无限远距离无线精确传输能量装置 张卫民 新浪博客

无限远距离无线精确传输能量装置张
卫民新浪博客
22世纪十大科技发明排行榜第八项--UFO科学的预言
无限远距离无线精确传输能量装置
张卫民
第八项：无限远距离无线精确传输能量装置
自然界的雷击现象、闪电现象、电光火球现象，都是远距离无线精确传输
能量的自然现象。

到二十二世纪，无限远距离无线精确传输能量装置将被人类
能工巧匠制造出来，那时，全世界的任何指定地点都可以获得能量供给，孤岛、沙漠中的基地、月球上的太空基地…任何地点，都可以通过无线输电方式获得
电力供给，不但节约了电线、电缆，而且大大降低了线路电损。

本杰明·富兰克林(Benjamin Franklin)(1706.1.17-1790.4.17)是18世纪美国的实业家、科学家、社会活动家、思想家、文学家和外交家。

他是美国历
史上第一位享有国际声誉的科学家和发明家。

为了对电进行探索曾经作过著名的"风筝实验"，在电学上成就显著，为了深入探讨电运动的规律，创造的许多
专用名词如正电、负电、导电体、电池、充电、放电等成为世界通用的词汇。

他借用了数学上正负的概念，第一个科学地用正电,负电概念表示电荷性质。

并提出了电荷不能创生、也不能消灭的思想，后人在此基础上发现了电荷守恒定律。

他最先提出了避雷针的设想，由此而制造的避雷针，避免了雷击灾难，破
除了迷信。

富兰克林注意观察自然现象，研究科学问题.他从实践出发，从事科学实验和观察，在电学上解答了"电为何物"的问题，将不同状态下的电称为"正电"和"负电"，提出了电学中的"一流论"，在大气电学方面揭示了雷电现象的本质，被誉为"第二个普罗米修斯"。

这些电学上划时代的研究成果使他成为蜚声
世界的第一流的科学家.他在光学、热学、声学、数学、海洋学、植物学等方面也有研究，并有新式火炉、避雷针、电轮、三轮钟、双焦距眼镜、自动烤肉机、玻璃乐器、高架取书器、新式路灯等一系列发明创造.因而，他以仅读过两年小
学的学历，被美国的哈佛大学、耶鲁大学，英国的牛津大学、爱丁堡大学、圣
安德鲁大学等六七所大学授予硕士学位或博士学位。

1752年7月的一天，阴云密布，电闪雷鸣，一场暴风雨就要来临了。

富兰
克林和他的儿子威廉一道，带着上面装有一个金属杆的风筝来到一个空旷地带。

富兰克林高举起风筝，他的儿子则拉着风筝线飞跑。

由于风大，风筝很快就被
放上高空。

刹那，雷电交加，大雨倾盆。

富兰克林和他的儿子一道拉着风筝线，父子俩焦急的期待着，此时，刚好一道闪电从风筝上掠过，富兰克林用手靠近
风筝上的铁丝，立即掠过一种恐怖的麻木感。

他抑制不住内心的激动，大声呼喊："威廉，我被电击了！"随后，他又将风筝线上的电引入莱顿瓶中。

回到家
里以后，富兰克林用雷电进行了各种电学实验，证明了天上的雷电与人工摩擦
产生的电具有完全相同的性质。

1753年，俄国著名电学家利赫曼为了验证富兰
克林的实验，不幸被雷电击死，这是做电实验的第一个牺牲者。

迈克尔·法拉第在1831年发现了电磁感应理论，这促成了最早的近距离无线供电技术投入实际应用。

1885年根据这种原理制作的变压器至今仍在使用，
随便拆开一个家用变压器，就可以看到变压器里会有两组导线缠在一个铁芯框
架上，但它们彼此并没有直接相连，完全依靠空气中的电磁感应传输能量。

电磁感应桌面。

虽然电磁感应无线供电技术已经被应用得非常广泛，但是
仍旧有一些演进和发展。

最典型的就是微软亚洲研究院最近几年仍在研发的无
线供电桌面。

这个桌面基于电磁感应原理，供电桌面由很多小线圈组成，构成
了一个供电线圈矩阵，其中每个线圈都有独立的开关控制是否导通。

供电桌面
只对负载设备下面的一小块区域的线圈供电，对其他没有负载的区域将不会发
射电能。

当桌面上没有负载设备时，整个供电线圈矩阵的每个线圈都是被关闭的。

这样不仅增加了系统的效率，而且降低了电磁辐射。

为了应对无线供电的电磁辐射，供电桌面线圈矩阵的下面和设备模块接收
线圈的上面及四周均包裹着磁性材料和金属材料，并在内部形成了封闭式的闭
合磁路，极大地降低了泄漏出来的电磁辐射，并提高了系统效率。

