Лазерные системы передачи энергии и данных от компании SunCubes
Опытная установка от SunCubes
В течение долгого времени продолжается поиск способов беспроводной передачи энергии. В частности, предлагаются системы, использующие луч лазера и фотоэлектрические преобразователи. Очередной вариант подобного устройства недавно представила итальянская компания SunCubes Srl. Разработанные ею системы могут заменять кабели различного назначения, аккумуляторы и средства радиосвязи.
Данные и энергия
Компания SunCubes Srl из Милана начала свою деятельность несколько лет назад и сразу занялась поиском перспективных технологий в сфере энергетики. В первую очередь, она собиралась разработать новые средства беспроводной передачи электроэнергии. В своих проектах компания использовала уже известные идеи, а также собственные технические решения.
В 2022-23 гг. «СанКьюбс» изготовила первую экспериментальную лазерную установку передачи энергии. В сотрудничестве с компанией Movyon она провела полигонные испытания этого изделия. Система показала свою работоспособность, но имела ограниченные характеристики. Так, дальность передачи энергии не превышала 50 м.
Позже существующий проект доработали при участии компании Leonardo. Затем состоялись испытания, в ходе которых дальность передачи довели до 600 м. При этом мощность на выходе из приёмной части системы оставалась ограниченной. Тем не менее, всё это посчитали успехом, и работы продолжились.
Передающая часть системы SCL-15W-D10 на выставке Seafuture 2025
Завершив первые опыты, компания SunCubes приступила к разработке полноценных систем, пригодных к практическому применению. Первый проект получил обозначение SCL-15W-D10, отражающее основные характеристики, а также название Light. Также разрабатывается изделие SCLY-100W или Lucy с иными возможностями и более высокими характеристиками.
В поисках заказов
С 29 сентября по 2 октября в Италии проходила военно-техническая выставка Seafuture 2025, посвящённая вооружению и оснащению военно-морских сил. Компания SunCubes Srl приняла участие в ней и впервые публично продемонстрировала свои разработки.
В павильоне выставки показали опытный образец системы «Лайт», а также представили рекламные материалы. Кроме того, рассказали о будущем изделии «Люси». Этот проект пока находится на ранних стадиях, и компания-разработчик не может показать реальную опытную установку.
Сообщается, что система SCL-15W-D10 находится на завершающей стадии разработки. В обозримом будущем её выведут на рынок в расчёте на получение заказов. Система SCLY-100W появится позже. При этом сроки возможного запуска производства пока называть не стали.
«СанКьюбс» предлагает внедрять новые установки в разных сферах. В рекламных материалах активно раскрывается тема их применения в беспилотной авиации. Кроме того, «Лайт» или «Люси» могут использоваться в безэкипажных надводных системах — именно поэтому проекты представили на военно-морской выставке. В одном из рекламных видеороликов подобную систему «развернули» на лунной базе, и луч заряжал батареи планетохода.
Демонстрация передачи энергии наземному потребителю
Компания-разработчик пока не готова начинать производство новых систем, однако уже представляет их на выставке. Вероятно, она рассчитывает на интерес со стороны потенциальных заказчиков. Если проекты Light и Lucy действительно смогли привлечь внимание, то к моменту запуска их производства могут появиться контракты.
Лазерные технологии
Основные принципы двух проектов от SunCubes достаточно просты. Обе системы включают передающее и приёмное устройство с требуемым уровнем характеристик и необходимыми возможностями. Передающее устройство на основе лазера устанавливается на земле или на носителе и подключается к источнику энергии.
Во время работы лазер преобразует электрическую энергию в световую и направляет ее на приёмное устройство. Последнее размещается на беспилотной платформе или ином носителе и осуществляет обратное преобразование. Электричество от приёмника используется его носителем для питания бортовых систем.
Лазер также может использоваться для передачи данных в цифровом формате. Для этого используется модулированное излучение и соответствующие устройства на двух устройствах системы.
Представленная на выставке установка SCL-15W-D10 Light имеет обе функции и способна передавать как энергию, так и данные. Её можно устанавливать на подвижных платформах и использовать с движущимися потребителями. Впрочем, имеются ограничения по скорости и манёвру носителей.
Работа с БПЛА
Передатчик системы «Лайт» представляет собой дистанционно управляемый модуль с U-образной платформой и цилиндрическим лазерным блоком. Кожух лазера имеет диаметр 300 мм при длине 550 мм. При помощи кабелей передатчик соединяется с источником электроэнергии и пультом управления. Имеются приводы для наведения в двух плоскостях.
Приёмное устройство выполнено в виде диска с фотоэлементами. Он вертикально монтируется на носителе и преобразует луч в электричество и/или в данные. Размеры и масса этого изделия не сообщаются. При этом утверждают, что оно превосходит существующие батареи по соотношению массы и параметров питания.
