Chinesische Drohne mit Laser-Fernladesystem kann unendlich lange fliegen

Drohnen müssen naturgemäß nach einiger Zeit landen, um Energie zu tanken. Ein Fernladesystem könnte diesem zeitfressenden Akt ein Ende bereiten, doch wie lädt man ein fliegendes Gerät in der Luft, womöglich während es sich fortbewegt? An der Northwestern Polytechnical University in Xianyang (China) haben Forscher eine Antwort auf diese Frage gefunden, die Kurzform lautet: mit Laserlicht.

Das System funktioniert bei verschiedenen Lichtverhältnissen

Die lange Version der Antwort folgt auf dem Fuß: An der Unterseite der Drohne befindet sich ein photoelektrischer Wandler ähnlich eines Photovoltaik-Moduls. Dieser kann Laserlicht in Strom umwandeln und das Fluggerät so mit genügend Energie versorgen, um oben zu bleiben. Am Boden befindet sich der entsprechende adaptive Zielverfolgungslaser, befestigt an einer kardanischen Aufhängung, einem sogenannten Gimbal. Der Gimbal ist eine Art beweglich Stativ, das ein optisches Gerät flüssig und so gut wie ruckelfrei bewegen kann. Das Forscherteam hat dieses System mit einem kleinen Quadrocopter in Innenräumen mit und ohne Licht gestestet, aber auch draußen, bei Tageslicht, bei Kunstlicht und bei schlechten Lichtverhältnissen. Funktionieren soll es immer.

System mit Hinderniserkennung und Strahlstärkeanpassung

Bei der drahtlosen Energieübertragung liegt der Wirkungsgrad am Sender zwischen 50 und 85 Prozent, die Empfangsseite verliert noch einmal ungefähr 50 Prozent. Das ist eine ganze Menge Verlust und nur mit billigem, nachhaltigen Strom sinnvoll. Im Gegenzug muss die Drohne bei Dauerversorgung tatsächlich niemals landen, es sei denn für die technische Wartung und bei Defekten. Ein visueller Verfolgungsalgorithmus sorgt dafür, dass der Laserstrahl dem Fluggerät folgt, außerdem gibt es eine automatische Hinderniserkennung inklusive Anpassung der Strahlstärke. Laser können eine enorme Reichweite haben, sodass das System vermutlich auch bei Flügen in großen Höhen funktioniert. So ließen sich luftgestützte Plattformen errichten, sozusagen eine Unterstufe von Satelliten.

Eventuell können wir eines Tages Elektroflugzeuge auf ähnliche Weise laden und so ihre Reichweite deutlich verlängern. Stadtweite Lasernetze wären dann für die Versorgung von Lufttaxis zuständig. Doch bis dahin ist es noch ein langer Weg mit intensiver Abwägung von Für und Wider.

Quelle: newatlas.com

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