Лазерно зареждане на дронове и 24 часа полет

Две китайски новини от края на юли атакуват едно и също ограничение — колко дълго един дрон може да остане във въздуха. На 29 юли екип от Civil Aviation University of China публикува в списанието Matter & Light на Cell Press приемник, който превръща 38,49% от попадналия върху него лазерен лъч в електричество. Три дни по-рано, на 26 юли, компанията Yitong UAV System вдигна за първи път във въздуха TP200 — първия китайски цивилен безпилотник от тонажния клас, за който производителят обявява над 24 часа полет с пълен товар.

Лазерът, който зарежда крилото

Идеята за пренос на енергия по лъч не е нова, но досега се спъваше в две неща: ниска ефективност и прегряване. Групата на Jianhua Han предлага двуслойно устройство, наречено PLC-TE (perovskite laser cell–thermoelectric) — тандем от перовскитна клетка и термоелектрически генератор.

Горният перовскитен слой е настроен не за слънчева светлина, а за тесния спектър на конкретен лазер, и при зелен лъч дава споменатите 38,49% — една от най-високите отчетени стойности за този клас приемници. Под него термоелектрическият слой прибира част от топлината, която иначе би била чиста загуба.

Точно тази топлина е трудната част. При високи мощности приемникът се нагрява до 80–90 °C, а перовскитите не понасят добре такива температури. Екипът вгражда нанокристали от Sb₂Se₃ като термична бариера и прокарва въздушни канали в конструкцията, така че въздушният поток от витлото да охлажда студената страна на термоелемента. Ефектът е двоен: приемникът остава в работен режим и разликата в температурите вдига добива на долния слой.

Важно е да се каже какво още не е направено. Демонстрацията е лабораторна и на земя — приемникът е монтиран под крило и захранва малко моделно витло. Няма летящ прототип. Han описва целта така: дроновете, които инспектират гори, наблюдават бедствия или доставят пратки, да не се налага да кацат постоянно за смяна на батерии. Дотам остават поне три проблема — изпитания на реално летящ апарат, оптика, която следи движеща се мишена с достатъчна скорост, и безопасност: лъч с такава мощност е риск за зрението на пилоти и за инфраструктура. Изследването е финансирано от Националната фондация за естествени науки на Китай (съобщение на EurekAlert, DOI: 10.1016/j.matlit.2026.100066).

TP200: 24 часа по стария начин

Докато лазерът е още в лаборатория, TP200 решава задачата с бензин. Апаратът излетя на 26 юли от Янтай в провинция Шандонг, а по данни на Global Times полетът е бил стабилен и контролируем, с изкачване и скорост в рамките на проектните стойности.

Снимка: China Media Group / Global Times

Числата, публикувани от Yitong и събрани от TechNews.bg: корпус 6,05 м, размах на крилото 10 м, сухо тегло около 450 кг и максимална излетна маса 700 кг, от които до 200 кг полезен товар. Обхватът е до 3000 км, а с максимален товар — около 2000 км. Максималната скорост е 225 км/ч, практическият таван 7620 м, а летището може да е разположено на до 4500 м височина. За излитане и кацане стигат 300 м, включително по неасфалтирана настилка, а апаратът е сертифициран за страничен вятър от поне 15 м/с.

Модулната шахта приема оптико-електронни камери, LiDAR — сензорът, който наскоро разкри непозната цивилизация в Амазония — метеорологични прибори, морски радар или просто товарен отсек. Заявените приложения са морско патрулиране, снабдяване на острови, картография, търсене и спасяване, следене на засушаване и горски пожари.

Същественото е друго: TP200 е проектиран от самото начало по изискванията за летателна годност на CAAC — китайския граждански авиационен регулатор. Ограниченията от сертификацията са вкарани в конструкцията, системата за управление на полета и плана за поддръжка, а не добавени накрая. Именно това прави апарата продаваем за държавни поръчки, а не само за отделни специализирани мисии.

Защо двете новини вървят заедно

24 часа във въздуха при 200 кг товар е внушително — за сравнение, Airbus A350-1000ULR прелетя 23 076 км за 24 часа — но TP200 го постига с двигател с вътрешно горене и витло-бутач. Батерийните апарати са далеч от такава издръжливост: рекордът за най-бърз електрически дрон, поставен на 26 юни от Apex Recordhunter на германското подразделение N3XT към Quantum Systems, е 699 км/ч в хоризонтален полет, но такива машини се измерват в минути въздух, не в часове (New Atlas).

Точно тук е мястото на лазерното зареждане. То няма да замени горивото при тонажните апарати, но за леките електрически платформи, които обикалят една и съща отсечка — стълбове, тръбопроводи, периметър — постоянен лъч от земна станция променя сметката. Ако, разбира се, следенето на движеща се цел и безопасността бъдат решени.

Заключение

Двете новини очертават реалната картина: издръжливостта днес се купува с гориво и сертификация, а не с нови физични принципи. TP200 е инженерна работа с ясен пазар, докато PLC-TE приемникът е лабораторен резултат с добро число и дълъг списък от нерешени задачи. Следващият интересен момент ще е първият полетен тест на приемника — дотогава 38,49% остават обещание, а не спецификация.