной передачи энергии

8
Пентагон и Raytheon продолжат разработку системы беспроводной передачи энергии
Военнослужащие США с портативным генератором малой мощности


В течение нескольких лет Пентагон, его подразделения и подрядчики работают над созданием технологии беспроводной передачи энергии. В случае успеха таких работ, армия США получит возможность создавать принципиально новые сети энергоснабжения. К настоящему времени успели провести ряд исследований в этом направлении, и сейчас программа переходит на стадию создания и испытания опытной техники.



Новый контракт


14 ноября компания Raytheon объявила о получении нового контракта от военного ведомства. Выполнять заказ будет её подразделение перспективных разработок. Сроки и стоимость контракта пока не разглашаются, однако компания представила основные цели и задачи, которые предстоит решить в ближайшее время.

Новый контракт является очередным шагом в деле реализации Оперативной энергетической стратегии министерства обороны, принятой несколько лет назад. Ранее компания «Рейтеон» уже участвовала в нескольких проектах в этом направлении, и теперь её вновь привлекают к решению важных задач.

В рамках нового контракта компания должна разработать, изготовить и вывести на испытания перспективные системы беспроводной передачи энергии. Принцип работы таких средств пока не уточняют. При этом указано, что они должны быть совместимы с оборудованием и техникой военного назначения, имеющейся у армии США.


Компактная солнечная электростанция

В пресс-релизе от компании-разработчика упоминаются общие цели нового проекта. За счёт беспроводных средств планируется упростить систему энергоснабжения войск. Они позволят передавать энергию потребителю без прокладки коммуникаций традиционного вида. Всё это позволит сократить количество генераторов на позиции или вовсе избавиться от них. Благодаря этому уменьшится потребность в горючем и упростится логистика. Также уменьшатся риски, связанные с поражением запасов топлива.

Проект POWER


Следует напомнить, что Пентагон в лице различных его управлений и структур достаточно давно изучает тему беспроводной передачи энергии и даже пытается создавать реальные проекты такого рода. Например, в 2022 г. агентство перспективных разработок DARPA сообщило о разработке программы POWER, направленной на создание новых систем энергоснабжения.

Название программы отражает ее цели и задачи: аббревиатура POWER расшифровывается как Persistent Optical Wireless Energy Relay — «Постоянная оптическая беспроводная передача энергии». В рамках этого проекта агентство DARPA планирует найти способы передачи электроэнергии «по воздуху» с применением оптических средств.

Предварительные исследования заняли некоторое время и завершились к середине 2023 г. К этому времени агентство сформулировало основную концепцию проекта, на основе которой в ближайшем будущем планировалось разработать реальные устройства и средства. Сначала их планировали вывести на испытания, а затем, при подтверждении расчетных параметров, внедрить в опытную эксплуатацию.


Принцип работы системы POWER

В сентябре 2023 г. программа POWER вышла на новый этап. Агентство DARPA приняло решение о продолжении работ и объявило конкурс на создание реальной аппаратуры. Свои заявки на участие подали компании Raytheon, Draper и BEAM Co. Они предложили предварительные проекты, основанные на их собственных решениях.

В рамках объявленного конкурса три компании-участницы должны провести разработку проектов и построить системы-демонстраторы технологий. Эти средства энергоснабжения будут испытаны в условиях лаборатории и, возможно, на полигоне. На все эти работы отводится 20 месяцев — они должны завершиться к концу весны 2025 г.

В начале следующего года планируется запуск второго этапа программы POWER. Участникам предстоит создать мобильные средства энергоснабжения и продемонстрировать их на полигоне. На этот раз опытные изделия будут передавать энергию как стационарным потребителям, так и подвижным воздушным платформам.

Можно предположить, что недавний контракт, полученный компанией Raytheon, напрямую связан с результатами первого этапа конкурса POWER и является подготовкой к переходу на второё. Отдельные моменты пресс-релиза компании о получении заказа косвенно подтверждают эту версию.

Небоевой лазер


Агентство DARPA уже раскрыло основные идеи программы POWER. Передавать энергию без проводов предлагается при помощи лазерного луча. Для этого потребуются специальные средства передачи и приёма, а также, при необходимости, промежуточные ретрансляторы. Именно такие устройства сейчас разрабатываются участниками конкурса.


Концепт воздушного ретранслятора из состава POWER

Система POWER должна получать электроэнергию из существующих сетей или от генераторов с соответствующими характеристиками. Электричество должно поступать на передающую систему. По сути, это будет лазерный комплекс с излучателем достаточной мощности и средствами наведения луча. Такой передатчик должен преобразовывать электрическую энергию в световую и отправлять её в нужном направлении.

Луч должен поступать на принимающую систему, оснащенную солнечными панелями и средствами преобразования электроэнергии. К ней подсоединяются средства распределения энергии между конечными потребителями.

В состав системы POWER также будут включены промежуточные ретрансляторы. Их задача заключается в увеличении расстояния передачи энергии и компенсации различных особенностей местности. В частности, именно ретрансляторы позволят отправлять энергию за горизонт.