Изделие Light предназначено для работы на расстояниях до 1 км. В оптимальных условиях оно может передавать 15 Вт энергии или данные со скоростью до 10 Мбит/с. Такие характеристики достаточны для работы с лёгкими БПЛА или иными устройствами с ограниченным энергопотреблением.
Компания-разработчик признаёт, что установка SCL-15W-D10 имеет невысокий коэффициент полезного действия. Так, при работе она потребляет до 150-200 Вт, а из-за внутренних потерь энергии мощность лазера не превышает 100 Вт. Затем потери зависят от расстояния между устройствами и состояния атмосферы. В итоге к приёмнику попадает только 15 Вт. Аналогичным образом ограничивается реальная скорость передачи данных.
Перспективная система SCLY-100W будет построена на тех же принципах, что и существующая SCL-15W-D10, но предполагаются существенные различия. В первую очередь, она сможет передавать до 100 Вт на дальность до 3 км. Кроме того, в этом проекте решили отказаться от передачи данных.
Изделие Lucy разрабатывается, в первую очередь, для беспилотных систем. Оно получит средства для автоматического отслеживания летательного аппарата или иной платформы и сможет удерживать луч лазера на приёмнике. На случай ухудшения условий или пропажи прямой видимости, приёмное устройство будет использоваться вместе с резервным аккумулятором.
Успехи, планы и реальность
Компания SunCubes Srl разработала свой вариант технологии передачи энергии при помощи лазерного луча и продемонстрировала её в условиях полигона. Теперь она занимается сразу двумя проектами реальных систем такого класса, которые смогут выйти на рынок и, возможно, даже найти своего покупателя.
Следует напомнить, что «СанКьюбс» далеко не первой занялась этой тематикой. Ранее различные компании пытались создавать свои версии лазерных систем для передачи энергии. Эти разработки тоже испытывались в лабораториях и на полигонах, демонстрируя неплохие результаты. Однако ни одна из этих систем не продвинулась дальше испытаний и демонстрации на выставках.
Итальянские специалисты утверждают, что им уже удалось получить результаты, достаточные для внедрения системы в практику. Опытное изделие SCL-15W-D10 показало возможность передачи 15 Вт энергии на расстояние порядка 1 км. Также разрабатывается более мощная система с утроенной дальностью действия. Параллельно прорабатываются способы внедрения таких приборов на реальной технике.
С технической точки зрения, установки Light и Lucy представляют большой интерес. Они показывают, что оригинальный принцип передачи данных и энергии может быть воплощён «в металле». В то же время, нетрудно заметить, что обе системы имеют ряд специфических особенностей и недостатков, которые могут затруднить эксплуатацию и/или ухудшить её реальные результаты.
Космическое применение
Главные преимущества изделий от SunCubes прямо связаны с самой возможностью дистанционной передачи электроэнергии. Такие системы могут упростить организацию питания различных устройств и комплексов, в т. ч. в сложных условиях. Лазерный луч можно использовать там, где нельзя или нецелесообразно прокладывать кабель или устанавливать автономный генератор либо аккумулятор. Кроме того, лазер может передавать данные с достаточно высокой скоростью. Этот канал связи нельзя выявить и подавить радиоэлектронными средствами.
Новые технологии и системы можно использовать в разных сферах, а компания-разработчик делает акцент на беспилотных системах, в частности, на летательных аппаратах. Действительно, лазер с системой сопровождения может передавать энергию на БПЛА, а также поддерживать связь с ним. Такой способ питания, в теории, даёт практически неограниченную продолжительность полёта и помехоустойчивую связь. При этом, в отличие от т.н. привязных аппаратов, беспилотник получает определённую свободу манёвра. Все эти особенности могут быть полезными и в других сферах.
К недостаткам «Лайта» и «Люси» следует отнести сложность конструкции и дороговизну производства. Кроме того, в предложенном виде две системы не отличаются высокой мощностью и дальностью действия. Оба этих параметра могут дополнительно ухудшаться из-за внешних воздействий. В некоторых условиях эффективное применение лазера вообще будет невозможным.
Таким образом, новые проекты от SunCubes Srl имеют как сильные, так и слабые стороны. Эти разработки могут найти применение в некоторых сферах и даже показать преимущества перед традиционными средствами энергоснабжения. Однако таких областей крайне мало, а преимущества незначительны. Также возникают вопросы к целесообразности внедрения новых технологий.
Так или иначе, итальянская компания разработала оригинальные системы и вскоре выведет их на рынок. После этого станет ясно, имеют ли они коммерческие перспективы и смогут ли найти реальное применение. Вне зависимости от результатов, эти разработки достойны внимания.
Информация