Çinli tədqiqatçılar, yüksək güclü lazerlərdən istifadə edərək dronların uçuş zamanı yüklənməsinə imkan verəcək yeni bir texnologiya ortaya qoyublar.

Alimlər dron modelindən istifadə edərək sistemin prototipini qurdular və günəş batareyasına bənzər şəkildə işləyən qəbuledicini birləşdirdilər . Qanadın alt tərəfinə bərkidilən qəbuledici, təyyarənin pərlərini işlətmək üçün lazer şüasından gələn enerjini elektrik enerjisinə çevirdi.

Bu irəliləyiş Çin Mülki Aviasiya Universiteti və Tsinhua Universitetinin tədqiqatçıları tərəfindən əldə edilib və təfərrüatlar 29 iyulda Matter & Light jurnalında dərc olunmuş yeni bir araşdırmada qeyd olunub .

Çin Mülki Aviasiya Universitetinin tədqiqatçısı, tədqiqatın baş müəllifi Jianhua Han verdiyi açıqlamada bildirib ki, “Əvvəlki tədqiqatlar əsasən materiallara və ya cihazın özünə yönəlmişdi. Biz laboratoriyadan kənarda sistemin əslində təyyarəyə necə inteqrasiya edilə biləcəyini, əməliyyat zamanı soyudula biləcəyini və uçuşla uyğunlaşdırıla biləcəyini düşünmək istədik. Bu, sadəcə materialşünaslıq problemi deyil; bu, mühəndislik problemidir.”

Simsiz şarj edən dronlar

Qəbuledici, lazer işığını elektrikə çevirmək üçün optimallaşdırılmış perovskit lazer hüceyrəsi-termoelektrik (PLC-TE) tandem cihazı kimi tanınır.

Perovskit, qabaqcıl günəş batareyalarında istifadə edilən yüksək səmərəli bir materialdır və silikondan daha çox işıq spektrinin dalğa uzunluğunu tutmağa imkan verən kristal quruluşu ilə diqqət çəkir. Bu səbəbdən, gələcəkdə günəş enerjisi üçün istifadə ediləcək material kimi qiymətləndirilir və bəzi tədqiqatlar göstərir ki, hətta ətraf mühitdəki işığı istifadəyə yararlı elektrik enerjisinə çevirmək üçün də istifadə edilə bilər.

Yaşıl lazerlə vurulduqda, qəbuledici işığın 38,49%-ni elektrik enerjisinə çevirdi ki, bu da ABŞ Energetika Nazirliyi (DOE) tərəfindən qeydə alınan perovskit-silikon tandem hüceyrələri üçün 34%-lik pik nəticələrindən xeyli yüksəkdir.

İlkin sınaqlar zamanı tədqiqatçılar lazerdən istifadənin xoşagəlməz bir yan təsirini aşkar etdilər: dron həddindən artıq temperaturlara qədər qızdırılırdı və bu da onun ümumi səmərəliliyini azaldırdı.

“Cihazı yüksək güclü lazer altında sınaqdan keçirdiyimiz zaman termal kamera 80-90 dərəcə Selsi [176-194 dərəcə Farenheyt] temperatur göstərdi”, – deyə Han bildirib. “Bu, gözlədiyimizdən daha yüksək idi və bizə istilik yığılmasının təsəvvür etdiyimizdən daha ciddi bir problem olduğunu anlatdı.”

Bununla mübarizə aparmaq üçün tədqiqatçılar PLC-TE dizaynına bol miqdarda yarımkeçirici material olan antimon triseleniddən hazırlanmış nanokristallar daxil etdilər. Bu nanokristallar cihazın çox istilik yaymasının qarşısını alan istilik baryeri rolunu oynayır.

Soyutma innovasiyasına əlavə olaraq, dronun pervanesi tərəfindən yaradılan daimi hava axını qəbuledicinin sərin tərəfinin temperaturunu daha da tənzimləməyə kömək etdi.

Batareya ömrü maneələrini aradan qaldırmaq

Han deyib: “Meşələri yoxlayan, fəlakətləri izləyən və ya bağlamalar çatdıran dronların batareyaları dəyişdirmək üçün tez-tez eniş etməsinə ehtiyac qalmayacağı bir gələcəyi təsəvvür edin. Dronlar daha uzun missiyalar yerinə yetirdikcə batareyanın ömrü ən böyük maneələrdən birinə çevrilib.”

Tədqiqatçılar xüsusilə lazerlə işləyən dronların bir gün istifadə edilə biləcəyi əsas sahələr kimi kəşfiyyat, logistika və fəlakətlərin aradan qaldırılmasını müəyyən etdilər. Lakin onlar həmçinin sistemin vəhşi təbiətdə istifadəsindən əvvəl uçuş zamanı dronlardakı PLC-TE-ni dəqiq hədəf alan real vaxt izləmə sistemlərinin hazırlanması üçün daha çox iş görülməli olduğunu söylədilər.

Gələcəkdə tədqiqatçılar cihazın açıq hava şəraitində əsl yüngül dron üzərində necə işlədiyini sınaqdan keçirəcəklər.

Qeyri-müəyyən uçuş vədi simsiz enerji sınaqlarını dünyanın hər yerindəki hərbçilər üçün diqqət mərkəzinə çevirib. Əgər buna nail olunarsa, kəşfiyyat və silah daşıyan pilotsuz uçuş aparatları (PUA) hazırda məhdudlaşdırıldıqları mühitlərdən tamamilə fərqli mühitlərdə, müntəzəm yanacaq doldurma tələbləri ilə fəaliyyət göstərə bilər.

Misal üçün, ən çox istifadə edilən əl ilə buraxılan pilotsuz uçuş aparatı (PUA) olan AeroVironment RQ-11 Raven , doldurulmadan əvvəl maksimum 60-90 dəqiqə uçuş müddəti təmin edə bilir .

2025-ci ilin iyun ayında ABŞ Müdafiə Qabaqcıl Tədqiqat Layihələri Agentliyi (DARPA) Davamlı Optik Simsiz Enerji Rölesinin (POWER) bir hissəsi olaraq 8,6 kilometr məsafəyə 800 vatt gücündə enerjini uğurla şüalandırıb .

ABŞ Müdafiə Nazirliyi ilə əməkdaşlıq çərçivəsində PowerLight Technologies kimi özəl şirkətlər 1500 metrə qədər yüksəklikdə işləyən uçuş zamanı istifadə edilən dronlara kilovatt enerji çatdıra biləcəklərini bildiriblər .