誰有無人機充電的新思路？無線？激光？還是。。。

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伴隨著全球無人機產業的發展，無人機在越來越多的領域中被應用，越來越智能化的無人機將成為市場的主導力量。但以目前狀況而言，兩大短板束縛著電動無人機的發展，即：載重與續航時間。今天我們來看看目前無人機鄰域解決續航問題的三個方向？

不 用 電，改 用 油

電池的技術短時間突破不了，那就用汽油，做油動多旋翼。目前市面上已經有油動多旋翼的產品，主要有純油動多旋翼、油電混合多旋翼。目前比較被看好的是油動多旋翼，多家企業已經有了自己的第一代油動多旋翼，並且開始向市場推廣。

油動多旋翼也分兩種

1油動直驅多旋翼

直驅油動多旋翼最大的優點便是結構簡單，成本低廉。其工作原理是：通過控制其發動機油門的大小來改變其轉速的大小，進而達到俯仰、橫滾、偏轉。但其缺點也是顯而易見的，就是抗風性很差。

2油動變距多旋翼

變距油動多旋翼相對於直驅油動多旋翼而言，結構比較複雜，成本較高。其工作原理是：改變槳距角的大小來改變升力，進而達到俯仰、橫滾、偏轉。其顯著優點是：抗風性強。

總 結

油動多旋翼是改變供能的方式來達到長航時。但是油動相比於電動也會帶來新的問題，比如發動機壽命、二次污染、震動、下旋風過大等。

無 線 充 電

當前無線充電的情形

目前國外研究無線充電的公司有許多。Solace Power和波音公司合作開發並驗證了一項新的無線充電技術，可以實現小型無人機的「空中加油」。該技術稱為諧振電容耦合（RC2），利用充電板上方產生的電場，進行電能的無線傳輸。

美國高通公司投資的德國無人機充電設備製造廠商Skysense公司，其主營產品正是無人機無線充電平板裝置。不僅國外是一派風生水起的新局面，國內也不例外。2015年9月，國內無線供電技術公司中惠創智宣布要正式開展無人機無線供電項目。

幾種無線充電的方式

從具體的技術原理及解決方案來說，目前無線充電技術主要有電磁感應式、磁共振式、無線電波式、電場耦合式四種基本方式。這幾種技術分別適用於近程、中短程與遠程電力傳送。

無線充電各種原理方案的比較

1電磁感應式無線充電

當前最成熟、最普遍的是電磁感應式。其根本原理是利用電磁感應原理，類似於變壓器，在發送端和接收端各有一個線圈，初級線圈上通一定頻率的交流電，由於電磁感應在次級線圈中產生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端。

電磁感應式無線充電原理：Intel 演示無線供電驅動一枚60W電燈泡，效率高達75%

2磁共振式無線充電

磁共振式也稱為近場諧振式，由能量發送裝置，和能量接收裝置組成，當兩個裝置調整到相同頻率，或者說在一個特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量，其原理與聲音的共振原理相同，排列在磁場中的相同振動頻率的線圈，可從一個向另一個供電。技術難點是小型化和高效率化，被認為是將來最有希望廣泛應用於電動汽車無線充電的一種方式。

3無線電波充電

基本原理類似於早期使用的礦石收音機，主要有微波發射裝置和微波接收裝置組成。典型的是20世紀60年代布朗（William C. Brown）的微波輸電系統。整個傳輸系統包括微波源、發射天線、接收天線3部分;微波源內有磁控管，能控制源在2. 45 GHz頻段輸出一定的功率;發射天線是64個縫隙的天線陣，接收天線擁有25%的收集和轉換效率。日本龍谷大學的移動式無線充電系統，也是通過頻率為2.45GHz 的微波送電，點亮了行駛中的模型警車的警燈。

4電場耦合式充電

電場耦合式利用通過沿垂直方向耦合的兩組非對稱偶極子而產生的感應電場來傳輸電能，其基本原理是通過電場將電能從發送端轉移到接收端。這種方式主要是村田製作所採用，具有抗水平錯位能力較強的特點。

小 結

一般來說，磁場共振方式和電磁波送電方式這兩種方式都是遠距離可以充電，這兩種技術將來是最有可能應用在無人機充電。

磁場共振方式，則是現在最被看好、被認為是將來最有希望用於無人機充電的一種方式；磁場共振式供電，目前技術上的難點是，小型、高效率化比較難。現在的技術能力大約是直徑半米的線圈，能在1m左右的距離提供60w的電力。

電磁波送電方式，現在則提出了利用這種技術的「太空太陽能發電技術」，可以從根本上解決電力問題。設計最難的部分在於安全。因為無線充電系統與電磁爐一樣會發射電磁波能量，有兩大問題：

一是長期發射，長時間下會造成能源浪費。

二是當充電系統上放的金屬異物，電磁波對其加熱，輕則燒毀裝置，重則發生火災。所以需要有「受電端目標物辨識」，當正確的目標放置時才送電。

偵測裝置的方法比如：

（1）磁力激活：受電端裝磁鐵，發射端感受到磁力才發送能量。這種方法簡單有效。

（2）感應線圈上的資料傳送，也是認為最安全的方法，與RFID原理一樣，電力傳送中識別碼一起傳送和驗證。但解決系統雜訊和負載電流變化的干擾是難題。

激 光 充 電

簡 介

續航時間短是無人機的主要缺點之一。 為了提高其續航時間,各國的學者們已經開展了大量研究工作。 洛克希德·馬丁公司和激光動力公司的研究結果表明, 技術可以極大地提高其續航能力。他們利用全新的激光充電系統,令 Stalker無人機在空中連續飛行了48小時,增加無人機續航時間2400%。

他們認為,這種激光充電系統甚至可以讓無人偵察機進行不間斷飛行,一直留在天空中。這種小型無人機2006年即已被特種部隊用於收集情報、監視以及偵查任務。

系統組成及工作原理

電源系統作為能量源,為激光器供電,將電能轉化為激光能量；製冷系統的協同作用能夠保證更高的能量轉化效率。 激光能量經過跟瞄系統之後, 準確傳輸到光伏陣列上；光伏陣列將激光能量轉化為電能,為電池充電,從而為發動機提供能量或者完成其它任務。

總 結

不管是現在把電動換為油動，還是無線或激光充電，都是要解決無人機續航時間的問題，相信不久的將來隨著電池及電池充電的問題被突破，無人機的應用將越來越廣泛。

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