Дроны застряли в тупике. Они летают немного, а затем садятся. Время автономной работы остается жестким ограничителем того, чего действительно могут достичь беспилотные летательные аппараты. Однако группа китайских исследователей тестирует радикальное решение: зарядку дронов в полете с помощью мощных лазеров.
Результаты? Реальные. Практичные. И удивительно эффективные.
Лазерный элемент, который действительно работает на летящем дроне
Это не просто еще одна лабораторная диковинка о солнечных материалах. Исследование, опубликованное 29 июля в журнале Matter & Light, преодолевает разрыв между физикой и летной инженерией. В команду вошли исследователи из Университета Цинхуа и Гражданского авиационного университета Китая.
Они закрепили специальный приемник на нижней части крыла дрона. Представьте себе солнечную панель, но настроенную специально на лазерный свет. Попадая на нее, луч преобразуется в электричество. Это электричество вращает пропеллеры. Дрон остается в воздухе.
«Приемник представляет собой так называемый тандемный прибор PLC-TE (перовскитная лазерная ячейка-термоэлектрический элемент),» — пояснили авторы. Перовскитные материалы захватывают более широкий спектр света, чем традиционный кремний. Они многообещающи, но превратить этот потенциал в оборудование, готовое к полетам, стало настоящей задачей.
Под воздействием зеленого лазерного луча устройство преобразовало 38,49% света в электричество. Для сравнения: зафиксированный Министерством энергетики США пиковый показатель для тандемных перовскит-кремниевых элементов составляет 34%. Китайский прототип превзошел существующие стандарты.
Но есть нюанс.
Проблема перегрева, которую невозможно игнорировать
Лазерная мощность имеет свои тепловые последствия. Дрон перегревался.
«Когда мы тестировали устройство под лазером высокой мощности, тепловизор показывал температуру от 80 до 90 градусов Цельсия,» — сказал старший автор исследования Цзяньхуа Хань. Это 176–194 градуса по Фаренгейту. Гораздо слишком горячо для чувствительной электроники и явно неприемлемо для безопасности полетов.
Решение заключалось не только в лучших материалах, но и в инженерии.
Команда внедрила нанокристаллы из селенида сурьмы в конструкцию PLC-TE. Эти кристаллы действуют как тепловой барьер. Они удерживают тепло и предотвращают повреждение устройства или снижение его эффективности.
Дополнительный бонус? Поток воздуха от вращающихся пропеллеров помогал охлаждать нижнюю часть приемника. Просто. Эффективно. Естественная конвекция выполняла тяжелую работу вместе с передовыми нанотехнологиями.
«Предыдущие исследования в основном фокусировались на материалах… Мы хотели мыслить за пределами лаборатории… Это не просто задача материаловедения. Это инженерная задача.» — Цзяньхуа Хань
Почему бесконечный полет важен (и куда все движется)
Представьте себе дрон, осматривающий лесной пожар. Или контролирующий зону бедствия. Ему не нужно приземляться. Ему не нужна замена батареи. Он просто продолжает лететь, получая энергию от лазера снизу.
Разведка. Логистика. Ликвидация последствий стихийных бедствий. Это сектора, которым остро необходима большая автономность.
Но реальное применение требует большего, чем просто эффективность. Системе необходима навигация в реальном времени. Точное наведение. Лазер должен попадать в движущуюся цель в небе с пинпоинтовой точностью, прежде чем эта технология покинет тестовый полигон.
Следующий этап — испытания на улице с реальными, легкими дронами. Военный интерес уже высок. Беспроводная передача энергии дает стратегическое преимущество. Если дрон может находиться в воздухе бесконечно, его оперативный радиус действия значительно расширяется.
Более широкий контекст лазерной передачи энергии
США тоже играют в свою игру. Программа DARPA Persistent Optical Wireless Energy Relay (Персистирующая оптическая беспроводная энергетическая ретрансляция) недавно передала 800 Вт на расстояние 5,3 мили в июне 2025 года. Частные компании, такие как PowerLight Technologies, обещают доставку энергии мощностью в киловатты для дронов на высоте 5000 футов.
Учитите текущие ограничения. Дрон RQ-11 Raven, незаменимый инструмент для разведки с ручной запуском, работает максимум 60–90 минут. После этого он отправляется на землю. Лазерная зарядка полностью меняет эту математику.
Это не магия. Это физика, инженерия и серьезное управление теплом. Технология существует. Препятствия носят логистический, а не теоретический характер. Мы ближе, чем вы думаете, к дронам, у которых просто не заканчивается заряд.
Небо больше не является пределом. Это просто еще одна трасса.
