Ingenieurs hebben een baanbrekend draadloos energiesysteem ontwikkeld dat laserstralen gebruikt om drones in de lucht op te laden, waardoor mogelijk continue vliegmogelijkheden worden ontgrendeld. De technologie, aangevoerd door PowerLight Technologies, combineert een krachtige grondzender met een lichtgewicht ontvanger die op de drone zelf is geïnstalleerd. Dit maakt een duurzame energielevering op kilowattniveau mogelijk – een aanzienlijke sprong voorwaarts ten opzichte van typische laboratoriumlasers die op milliwattschaal werken.
Hoe het systeem werkt
De kerninnovatie ligt in het vermogen van de zender om ‘coöperatieve’ doelen (drones uitgerust met de ontvanger) nauwkeurig te volgen en te vergrendelen. Geavanceerde software en hardware zorgen samen voor een veilige en efficiënte krachtoverdracht, zelfs terwijl de drone in beweging is. PowerLight stelt dat de zender effectief kan werken op hoogtes tot 1.500 meter, ruim binnen het operationele bereik van veel commerciële en militaire drones.
Ter vergelijking: de veelgebruikte Raven RQ-11B drone opereert tussen 46 en 305 meter boven de grond, terwijl grotere modellen hoogtes van meer dan 18.288 meter kunnen bereiken. Dit nieuwe systeem vervangt deze mogelijkheden niet, maar breidt het vlieguithoudingsvermogen dramatisch uit.
Realtime controle en gegevensuitwisseling
Het PowerLight-systeem gaat niet alleen over stroomafgifte; het gaat om geïntegreerde controle. De zender communiceert met de boordelektronica van de drone en wisselt telemetriegegevens in realtime uit. Dankzij deze interoperabiliteit kunnen operators op de grond het batterijniveau monitoren en de krachtoverbrenging dynamisch aanpassen voor optimale efficiëntie.
Volgens Tom Nugent, CTO en mede-oprichter van PowerLight, “bouwen we een intelligent mesh-netwerk voor energienetwerken… Onze zender communiceert met de UAS, volgt de snelheid en vector ervan en levert energie precies daar waar het nodig is.” Het bedrijf heeft de tracking- en krachtoverbrengingsalgoritmen al gevalideerd via succesvolle tests op de grond.
Van zonlicht tot laser: hoe de ontvanger werkt
De op een drone gemonteerde ontvanger weegt slechts 2,7 kilogram en maakt gebruik van een gespecialiseerde fotovoltaïsche laserstroomomzetter. Deze technologie werkt op dezelfde manier als zonnecellen, maar is geoptimaliseerd voor laserlicht met hoge intensiteit in plaats van breedspectrumzonlicht. De ontvanger bevat ook een besturingsmodule die operationele gegevens in realtime terugstuurt naar grondoperatoren en een optische tweerichtingscommunicatieverbinding tot stand brengt.
Militaire toepassingen en toekomstige tests
Het systeem is ontwikkeld met de steun van het Amerikaanse ministerie van Defensie (DoD) en zal worden geïntegreerd in de K1000ULE-drone van Kraus Hamdani Aerospace. Deze langeafstandsdrone met een hoog uithoudingsvermogen is ontworpen voor langdurige missies ter ondersteuning van de Amerikaanse marine en het leger.
Eerder onderzoek, waaronder een demonstratie van het Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), heeft de haalbaarheid van laserkrachtoverdracht over lange afstanden (meer dan 800 watt op 8,5 mijl) al bewezen. Het systeem van PowerLight vertegenwoordigt echter een belangrijke stap in de richting van praktische implementatie op mobiele platforms.
Begin dit jaar staan volledige testvluchten gepland, die de volgende cruciale fase markeren in het valideren van deze revolutionaire technologie.
Dit op laser gebaseerde energiesysteem belooft drone-operaties opnieuw vorm te geven, uitgebreide missies mogelijk te maken en mogelijk de beperkingen te elimineren die worden opgelegd door traditionele batterijbeperkingen. De integratie met bestaande militaire platforms suggereert een duidelijk pad naar toepassingen in de echte wereld op het gebied van inlichtingen, surveillance en verkenning.
