كيف يعمل نقل الطاقة بالليزر، ولماذا يصعب استخدامه مع الطائرات؟

ينقل بث الطاقة بالليزر الكهرباء إلى ضوء موجه، ويتتبع مستقبلاً بعيداً، ثم يحول الضوء الواصل إلى كهرباء. يتيح تشغيل جهاز بلا كابل، لكن الطائرة تتحرك ويشوه الجو الشعاع وتتضاعف خسائر التحويل، كما يحتاج الشعاع القوي إلى مسار آمن مؤكد.

سلسلة الطاقة

1. تزود الشبكة أو المولد أو البطارية الكهرباء.
2. يحول الليزر الكهرباء إلى ضوء ويولد حرارة.
3. تشكل البصريات الشعاع للمدى.
4. يقدر التتبع موضع الطائرة ويوجه البقعة.
5. يمتص الجو جزءاً ويشتته ويشوهه.
6. تحول الخلية الفوتونات إلى كهرباء.
7. تنظم إلكترونيات القدرة الخرج للمحرك أو البطارية.
8. يزيل التبريد الحرارة المهدرة.

تساوي الكفاءة الكلية تقريباً حاصل ضرب المراحل. فإذا كان الليزر 50% والنقل 80% والمستقبل 40%، يصل نحو 16% فقط إلى الحمل قبل خسائر التنظيم.

لماذا يهم الطول الموجي؟

تضبط الخلية لطاقة فوتون قرب فجوة شبه الموصل، وقد تحول طيف الليزر الضيق بكفاءة أعلى من ضوء الشمس. لكن امتصاص الجو يعتمد على الطول أيضاً، فلا يصبح أفضل مستقبل مختبري أفضل نظام خارجي إذا أضعفه الضباب أو الدخان أو بخار الماء أو متطلبات سلامة العين.

تتبع طائرة متحركة

يبدو المستقبل الصغير عند بعد كبير زاوية ضئيلة. تنقل الاهتزازات والرياح والميل والتأخير وخطأ الموقع البقعة بعيداً. يستخدم النظام منارة أو صورة، وتوجيهاً أولياً، ومرآة دقيقة، وتحكماً تنبؤياً. ويجب أن يميز الهدف المصرح ويقطع فور فقد الثقة.

التشغيل أم الشحن؟

قد يدعم الشعاع الدفع مباشرة أو يشحن البطارية. يقلل الدعم التفريغ لكنه يتحمل الانقطاع، ويخزن الشحن التغير مع خسائر إضافية. يجب أن تحتفظ الطائرة بطاقة لفقد الشعاع والتحويل والهبوط.

ماذا تثبت تجربة المختبر؟

بنت دراسة في 2026 مستقبلاً على جناح يجمع خلية ضوئية واستعادة حرارية، وبلغت كفاءة تحويل الليزر الأخضر 38.49% وشغلت مروحة نموذج ثابت. يوضح تقرير نيو تقنية أن الطائرة لم تحلق.

تثبت النتيجة التحويل والحمل في هندسة مخبرية، لا التتبع البعيد أو السلامة الجوية أو الحمولة المفيدة بعد كتلة المستقبل والتبريد أو العمل في الطقس.

كيف نقيم ادعاء الطيران؟

• المدى الأفقي والمائل؛
• قدرة المرسل وفتحته؛
• الطاقة الواصلة إلى المستقبل والمحرك؛
• حجم البقعة وخطأ التتبع والانقطاع؛
• سرعة الطائرة ومناورتها وارتفاعها وزاويتها؛
• كتلة المستقبل والتبريد والتحكم؛
• الرؤية والطقس؛
• زمن قطع السلامة والمنطقة المضبوطة؛
• المقارنة ببطارية أكبر أو مصدر آخر.

أين قد يفيد؟

تشمل المجالات طائرة تحوم فوق موقع مضبوط ومنصة عالية الارتفاع وحساساً بعيداً أو فضاء أو طوارئ حيث يتقدم التحمل على الكفاءة. تجعل المسارات الثابتة والمجال المقيد السلامة أسهل، بينما تواجه طائرات المدن قيوداً أشد.

النموذج الذهني

تخيل الشعاع سلك تمديد غير مرئي. يحتاج إلى مقبس يبقى مصطفاً، ويفقد الطاقة، ويتوقف في بعض الطقس، ويُفصل فور عبور جسم. الرابط البصري كله هو النظام، لا رقم المستقبل.