DARPA、小型航空機への飛行中レーザー電力供給を実証へ

• DARPAがSilent Falcon UAS Technologiesを電力ビーミング実証に選定。
• プロジェクト目的は、高強度レーザービームで飛行中の電動無人航空機を再燃料/再充電。

ワイヤレス電力伝送の概念はほぼ2世紀前からありますが、技術開発がこのアイデアを追求し続ける中で、今でも同じようにエキサイティングです。光電技術と誘導放射による固体増幅の最近の進歩が、この概念の再訪問機会を提供しています。

高強度レーザー電力ビーミング技術の実装は、従来の伝導ワイヤーが禁止的に危険、高価、不適切、または不可能な場合に、継続的供給または瞬時エネルギーが必要なアプリケーションの能力を拡張します。

現在、DARPAはSilent Falcon UAS TechnologiesをSUPER PBD（Stand-off Ubiquitous Power/Energy Replenishment – Power Beaming Demonstration）に選定しました。プロジェクトは、レーザービームを通じて飛行中の電動無人航空機システムを再充電する実現可能性を証明することを目的としています。これにより着陸して再燃料補給する必要がなくなり、より長い飛行時間が可能になります。

Silent Falcon UAS Technologies

同社はRF通信、センサー、太陽光発電、バッテリー、航空設計、複合材料の先進技術を統合しています。Silent Falcon無人航空機システムは、防衛・セキュリティISRアプリケーションに必要なデータを取得、保存、送信する高度センサーを搭載した長距離・長持久航空プラットフォームです。

彼らが開発したSilent Falconはオープンインターフェース、柔軟なシステムで、テレメトリ、処理、分析、データ取得、活用、普及の進歩と容易に統合できます。

軍事、商業、公共安全を含む幅広いアプリケーションへのSilent Falcon展開を拡大し続けています。プロジェクトの他パートナーにはSolAero Technologies Corporation、Optonicus LLC、Ascent Solar Technologiesが含まれます。

プロジェクトの主目的は、高強度レーザー電力ビーミングによる小型航空機へのリモート電気再燃料補給を可能にすることです。戦闘員ドローンでは、争奪地域と遠隔地域でのミッション運用時間を増加させます。

さらに、プロジェクトは将来の電力ビーミングアプリケーションの新基準を設定し、無人航空機に統合された技術の能力と汎用性を実証することが期待されています。

出典：Silent Falcon | MTU

レーザー電力ビーミングの利点

電力ビーミングは、エネルギーが最も必要とされる場所に届けるという深刻な問題を解決します。システム実装における主要なトレードオフは：

1. 安全性と電力密度
2. アパーチャサイズと波長。

電力ビーミングの応用 | Credit: LaserMotive

高照度軌道上の伝送衛星で技術を利用することも可能です。衛星は太陽エネルギーを電気エネルギーに変換し、船上バッテリーに蓄えます。必要時に、衛星は蓄えたエネルギーを超低地球軌道や低地球軌道など他軌道に送信できます。また、データリレーとして潜在的に利用可能です。

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米海軍研究所はすでに宇宙類似条件で太陽光-マイクロ波変換器をテスト済み。これまでで最も効率的で最高比出力のサンドイッチ変換システムは5.8 Watt/kg（前記録の4倍）。