检测负载设
备位置时用的RFID是在超近距离下工作，采用了较微弱的信号。

目前，无线供电桌面原型板长度和宽度均是30cm，系统整体效率约为50%~60%，而整体效率
仍在努力提高中。

电磁感应方式的无线充电存在一个致命的缺陷，就是距离太短。

随着距离
的增加，充电过程中的电能损耗将变得非常大。

其实除了电磁感应外，还有其
他无线的能量载体可以供我们使用，最典型的就是电磁波。

电磁波，俗称无线
电波，它是人们非常熟悉的一个东西。

正是由于它被发现，才奠定了广播、电
视和现代通信技术的基础。

电磁波不仅能传输信号，它也能传输电能，特别是
微波的能量传输能力最强。

微波是指那些频率在300MHz到300KMHz之间的电磁波，它的波长在1m到1mm之间。

因为电磁波的频率越高，能量就越集中，方向性也越强。

因此，使用微波来进行无线能量传递也是一种可行的办法。

通过硅
整流二极管天线将微波转换成电能，转化效率可以高达95%以上。

共振输电。

共振是一种非常高效的传输能量方式。

共振进行的能量传输甚
至可以引起的铁桥坍塌、雪崩等灾害，高音歌唱家唱歌时引发的共振可以震碎
身边的玻璃杯。

这一原理的基本含义就是：两个振动频率相同的物体之间可以
高效传输能量，而对不同振动频率的物体几乎没有影响。

麻省理工大学的小组创新性地设计了共振输电方式。

2007年6月，麻省理
工大学的物理学助理教授马林·索尔贾希克和他的研究团队公开做了一个演示。

他们给一个直径60厘米的线圈通电，点亮了大约2m之外连接在另一个线圈上
的60瓦灯泡。

这项被命名为"WiTricity"的技术就是运用了共振的原理，通过
一个磁共振系统进行电能传输。

普通的电磁感应技术被用于短距离无线电力传输，因为磁场能量会随距离
的增加而迅速衰减，因而在传统的磁感应中，距离只能通过增强磁场强度来增加。

与此不同，Witricity使用匹配的谐振天线，可使磁耦合在几英尺的距离
内发生，而不需要增强磁场强度。

在这项技术中，发送端和接收端的线圈被调
校成了一个磁共振系统，通电后能够以10兆赫兹的频率振动。

当发送端产生的振荡磁场频率和接收端的固有频率相同时，接收端就产生共振，从而实现了能
量的传输。

根据共振的特性，能量传输都是在这样一个共振系统内部进行，对
这个共振系统之外的物体不会产生什么影响。

这个原理就像是几个厚度不同的
玻璃杯不会因为同一频率的声音而同时炸碎一样。

共振输电技术的优势在于，当发射端通电时，它并不会向外发射电磁波，
而只是在周围形成一个非辐射的磁场。

这个磁场用来和接收端联络，激发接收
端的共振。

因此在传输能量时的损耗可以做到更小。

它所消耗的电能只有传统
电磁感应供电技术的百万分之一。

而且在远距离电力传输时，这项技术产生的
磁场也更小，强度只和地球磁场强度相似，完全不用担心会产生什么不良影响。

无线充电底座。

在2009年的CES2009上，至少有3家厂商对外展示了其专为移动设备设计的无线充电底座。

这些产品都采用了电磁感应技术。

除了Plam Pre的无线充电器外，还有由Fulton公司推出的iPhone充电器，该充电器采
用仿木质的外形设计，由于并非原厂附件，要使用该设备对iPhone进行充电，需要将iPhone电池更换为专用电池。

而PowerMat公司则推出了针对不同移动
设备的无线充电器，可以对手机、蓝牙耳机、5号电池进行充电。

不过这些设
备都需要安装在专用的底座上才可以进行充电。

无线充电除了摆脱累赘的输电
线路外，另外一个重要作用是在不适宜安装供电线缆的环境下提供能源。

无线充电城市。

日本总务省为推动实现家庭内的电气化产品不用外接电源
即可实现无线电电力供给的家电无线化实用项目，组织召开了有关人员参加的
电波频带分配、电磁辐射安全等研讨会。

为实现2015年无线供电家电进入实用化阶段的目标，总务省将今后重点推进无线供电家电对人体影响的安全性调查
论证。

目前总务省正在组织对三种技术方式：电磁感应、电磁波发射、磁场共
振进行效率性、安全性的比对测试，在确认不存在问题时，进行频率的分配，
从而稳步推动家电产品无线化进入高效安全的实用化阶段。

