美國(guó)五角大樓已發(fā)起一項(xiàng)新競(jìng)賽——以蝙蝠和昆蟲為靈感，設(shè)計(jì)激光動(dòng)力無人機(jī)。這型無人跡具備更靈活的飛行性能，但與生物原型不同，在激光充能技術(shù)進(jìn)一步完善后，這些無人機(jī)甚至無需降落，可一直保持留空飛行。

▲加州理工大學(xué)研制的蝙蝠機(jī)器人

“激光充能”技術(shù)更是聽起來像是科幻小說中的新穎設(shè)計(jì)，畢竟提到激光技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用時(shí)，人們會(huì)先和防空、反導(dǎo)及致盲等硬殺傷系統(tǒng)和效能聯(lián)系起來，但實(shí)際上，激光技術(shù)在雷達(dá)探測(cè)、能量傳輸?shù)绕渌矫嬉灿邪l(fā)揮作用。

早在2012年7月，美國(guó)洛克希德-馬丁公司旗下的“臭鼬工廠”與激光動(dòng)力公司就共同研發(fā)了一種利用光纖供電系統(tǒng)，發(fā)射自由電子激光波束進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光能量傳輸?shù)男录夹g(shù)。

▲地基激光充能系統(tǒng)為飛行中的無人機(jī)“激光充能”應(yīng)用示意圖

而且這項(xiàng)新技術(shù)已經(jīng)通過了一系列的測(cè)試，并被驗(yàn)證了可行性。測(cè)試的內(nèi)容包括在風(fēng)洞內(nèi)使用地基激光充能系統(tǒng)，為“潛行者”手?jǐn)S式單兵無人機(jī)充能等。測(cè)試的結(jié)果是成功將該型無人機(jī)的飛行時(shí)間增加到48小時(shí)以上，續(xù)航能力擴(kuò)展了24倍。

▲洛馬“潛行者”無人機(jī)

而“潛行者”無人機(jī)戶外飛行測(cè)試更是表明，激光充能系統(tǒng)可以在晝、夜條件下為“潛行者”無人機(jī)傳輸能量，而且不會(huì)受到強(qiáng)風(fēng)和高溫影響。

▲激光充電型“潛行者”無人機(jī)應(yīng)用示意圖

“潛行者”在測(cè)試期間，安裝了一個(gè)輕型光電接收器和電源管理硬件，接收激光充電的最大有效范圍達(dá)600米。在激光能量傳輸時(shí)，該系統(tǒng)可以將波束跟蹤定位接收器的精度控制在厘米級(jí)，不僅不會(huì)破壞和影響“潛行者”的正常飛行操作， 而且還不影響無人機(jī)進(jìn)行盤旋、爬升等各種機(jī)動(dòng)飛行。光纖激光充能技術(shù)由于光纖本身不會(huì)導(dǎo)電，不用擔(dān)心會(huì)遭受雷擊或短路影響，且在高電壓和強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下不會(huì)出現(xiàn)干擾。

除單兵固定翼無人機(jī)外，在2013年5月，美國(guó)還進(jìn)行了四旋翼無人機(jī)在垂直起降情況下的激光充能試驗(yàn)。這種綽號(hào)“隱形塔”的充能系統(tǒng)，可利用激光在任意條件下為無人機(jī)充電，在地基充能系統(tǒng)能源充足的情況下，可實(shí)現(xiàn)令無人機(jī)不間斷飛行。 

▲四旋翼無人機(jī)進(jìn)行激光充能測(cè)試。

除美國(guó)外，俄羅斯也于2016年10月完成了激光充能試驗(yàn)。據(jù)俄新社報(bào)道，俄“能源”火箭航天公司成功地利用激光充能系統(tǒng)在一小時(shí)內(nèi)，為1.5千米外的手機(jī)充了電。

▲俄羅斯激光充能試驗(yàn)示意圖

從美俄兩國(guó)的試驗(yàn)可看出，激光充能技術(shù)幾乎可以無限地延長(zhǎng)軍用無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間。而這種“充能”就如同加油機(jī)給戰(zhàn)機(jī)空中加油一樣。但是實(shí)際會(huì)比空中加油更為先進(jìn)，因?yàn)榧す獬淠芟到y(tǒng)不僅可以同時(shí)為多架無人機(jī)充能，而且無需要求無人機(jī)必須保持編隊(duì)或固定航線飛行。

▲美軍對(duì)未來激光充能技術(shù)的設(shè)想，既可以通過地基激光充能系統(tǒng)為飛行高度在4572米以下的無人機(jī)充能，也可以通過戰(zhàn)艦搭載的充能系統(tǒng)為在6096米以上高空飛行的監(jiān)視飛艇充能。

此外，激光充能系統(tǒng)不僅能為無人機(jī)補(bǔ)充飛行用的燃料，甚至還可以包括武器，例如定向能武器所需的能源。

目前看來，“激光充能”技術(shù)在未來軍事和航天領(lǐng)域都具有極大的發(fā)展?jié)摿Γ蛟S在不久的將來，過去科幻電影中設(shè)想的無需降落，還能連續(xù)多天作戰(zhàn)的無人機(jī)群會(huì)成為現(xiàn)實(shí)，人們對(duì)此將拭目以待。