Ricarica in volo dei droni: microonde e solare a confronto

L’autonomia di volo è il collo di bottiglia più concreto dei droni, un limite spesso più impattante rispetto alla sensoristica o ai sistemi di navigazione. Per questo, quando si parla di velivoli a lunga permanenza, la domanda reale è una sola: come si gestisce l’energia.

In questa chiave si possono leggere due approcci che arrivano da mondi diversi ma puntano allo stesso obiettivo: aumentare la continuità operativa e ottimizzare la ricarica in volo dei droni.

Si va dalla sperimentazione sulla ricarica via microonde in Cina, fino ai sistemi italiani che lavorano sulla ricarica in volo tramite pannelli solari, come la piattaforma Guardian di Vector Robotics.

 

 

Microonde: trasferimento energetico a distanza in movimento

 

 

In Cina, un team di ricerca dell’Università di Xidian ha completato test di trasferimento energetico wireless basato su microonde per alimentare un drone in attività. L’elemento qualificante non è la tecnologia a microonde in sé, ma la capacità del sistema di operare con sorgente e velivolo entrambi in movimento, condizione che impone requisiti stringenti di tracciamento e puntamento.

La configurazione di prova ha impiegato un’unità mobile installata su un veicolo terrestre, incaricata di proiettare un raggio verso un’antenna montata sotto un drone ad ala fissa. Il risultato riportato è un prolungamento dell’operatività fino a circa 3,1 ore a un’altezza di circa 15 metri, ben oltre i limiti imposti dal pacco batterie del velivolo.

Per mantenere l’allineamento, il sistema integra:

• Posizionamento GPS ad alta precisione
• Tracciamento in tempo reale
• Controlli di volo avanzati

L’obiettivo è far sì che il fascio energetico segua il velivolo anche in presenza di turbolenze o cambi di direzione del mezzo a terra. Nel confronto con i sistemi laser, studiati anche in ambito DARPA, le microonde evidenziano un vantaggio operativo: una maggiore resilienza alle condizioni atmosferiche, con minore sensibilità a nebbia e polveri.

In prospettiva, i ricercatori indicano la possibilità di alimentare più droni simultaneamente, ferma restando la necessità di chiarire limiti di distanza, profili di missione e rigorosi vincoli di sicurezza.

 

Solare: flight-time esteso a bordo e indipendenza logistica

 

 

Un approccio alternativo alla continuità operativa non trasferisce energia dall’esterno, ma la genera e la gestisce direttamente a bordo. Estendendo l’autonomia attraverso pannelli solari integrati nelle ali, si riduce la dipendenza dalla base.

In questa logica si colloca l’italiana Vector Robotics, che propone droni solar-powered pensati per aumentare la durata di missione e ridurre la dipendenza da cicli di atterraggio dedicati alla ricarica o alla sostituzione delle batterie. Con il modello Guardian, l’azienda ha introdotto sul mercato una piattaforma UAS orientata a sorveglianza e monitoraggio, con enfasi sull’efficienza energetica.

La scheda tecnica descrive un flight-time di 16 ore nella configurazione con camera fissa, ottenuto grazie ai pannelli solari che ricaricano le batterie durante il volo. Viene inoltre evidenziata la possibilità di operare offline, senza dipendenza da connessioni internet o cloud, un aspetto rilevante negli scenari in cui la sicurezza dei dati e il controllo locale del sistema sono parte integrante del profilo operativo.

 

Ricarica in volo dei droni: due paradigmi a confronto

 

 

Nel dibattito sull’autonomia dei velivoli senza pilota, microonde e solare vengono spesso presentate come tecnologie rivali. In realtà, si tratta di due architetture energetiche diverse, con ricadute operative e industriali non sovrapponibili.

Da una parte c’è il trasferimento di energia a microonde, il cui potenziale risiede nella ricarica in volo senza interruzione della missione. È un obiettivo ambizioso, che richiede infrastruttura terrestre dedicata, controllo del puntamento, protocolli di sicurezza per il fascio di energia e un quadro normativo coerente. In assenza di questi elementi, l’impiego resta confinato a contesti sperimentali o a spazi aerei rigidamente controllati.

Dall’altra parte si colloca l’opzione solare. In questo caso, l’energia si produce a bordo, semplificando la logistica. Il rovescio della medaglia è progettuale: vincoli su massa e integrazione dei pannelli, oltre alla dipendenza dalle condizioni meteorologiche e dall’esposizione solare.

La domanda per l’industria non è quindi quale tecnologia prevarrà, ma quale architettura risponde meglio alle esigenze sul campo. Persistenza, sicurezza, scalabilità e costi operativi sono le metriche che determinano se una dimostrazione tecnologica può evolvere in una capacità.

 

[Credits: Vector Robotics, Xidian University]

 

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