根据北美电力研讨会发布的论文显示，在2008年9月，他们已经在美国内华达州的雷电实验室成功的将800W电力用无线的方式传输到5米远的距离。

此次试验通过使用更加复杂的间隔线圈方式无线传输了大量的电力，通过该实验
装置所创造的新记录是800W电力，距离五米。

去年，Intel和美国麻省理工学
院联合开发的无线系统，使用磁耦合方式在2米的距离上传输了60W的电力。

现在，这一纪录已经被该实验室打破。

美国试验148公里远距离无线传输电力
新浪科技讯北京时间2009年9月16日消息，据美国宇航局太空网9月15
日报道，一位曾供职美宇航局的科学家利用无线电波，将太阳能在两个夏威夷
岛屿之间传输了92英里(约合148公里)的距离。

他宣称，实验成果证明这一技术可以将太阳能从卫星传回地球。

约翰·曼金斯(JohnC.Mankins)向《探索频道》演示了这项太阳能传输技术。

《探索频道》为这次历时4个月的实验提供了经费，并于美国东部时间9月12
日晚9点播出了实验结果。

曼金斯的构想是将重达1102磅(约合500公斤)的轨道卫星收集的太阳能传输至地面一个大型接收站。

曼金斯曾在美宇航局工作25年之久，长期负责宇航局太空太阳能项目，直至该项目被取消。

今年5月，他成功将20瓦的太阳能在两个岛屿之间传输。

据曼金斯介绍，由于岛上的接收站过于小，只有千分之一的能量被接收到。

这次
实验耗资约100万美元，曼金斯表示，他要是有更多的资金，那么就能造出更
大的太阳能阵列。

按照设计，在实验所用的9个太阳能电池板中，每一个的传输能力达到20
瓦左右，不过为了让美国联邦航空管理局批准这次实验，每个太阳能电池板传
输的能量只能限制在2瓦。

尽管接收站接收的能量极为有限，但曼金斯说，地
面实验证明通过大气层传输太阳能是可行的。

他说："实验并没有获得完全的成功。

但我认为，此次实验表明快速、经济有效地传输太阳能是可能的。

"目前，加拿大科学家计划制造一架借助微波飞行的无人飞机，飞行高度33km，可以在
空中连续飞行几个月。

这可能是世界上第一架可以真正投入使用的远程供电飞机，它本身不携带燃料，而是从地面的微波站中获取能量。

在这架无人机起飞
之后，地面的高功率发射机通过天线将发射机所产生的微波能量汇聚成能量集
中的窄波束，然后将其射向高空飞行的微波飞机。

微波飞机通过将微波转换成
直流电带动飞机的螺旋桨旋转。

没有了燃料的羁绊，这种飞机的有效载荷将会
大大提升。

尼古拉.特斯拉曾经发明无限远距离无线精确传输能量装置--世界无线输电塔
在一百多年前，当爱迪生还在大肆鼓吹并建立他的直流电供电帝国时，他
当年的雇员尼古拉·特斯拉却发明了交流电马达，而且特斯拉认为，交流电更
适于整个城市的供电系统，因此他开始尝试用交流电来营造整个城市的供电体系。

