How to recharge the batteries of military drones at altitudes of over 1,500 meters/Como recargar las baterías de drones militares a más de 1.500 metros de altura
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The flight time of drones currently in use depends heavily on their size and design, but in general, commercial multi-rotors fly for 15 to 45 minutes per battery, while professional fixed-wing drones can fly for 1–4 hours. Depending on their use, this isn't a very long time, which is why being able to recharge drones in flight would be very interesting, and that's what the Washington-based startup PowerLight Technologies and other military suppliers are proposing.
La autonomía de los drones que utilizamos en la actualidad depende muchísimo del tamaño y del diseño, pero en general los multi-rotor comerciales vuelan entre 15 y 45 minutos por batería, mientras que los de ala fija profesionales pueden llegar a 1–4 horas. Dependiendo de su uso no se puede decir que esto sea mucho tiempo, es por eso que sería algo muy interesante poder recargar los drones en vuelo y eso es lo que propone la startup ubicada en Washington PowerLight Technologies y otros proveedores militares.
These are laser-based “power beaming” systems designed to send energy from the ground (or from another aircraft) to drones equipped with a special receiver, allowing them to recharge or power their batteries while flying at altitudes of over 5,000 feet (approximately 1,524 m). The goal of this project is to significantly extend the autonomy of surveillance or communications drones, thus reducing the need to return to base to change or recharge batteries.
Se trata de sistemas de “power beaming” por láser, pensados para enviar energía desde el suelo (o desde otro avión) hasta drones equipados con un receptor especial, de modo que puedan recargar o alimentar sus baterías mientras vuelan a más de cinco mil pies de altura (unos 1.524 m). El objetivo de este proyecto es extender de manera muy considerable la autonomía de los drones de vigilancia o comunicaciones, reduciendo así la necesidad de tener que regresar a la base para cambiar o recargar las baterías.
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Transmission from the ground or another aircraft is achieved using a high-power (kilowatt) laser with telescope-type optics to collimate the beam and send it over long distances with minimal divergence. It includes an optical tracking system that locks onto the drone and continuously corrects the beam's direction to keep it focused on the receiver even if the drone moves. The drone carries a module weighing approximately 2.5–3 kg with photodiode arrays that convert the laser light directly into electricity (like a solar panel optimized for that wavelength).
La transmisión dede tierra o desde otro avión se realiza mediante un láser de alta potencia (kilovatios) con óptica tipo telescopio para colimar el haz y enviarlo a grandes distancias con poca divergencia. Incluye un sistema de seguimiento óptico que “bloquea” el dron y corrige continuamente la dirección del haz para mantenerlo sobre el receptor aunque el dron se mueva. El dron lleva un módulo de unos 2,5–3 kg con matrices de fotodiodos que convierten la luz láser directamente en electricidad (como un panel solar optimizado para esa longitud de onda).
Electrical energy is used to charge the battery or directly power the motors and avionics, creating a kind of "wireless power line" between the transmitter and the drone. A control system checks the drone's identity and position, adjusts power, and shuts off the beam if something unauthorized (such as a helicopter or a bird) intervenes, in order to comply with laser safety regulations. Tracking and communication allow for the formation of something similar to a mesh power network: several transmitters can power different drones as needed.
La energía eléctrica se usa para cargar la batería o alimentar directamente los motores y la aviónica, creando una especie de “línea eléctrica inalámbrica” entre el emisor y el dron. Un sistema de control comprueba identidad y posición del dron, ajusta potencia y apaga el haz si se interpone algo no autorizado (por ejemplo, un helicóptero o un pájaro), para cumplir normativas de seguridad láser. El seguimiento y la comunicación permiten formar algo parecido a una red de energía en malla: varios emisores pueden alimentar distintos drones según necesidad.
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Among its potential advantages is the ability to perform almost "unlimited" surveillance missions over an area, without constant drone rotation. This means less battery logistics on the front lines (fewer convoys, fewer electromagnetic signatures from chargers, etc.). It can also power fixed sensors, cameras, or communication repeaters using the same laser emitter. And it's not just for military use; in the civilian sector, it can be used for drones inspecting power lines, pipelines, wind farms, or solar panels.
Entre sus ventajas potenciales está la posibilidad de realizar misiones de vigilancia casi “ilimitadas” sobre una zona, sin rotación constante de drones. Esto implica menos logística de baterías en el frente (menos convoyes, menos firmas electromagnéticas de cargadores, etc.). Posible alimentación también de sensores fijos, cámaras o repetidores de comunicaciones usando el mismo emisor láser. Y no solo tiene usos militares, en el terreno civil puede usarse para Drones de inspección de líneas eléctricas, oleoductos, parques eólicos o paneles solares.
These drones could remain hovering over a critical area for hours, receiving laser power without needing to land to change batteries. For 5G towers or temporary links, a repeater drone powered by laser beaming would allow for rapid coverage deployment in areas where laying a power cable is slow or expensive (construction sites, events, remote areas). In areas affected by earthquakes, floods, or fires, electrical infrastructure is often damaged; a mobile laser system could power search and rescue drones or stationary aerial cameras without requiring heavy generators near the affected area.
Estos podrían permanecer horas sobre una zona crítica recibiendo energía por láser, sin necesidad de aterrizar para cambiar baterías. Para torres 5G o enlaces temporales, un dron repetidor alimentado por “power beaming” permitiría desplegar cobertura rápida en zonas donde tirar un cable de alimentación es lento o caro (obras, eventos, áreas remotas). En zonas afectadas por terremotos, inundaciones o incendios, la infraestructura eléctrica suele estar dañada; un sistema láser móvil podría alimentar drones de búsqueda y rescate o cámaras aéreas estacionarias sin necesidad de grupos electrógenos pesados cerca del foco.
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https://gizmodo.com/these-laser-beams-could-power-military-drones-5000-feet-in-the-air-2000702020
La verdad no podría imaginar que fuera posible la transmisión de energía a través de un láser, es realmente fascinante.
Gracias por compartir este interesante artículo.
Saludos y bendiciones..!