Предполагается, что ретрансляторы будут построены на базе воздушных платформ, способных к длительному полету, в т.ч. с висением на одном месте. Предлагается два варианта целевого оснащения. Первый предусматривает использование системы подвижных зеркал для перенаправления луча к приёмнику или другому ретранслятору. Второй вариант предлагает использование «промежуточных» солнечных панелей и лазера.

Плюсы и минусы


Концепция POWER в её нынешнем виде обещает ряд важных возможностей и преимуществ, которые привлекли внимание DARPA и Пентагона. Однако она не лишена недостатков, и избавление от них станет отдельной непростой задачей. При всем этом, некоторые проблемы предложенной системы имеют принципиальный характер, и с ними придется мириться.


Главные сложности проекта POWER связаны с применением лазера. Он должен иметь высокую мощность, соответствующую потребностям получателей энергии. При этом необходим запас мощности для компенсации потерь при прохождении через воздух или атмосферные явления. Итоговая эффективность и надёжность такой системы может быть недостаточно высокой.

Следует учитывать, что сфокусированный луч большой мощности представляет опасность. Его нужно наводить на приёмники с высокой точностью, иначе возможно повреждение или уничтожение элементов системы POWER либо окружающих объектов.

Кроме того, не стоит ожидать, что лазерная система передачи электроэнергии будет простой и дешёвой в производстве и эксплуатации. По экономическим показателям она будет уступать любым альтернативным решениям. Это ограничит темпы и объёмы её внедрения и эксплуатации.

Перспективы и реальность


Пентагон давно ищет надёжные и эффективные способы передачи энергии без проводов, но пока не преуспел в этом. Сейчас агентство DARPA и его подрядчики предпринимают очередную попытку создания подобной системы и вновь рассчитывают на успех. В рамках программы POWER уже провели необходимые исследования и заключили контракты на разработку реальных образцов техники.

В ближайшее время компании-участники POWER должны продемонстрировать свои разработки в условиях лаборатории и полигона. В частности, свой проект представит компания Raytheon. Удалось ли ей и конкурентам решить поставленные задачи и создать систему с желаемыми характеристиками, станет известно уже в ближайшие месяцы.
8 комментариев
Информация
Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо авторизоваться.
  1. 0
    11 декабря 2024 09:17
    Мдааа.... ! Пытаемся догнать Теслу ?(Который ,по "слухам", разработал способ беспроводной передачи эл.энергии на дальние расстояния ещё в 19 веке !) Вот только он немножко ошибся в расчётах и "промахнулся" ! Теперь его промах по сей день известен .как "Тунгусский метеорит" ! belay
  2. +1
    11 декабря 2024 11:07
    Всё это конечно футуристичненько . От э/станции лазером передается энергия подразделению на фронте . Только как всегда есть но : подразделения на фронте должны иметь генераторы и (или) АКБ на случай прерывания передающего лазера из за облаков , дыма , тумана , дождя , снега и прочих природных палок в колеса технологичненьких футуристичностей . Можно энергию и радиоволнами передавать и прочими излучениями , но там плотность передаваемой энергии не та , чтобы войну подпитывать . Хотя в некоторых случаях технология может и сыграть . Например: подзарядка автономных разведаппаратов , дронов , зарядка АКБ разведгруппы и прочее малопотребляющее и априори не могущее иметь генератор . Или сделать почти бесприрывным патрулирование разведывательным дронам с электротягой где нибудь в условиях хорошей погоды и плохой ПВО . Кстати ПВО тоже фактор не способствующий широкому внедрению . Опять же и потери будут сильно возрастать с расстоянием , не в безвоздушном среде пока воюем .
  3. +2
    11 декабря 2024 11:13
    Пилите, POWER, пилите ! Оно золотое yes
  4. 0
    11 декабря 2024 14:41
    Перспективное направление,но слишком затратное и лазерный луч не пробьется через ливень,снег,дым.
    Получается ограниченное по метео,передача энергии.Это в вакууме хорошо себя лазер показал для передачи данных между спутниками.
  5. +1
    11 декабря 2024 18:43
    Распотрошить атомную боеголовки и сделать компактную аэс.
  6. +1
    14 декабря 2024 17:59
    Если подумать... делать подобное, на известных ныне принципах, сомнительно, НО, могут получить какой ни будь неожиданный результат! Так ведь тоже бывает.
    В общем, время покажет, что у них получится, а пока генераторы, солнечные панели, ветрянки, все по классике.
  7. +1
    29 декабря 2024 16:32
    Все так смешно, что плакать хочется! У учёных нет чёткого определения, что такое плотность энергии и взаимосвязь с математикой, чтобы моделировать эти процессы. Нет даже близко понимания алгоритмов концентрации и рассеивания и использование принципа использования алгоритмов экстремальных позитивных процессов. Отсутствуют понимание того как кинетическую энергию сплошные потоков преобразовать и использовать потенциальную энергию ядерных процессов. Поэтому можно расслабиться!
  8. +1
    6 января 2025 19:24
    poi scoprono che per ricevere 100kw devono usare 1000kw..