Electric Sky获得DARPA资助,研发无人机无线充电系统
初创公司Electric Sky宣布,已获得美国国防部高级研究计划局(DARPA)22.5万美元奖励,开始研制首台Whisper Beam发射器,用于为飞行中的无人机提供高度聚焦的无线供电。
Electric Sky将利用DARPA小企业创新研究计划下授予的为期六个月的第一阶段奖金,研究如何调整其无线架构,以用于控制无人机群。
项目第一阶段将制作并测试一套实验台演示系统,该系统将在短距离内工作。预计这些实验将提供数据,用于系统升级,即提高功率和距离。
Electric Sky在西雅图地区和得克萨斯州米德兰设有办公室。其首席执行官为罗伯特·米尔曼(Robert Millman),此前担任杰夫·贝索斯的太空企业蓝色起源(Blue Origin)的总法律顾问。前XCOR Aerospace首席执行官杰夫·格雷森(Jeff Greason)是公司联合创始人、首席技术官兼Whisper Beam系统的发明者。

公司使命是推动创新技术在发电以及各类尺寸飞机和飞行器动力装置领域的应用。
Electric Sky并非唯一专注于无人机无线供能的企业。例如,西雅图的PowerLight Technologies正在研发一种激光系统,既可为无人机供电,也可为5G基站供电。其原理相当简单:地面上有一台强大的激光器,它自动跟踪无人机,照射其机身上的光伏电池。
从电池获得的能量用于为无人机的蓄电池充电以及驱动其电动机。此类系统成本高昂,效率也不高。激光器需要输入的能量比光伏电池随后能够回收的能量高出许多倍。此外,这类系统的工作还受天气条件影响。
另外也有尝试通过定向微波辐射远程为无人机供电,其中一部分能量在机上被接收并转换为电流,为机载蓄电池系统供电。该系统同样存在问题:能量密度过高可能损坏无人机机载电子设备,而密度过低则无法提供充分为电池充电所需的功率。
激光和微波束通常一开始较强,但随着传播距离增加而逐渐减弱。相反,Whisper Beam的传输一开始较弱,但在接收器附近会变得更强。

“Whisper Beam技术是“回音廊”效应的电磁学对应物。在“回音廊”中,房间另一端的一位听者能听到说话者,而其他人,即使站在说话者和听者之间,也听不到。声音太弱,他们无法听见”
“回音廊”效应与声波的传播有关,声波多次发生全内反射,形成所谓的驻波,即回音廊模式。在无线电技术中,类似效应用于制造微波和光学谐振器。
Electric Sky发射器发出的无线电波会自聚焦到接收器上,使无人机在任何天气下都能获得千瓦级的能量。
“这是一个误解,认为远距离输电不可能实现。它从来都不经济。这种新方法降低了地面发射器的成本,也缩小了飞行器机载接收器的尺寸”
他表示,该光束系统可用于任何类型的电动飞机。
“任何类型的电动飞机在飞行中都可以获取能量——电池、氢燃料电池或混合动力。Whisper Beam技术在能耗较高的起飞和爬升阶段尤其有用,使飞行器设计师能够同时满足其他需求,例如延长航程、提高飞行安全性、降低电池峰值负载以及缩短地面维护时间”
受DARPA委托,Electric Sky将研究将这种新型无线架构应用于无人机群控制的可行性。作为DARPA小企业创新研究(SBIR)计划的一部分,这家初创公司将建造并在短距离上测试一个实验室演示平台。这些实验将提供向更高功率和更远距离过渡所需的数据,随后将改造发射器,以便在空中跟踪无人机。
解决无人机飞行中充电问题,将为异构小型无人机群概念的发展打开大量可能性,这种无人机群既能执行民用任务,也能执行军事任务。