日本 NTT 本周五發(fā)布公告,宣布成功研發(fā)出了即使無(wú)人機(jī)遭到雷擊也能確保不會(huì)失靈的防雷技術(shù)及“基于電場(chǎng)波動(dòng)的雷電誘導(dǎo)技術(shù)”,在此基礎(chǔ)上開發(fā)出全球首個(gè)無(wú)人機(jī)閃電誘導(dǎo)系統(tǒng),并于 2024 年 12 月 13 日完成全球首次實(shí)地驗(yàn)證。
據(jù)介紹,該系統(tǒng)通過(guò)部署無(wú)人機(jī)網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)觸發(fā)閃電,從而降低城市及基礎(chǔ)設(shè)施遭雷擊的損失。據(jù) NTT 統(tǒng)計(jì),日本每年因雷擊造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá) 1000-2000 億日元(IT之家注:現(xiàn)匯率約合 51.33 - 102.67 億元人民幣)。
2024 年 12 月至 2025 年 1 月期間,NTT 研究人員在島根縣濱田市海拔 900 米的山區(qū)進(jìn)行了無(wú)人機(jī)誘導(dǎo)雷電實(shí)驗(yàn)。
在實(shí)驗(yàn)中,研究人員使用了一種名為“場(chǎng)強(qiáng)計(jì)”的裝置對(duì)地面電場(chǎng)進(jìn)行觀測(cè),并在雷云臨近時(shí)放飛了裝有獨(dú)特防雷籠的無(wú)人機(jī),以誘發(fā)雷電(圖 1)。
2024 年 12 月 13 日,當(dāng)雷雨云逼近、場(chǎng)強(qiáng)計(jì)觀測(cè)到的電場(chǎng)強(qiáng)度持續(xù)增大時(shí),研究人員將一架掛有導(dǎo)線的無(wú)人機(jī)飛到 300 米的高空,并使用地面上的開關(guān)在無(wú)人機(jī)和地面之間導(dǎo)電(圖 2)。
結(jié)果證實(shí),大量電流流過(guò)導(dǎo)線,同時(shí)環(huán)境電場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生了顯著變化(圖 3)。此外,該實(shí)驗(yàn)還證實(shí)就在閃電感應(yīng)之前,導(dǎo)線和地面之間產(chǎn)生了超過(guò) 2000 V 的電壓,無(wú)人機(jī)周圍電場(chǎng)強(qiáng)度的突然變化誘發(fā)了無(wú)人機(jī)上的閃電。這是世界上首次利用無(wú)人機(jī)成功觸發(fā)閃電的嘗試。
在誘發(fā)雷電的同時(shí),研究人員還聽到了“砰”的一聲爆裂聲,同時(shí)絞盤發(fā)出光亮,且無(wú)人機(jī)防雷籠部分融化(圖 4)。實(shí)驗(yàn)證實(shí),裝有防雷籠的無(wú)人機(jī)在引雷后仍保持穩(wěn)定飛行能力。
此外,研究人員還對(duì)裝有防雷籠的無(wú)人機(jī)進(jìn)行了人工閃電試驗(yàn)。結(jié)果表明,它能夠承受 98% 以上的自然雷擊,即使受到 150kA 的電流(相當(dāng)于自然雷擊平均值的 5 倍)也沒(méi)有發(fā)生故障或崩潰。