最终尼古拉·特斯拉和他的交流电系统打败了爱迪生，也建立我们现在整
个世界的供电系统。

在交流电上的一战成名，虽然没给特斯拉带来巨大的经济
利益(当初交流电发展窘迫，特斯拉放弃了自己的专利利益)，但是却给他带来
了足够的名气。

让他有能力吸引风险投资商。

搞定了全世界的有线供电问题，
特斯拉又高瞻远瞩地看到电线是如此多余，自1890年起开始构想无线输电的方案，决心设计无线供电系统。

1892到1893年间，特斯拉在英国伦敦的皇家科学院作了著名演讲。

他只
是把真空氖管置于传输器的能量场中，灯泡就奇迹般地被点亮了。

当特斯拉1893年周游列国巡回演讲回到美国的时候，特斯拉开始着迷于无线电通信技术、遥控和无损失长距离的能量无线传输。

他成功地完成了实验，
在科罗拉多直接利用地球电磁场无线传输了能量。

但是这一时期他的工作日记
一直保密没有公开发表，也没有对外公开最重要的科研成果。

不过，这些成功
让他有了建一个无线传输能量和信息的世界系统的想法。

也只有基于不带铁芯
的特斯拉共振器和特斯拉放大器行星尺度的能量传输才可能成功。

特斯拉对激
振器寄予了厚望，这是一种能激发地球的特殊的装置。

借助于这个装置，他在
科罗拉多进行了高能量的电磁放电。

这次放电导致大范围的大气层发光现象，
并使置于实验室数英里外的两百多盏灯达到炽热程度。

对特斯拉来说，这是证
明他无线能量传输(远距离作用)真实性的不可辩驳的证据。

(上图为在莫斯科西北方数百公里处某地的森林中的辐射能量接收器，该设备的电压高达9兆伏，而1兆伏的特斯拉线圈都是极为罕见的设备。

因此，这
很有可能是俄罗斯秘密武器开发项目--定向能武器。

该设备可能是与特斯拉无
线输电塔的配套接收能量装置，可以预防装置附近地区遭受足以造成通古斯大
爆炸的死光武器的攻击。

)
据各方面的作家报导，特斯拉在科罗拉多进行输电试验时，曾经不用电线
成功地点亮了一排共二百个50瓦的白炽灯，这些灯距离他的试验站26英里。

可是在他自己所写的材料里，从来没有提到过这类事，而且也没有别的证据说
明他做成了这一试验。

但特斯拉确实写过，他使用放大发射机发出过一股环绕
地球的电流，这股电流足供点亮二百个以上的白炽灯。

"我还没有实际办到这样一点，就是使用这种新的方法，将具有工业价值的大量电力输送到很远距离之外"，特斯拉返回美国东部之后写道。

"但是，我们
按照与大型设备完全相同的条件试验了好几种样机，结果这种系统的实用性完
全得到了证实，"特斯拉还写道，他还观测到了信号传送到600英里之外的情况。

特斯拉声称，他在科罗拉多斯普林斯作出过电光火球之外的一项发现。

事
情发生在一天深夜，当时他正在操作他的大功率高灵敏度无线电接收机，只有
上了年纪的木匠多泽尔先生留下值班。

突然间，发明家感觉接收机发出奇怪而
有节奏的声音。

对于这种有规律的声音，他怎么也想不出其产生的可能原因。

莫非是别的行星上有生物，他们要和地球通讯?他推测，声音很可能来自金星或火星。

从太空传来有规律的声音这种现象，当时还没有人听到过。

特斯拉又惊又怕，只有端坐不动，耐心倾听。

很快特斯拉就产生了一个强
烈的念头，要回答信号。

他认为一定会有办法。

1900年1月，特斯拉快要离开科罗拉多之前，曾给费城《北美人》杂志的
朱里安·霍桑写信谈到，这些信号给他以启示，说明"邻近行星上有智能生物"，他们在科学上一定比地球人先进得多。

这种推测是哲学博士们所难以接受的。

特斯拉一心想答复这些来自太空的"信息"。

他相信，他率先站在一项重大
的革命性技术的最前沿，因此他立即根据他在科罗拉多所作的试验，申请登记
无线电和输送电力的新专利。

第一步，特斯拉设想建设一座世界无线电中心，要提供我们今天享受到的
各种服务项目--无线电电话网络、同步时间信号、股票市场公报、袖珍接收机、私人通信以及无线电新闻广播等。

特斯拉将这些统称为世界情报传输系统。

"近来整个新闻界兴高采烈地大谈尼古拉·特斯拉，大谈特斯拉关于将来能用电气干什么的预言，"匹兹堡《快信报》(1901年2月23日)从威斯汀豪斯驻
地发出的电讯谈道，"听到他的一些乐观想法，倒如把信号送往火星，大家不由得产生一个看法。

特斯拉先生最好还是少做预言，多讲实效。

""但是，在俄亥
俄南区美国巡回法院新近作出的一项决定中，重新充分肯定，特斯拉绝不是没
有取得过完全和彻底的成就…"
"特斯拉先生满怀热情，对未来充满了丰富的想象力，这自然引起人们的冷嘲热讽。

但是，谁要是闭眼不看特斯拉在电气发明家当中名列前茅，不懂得他
实际取得了何等成就，谁就是对近代电子历史一窍不通。

"
电气工程编辑托马斯·柯默福特·马丁对这一评价给予有力支持，他写道："特斯拉先生一向被认为是个空想家，都说他被那偶然爆发的火球的闪光弄花了眼睛。

但是，他的同行兄弟们越来越心诚悦服地相信，因为他看得远，因此他
最先窥见了在那真实的科学新大陆地平线上映现的霞光…"
特斯拉给威斯汀豪斯写信说，他在科罗拉多进行的试验完全证明，"依照我已经改进完善的机器"建立沟通地球上任何地点的电报通讯，是切实可行的。

