Ingenieure haben ein bahnbrechendes drahtloses Energiesystem entwickelt, das Drohnen mithilfe von Laserstrahlen in der Luft auflädt und so möglicherweise kontinuierliche Flugfähigkeiten ermöglicht. Die von PowerLight Technologies vorangetriebene Technologie kombiniert einen leistungsstarken Bodensender mit einem leichten Empfänger, der an der Drohne selbst installiert ist. Dies ermöglicht eine nachhaltige Energiebereitstellung im Kilowattbereich – ein deutlicher Fortschritt gegenüber typischen Laborlasern, die im Milliwattbereich arbeiten.
Wie das System funktioniert
Die Kerninnovation liegt in der Fähigkeit des Senders, „kooperative“ Ziele (mit dem Empfänger ausgestattete Drohnen) präzise zu verfolgen und anzuvisieren. Fortschrittliche Software und Hardware sorgen gemeinsam für eine sichere und effiziente Energieübertragung, auch während die Drohne in Bewegung ist. PowerLight gibt an, dass der Sender in Höhen von bis zu 5.000 Fuß (1.500 Metern) effektiv arbeiten kann, also innerhalb der Reichweite vieler kommerzieller und militärischer Drohnen.
Zum Vergleich: Die weit verbreitete Raven RQ-11B-Drohne operiert zwischen 46 und 305 Metern über dem Boden, während größere Modelle Höhen von mehr als 18.288 Metern erreichen können. Dieses neue System ersetzt diese Fähigkeiten nicht, verlängert jedoch die Flugdauer erheblich.
Echtzeitsteuerung und Datenaustausch
Beim PowerLight-System geht es nicht nur um die Leistungsabgabe; es geht um integrierte Steuerung. Der Sender kommuniziert mit der Bordavionik der Drohne und tauscht Telemetriedaten in Echtzeit aus. Diese Interoperabilität ermöglicht es den Betreibern vor Ort, den Batteriestand zu überwachen und die Stromübertragung dynamisch anzupassen, um eine optimale Effizienz zu erzielen.
Laut Tom Nugent, CTO und Mitbegründer von PowerLight, „bauen wir ein intelligentes Mesh-Energienetzwerk auf … Unser Sender kommuniziert mit dem UAS, verfolgt dessen Geschwindigkeit und Vektor und liefert Energie genau dorthin, wo sie benötigt wird.“ Das Unternehmen hat die Tracking- und Energieübertragungsalgorithmen bereits durch erfolgreiche bodengestützte Tests validiert.
Vom Sonnenlicht zum Laser: So funktioniert der Empfänger
Der an der Drohne montierte Empfänger wiegt nur 2,7 Kilogramm und verwendet einen speziellen Photovoltaik-Laser-Leistungswandler. Diese Technologie funktioniert ähnlich wie Solarzellen, ist jedoch für hochintensives Laserlicht anstelle von Breitspektrum-Sonnenlicht optimiert. Der Empfänger umfasst außerdem ein Steuermodul, das Echtzeit-Betriebsdaten an die Bodenbetreiber weiterleitet und eine bidirektionale optische Kommunikationsverbindung herstellt.
Militärische Anwendungen und zukünftige Tests
Das System wurde mit Unterstützung des US-Verteidigungsministeriums (DoD) entwickelt und wird in die K1000ULE-Drohne von Kraus Hamdani Aerospace integriert. Diese Drohne mit großer Reichweite und hoher Ausdauer ist für Dauereinsätze zur Unterstützung der US-Marine und -Armee konzipiert.
Frühere Untersuchungen, darunter eine Demonstration der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), haben bereits die Machbarkeit einer Laserleistungsübertragung über große Entfernungen (über 800 Watt bei 5,3 Meilen) bewiesen. Das System von PowerLight stellt jedoch einen bedeutenden Schritt in Richtung praktischer Bereitstellung auf mobilen Plattformen dar.
Vollständige Flugtests sind für Anfang dieses Jahres geplant und markieren die nächste kritische Phase bei der Validierung dieser revolutionären Technologie.
Dieses laserbasierte Energiesystem verspricht, den Drohnenbetrieb neu zu gestalten, längere Missionen zu ermöglichen und möglicherweise die durch herkömmliche Batteriebeschränkungen verursachten Einschränkungen zu beseitigen. Die Integration mit bestehenden militärischen Plattformen weist auf einen klaren Weg hin zu realen Anwendungen in den Bereichen Geheimdienst, Überwachung und Aufklärung hin.
