Как работает
Группа ученых под руководством доктора технических наук, профессора Виктора Иванайского и заведующего кафедрой технологии конструкционных материалов и ремонта машин, дважды доктора наук Алексея Ишкова разработала технологию подзарядки БПЛА в воздухе. Никаких проводов и посадок — энергия передается дистанционно.
«Беспилотники работают либо на жидком топливе, либо на аккумуляторах. В аграрной сфере региона используются в основном аккумуляторные БПЛА. В воздухе они могут находиться до 30–40 минут, потом требуют возвращения на землю и подзарядки, что отнимает время, это неудобно», — рассказывает Виктор Иванайский.
Принцип у разработки такой: батарея преобразует тепловую энергию в электрическую. Ключевой элемент — графитовый сердечник. Когда на него воздействуют электромагнитные волны, он нагревается. В сердечник встроены термопары, которые это тепло превращают в ток.
«Графит в батарее нагревается. Тепло поглощающего элемента нагревает спаи термопар, и образуется термоЭДС — электрический ток», — говорит ученый.
Виктор Иванайский объясняет, что они нагревают на зажигалке небольшой прототип с графитовым сердечником — цифры на мультиметре начинают расти. В лаборатории эксперимент повторяют уже с индукционным нагревателем российского производства. Затем включает прибор и подносят батарею — показатели начинают расти еще быстрее.
«В нашем случае нагреватель играет роль зарядного устройства, а графит — основа батареи для оборудования. Мы доказали, что для подзарядки такого аккумулятора его не надо возвращать на землю, это можно сделать в воздухе», — говорит ученый.
Три источника энергии
Батарея может подпитываться от любого тепла. Это не только излучатели, но и любое фоновое тепло.
«Оборудование может получать энергию как от электромагнитных волн, так и от тепловых источников», — объясняет Виктор Иванайский.
Например, дрон способен «зависнуть» над линиями электропередачи или над теплотрассами и трубами промышленных предприятий и пополнить заряд. Ученые добавляют, что заряжать можно и лазером в инфракрасном диапазоне.
«Более того, заряжаться таким образом беспилотник может даже без зарядных устройств — «повисит» над линиями электропередачи или над трубами ТЭЦ или промышленных предприятий, выделяющих тепловую энергию. Так и получит энергию», — говорит Иванайский.
Зарождение идеи
Виктор Иванайский давно занимается изучением высокочастотных электромагнитных волн. В тот момент, когда в его помещении начался ремонт и доступ к оборудованию был ограничен, он вместе с Алексеем Ишковым начал экспериментировать с индукционным нагревателем.
Стали подбирать материал, который не просто нагревается, а передает тепло дальше, преобразуя его в электричество. Стандартные литиевые батарейки для таких задач не годились, а вот простой графит оказался идеальным.
«Я давно занимаюсь изучением высокочастотных электромагнитных волн, — рассказывает Виктор Иванайский. — В помещении, где я работаю, начался ремонт, и у меня не было доступа к своему оборудованию. А у Алексея Ишкова есть индукционный нагреватель, над которым мы и стали проводить опыты».
Что это дает аграриям
Держать заряд такая батарея может до трех суток. В отличие от стандартных литиевых аккумуляторов, ее эффективность не падает на морозе — зимой показатели могут быть даже выше, чем летом.
На свое изобретение ученые АГАУ уже получили патент. Но подчеркивают: это пока технология, а не готовое изделие. Нужны компактные направленные излучатели, а самих графитовых батарей для БПЛА еще нет в серии — требуется наладить их выпуск.
«Может, останется в столе, такое тоже нередко бывает, — говорит Виктор Иванайский. — Никакой обиды нет, мое дело как конструктора — предлагать, а реализовывать уже должны другие, тем более дело это дорогостоящее. Но отмечу, что из всех своих изобретений и разработок есть лишь два-три, которыми я полностью удовлетворен. И нынешнее — одно из них».