特斯拉要在大西洋两侧各安装一套至少300匹马力的发动机和直流发电机，而这
些设备费用很大。

"您当然知道，"特斯拉透露自己的隐衷道，"依我的考虑，建立这样的通讯只不过是第一步。

它是为了开展下一步更为重要的工作做准备，这就是输送电力。

但是，输送电力的工程规模大得多、费用高得多，所以我只好先搞通讯，
以便取得投资人的信任…"他还要求威斯汀豪斯借给他6000美元，以他的英国
专利权税作保证金。

特斯拉还对别人透露过他的世界无线电系统计划，其中包括阿斯托尔和莱思。

阿斯托尔上校涉足这个项目至何种程度，我们不得而知，但是特斯拉从他
那里必定有所收获，因为1913年对阿斯托尔的财产进行清点时，发现他拥有尼古拉·特斯拉公司的500张股票。

不少人读过特斯拉在《世纪》杂志上发表的文章以后，都对他的远见卓识
深为赞赏。

其中有一位人物正中发明家的下怀，这就是J·彼邦特·摩根。

他
们两人相约一起讨论了世界无线电系统问题。

特斯拉这次不象对待威斯汀豪斯，他从心底里不愿深谈技术细节，他觉得没有必要过多介绍技术问题而使这位金
融家分散精力。

他反过来却大谈特谈金钱和能力问题。

特斯拉向摩根介绍了可
以从单独一个台站广播所有波长信道的计划。

在这个领域里，别人的想法都很
有限，他们只看到两点之间的传播，例如船舶和陆岸之间、大洋两岸之间的无
线电传播，而特斯拉谈的却是向全世界广播。

摩根很感兴趣。

会见之后，特斯拉接着在1900年11月26日给摩根写了一封信，直接了当地明确说明他要拿出来的是什么东西。

特斯拉说，他已经在将近700英里范围
内进行过传播，而且可以制成越过大西洋进行电报通信的设备(如果需要的话还能越过太平洋)。

他可以对许多套设备有选择地进行操作，相互之间不会发生干
扰，而且能为通讯绝对保守秘密。

特斯拉还补充说，他已经有了各种各样必需
的专利，随时可以签定协议。

特斯拉没有对摩根提到无线输送电力问题，这并不是因为他放弃了这一打算，而是为了慎重起见。

因为一提到输送电力，很可能使这位银行家收回他现
有的投资。

不管怎么说，要在将来把电力白白送给一文莫名的祖鲁人或俾格米
人(祖鲁人，分布于非洲南部；俾格米人，分布于中非，东南亚和大洋洲一带。

),摩根先生绝不会有那份好心肠。

与摩根的想法相反，特斯拉心里总想着
怎样使得全世界的人们都从他的发明成果中受益。

特斯拉是多么的高尚和伟大啊！特斯拉就是毛泽东所称赞的"一个高尚的人，一个纯粹的人，一个有道德的人，一个脱离了低级趣味的人，一个有益于人民的人。

"
摩根回信说，他同意给特斯拉资助到15万美元。

可是他有言在先，他就到此为止了。

但是摩根提供的只是所需款项的一部分，当时美国正在疯狂的通货
膨胀之中痛苦挣扎，这使得特斯拉的资金一下子就亏损不小。

尽管如此，特斯
拉还是欣喜若狂。

他们两人之间的关系(摩根无疑是深知这种关系的)，立刻就变成了臣仆与
国王之间的那种关系。

摩根俨然是一位"伟大的开明人物"。

特斯拉的工作，"会使您的名字响亮地传扬世界。

您很快就会看到，我不仅深深感激您的崇高行动，而且我能够使您当初的慈善投资生辉，让您这笔投资的价值，比起您当初宽宏
大量，慷慨为怀地交我使用的款项超出一百倍…"
摩根对慈善事业并不感兴趣，读过信后，他便派人给特斯拉送来一份协议
草案，并且要求特斯拉将他各种无线电专利的百分之五十一的权益，签字让与
摩根本人作为贷款保证金。

眼看资金有了着落，特斯拉便着手寻找修建发射机的地皮。

萨福克县土地
公司董事长兼经理詹姆士·D·沃登，在长岛有两千英亩士地，他答应将肖拉姆一地的两百英亩拨给发明家。

这一小块地比较僻静，长满林木，靠近杰明
玛·兰达尔和乔治·赫奇曼两处农场，离布鲁克林65英里。

特斯拉满心欢喜，将这块地命名为"沃登克里弗"，并且已在心中看到它就要变成第一批工业园地
之一。

世界广播站要雇用两千人，职工家属都居住在周围新兴地区。