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28 Mai, 2024

La DARPA a l’intention de recharger sans fil les drones en vol par faisceau d’énergie

La DARPA a l’intention de recharger sans fil les drones en vol par faisceau d’énergie

Ce serait un long chemin à parcourir pour alimenter en énergie le bloc-batterie d’un drone à moteur électrique. Le MQ9-Reaper, qui utilise actuellement un moteur à combustion interne, est un drone électrique.

Le MQ9-Reaper – qui utilise actuellement un moteur à combustion interne – à cette altitude illustre simplement l’exploit que le Dr Ifana Mahbub tente de réaliser grâce à la technologie du power-beamingGeneral Atomics

La DARPA a engagé des fonds supplémentaires pour le transfert d’énergie sans fil en champ lointain – ou power-beaming – afin de recharger sans fil les drones en vol sans qu’ils aient à abandonner leur mission pour recharger ou remplacer les batteries mortes, ce qui pourrait sauver des missions critiques.

Ifana Mahbub, professeure adjointe de génie électrique et informatique à l’université du Texas, avait déjà reçu le Young Faculty Award de la DARPA en 2021, lui accordant 500 000 dollars sur deux ans pour son projet. La bourse offre un financement supplémentaire de 250 000 dollars pour poursuivre le développement de la technologie de power-beaming.

Certains téléphones portables utilisent déjà la technologie sans fil en champ proche pour recharger la batterie en utilisant des ondes électromagnétiques à basse fréquence sur une très courte distance. Cela ressemble à de la magie noire, mais en pratique, ce n’est pas si compliqué. L’unité de chargement est une bobine qui crée un champ électromagnétique et l’extrémité réceptrice – comme la bobine de votre téléphone – capte les ondes électromagnétiques, ce qui crée un courant électrique qui est ensuite envoyé dans la batterie.

Ifana Mahbub et son équipe effectuent des recherches sur la technologie des champs lointains afin d’envoyer des ondes électromagnétiques beaucoup plus loin. Il s’agit en particulier d’éliminer totalement la nécessité pour un drone de retourner à la base pour changer de batterie ou pour être rechargé, ce qui peut faire perdre un temps précieux et des ressources, sans parler du fait que cela peut nuire à la mission en cours. Pourquoi rappeler un drone quand on peut simplement recharger sa batterie pendant qu’il est encore en vol ?

Ifana Mahbub utilise une Millibox pour vérifier les performances de l’antenne en vol.

L’un des principaux obstacles auxquels se heurte Ifana Mahbub consiste à empêcher les faisceaux électromagnétiques de se disperser et de perdre de la puissance sur de grandes distances. Elle a eu l’idée ingénieuse d’utiliser des antennes à réseau phasé, un système d’émetteurs et d’antennes plus petites pour diriger le faisceau électromagnétique le long d’un chemin spécifique. La technologie qu’elle crée utilise la télémétrie d’un drone en temps réel afin de garantir une connexion en visibilité directe pour une charge maximale.

« Le signal peut prendre des directions non souhaitées », explique Mme Mahbub. « Notre objectif est de concevoir la forme d’onde de manière à minimiser la perte de chemin.

Les drones militaires tels que les drones de moyenne altitude et de longue endurance (MALE : Medium Altitude, Long Endurance) sont conçus pour voler jusqu’à 7 620 m, tandis que les drones de haute altitude et de longue endurance (HALE) opèrent souvent à un plafond de 15 240 m. Les drones tactiques volent généralement entre 2 000 pieds (610 m) et 5 000 pieds (1 524 m).

Le drone MQ9-Reaper, qui utilise un turbopropulseur de 950 chevaux-vapeur (712 kW) dans sa configuration actuelle, pourrait à l’avenir être alimenté par une batterie grâce à la technologie de téléportation d’énergie mise au point par le Dr Ifana Mahbub.

Il existe de nombreuses autres applications pour lesquelles cette technologie pourrait être utilisée. Pensez aux voitures électriques qui circulent sur l’autoroute tout en étant chargées. Ifana Mahbub travaille également sur une technologie de recharge sans fil qui pourrait être utilisée à basse fréquence, en toute sécurité, à un niveau approuvé par la FCC, et qui pourrait éventuellement recharger les implants médicaux des personnes.

S’il peut sembler effrayant d’envoyer dans les airs des ondes électromagnétiques suffisamment puissantes pour recharger un petit avion, cela fait déjà de nombreuses années que nous procédons de la même manière. La radiodiffusion, la télédiffusion, les services de téléphonie cellulaire, les radars, le Wi-Fi et même le GPS utilisent des ondes électromagnétiques.

Toutefois, il serait probablement déconseillé de se tenir entre l’émetteur et le drone pendant la recharge.

https://news.utdallas.edu/science-technology/mahbub-darpa-grant-2024