【產業趨勢】無人機不用降落也能充電?美國雷射無線供電技術完成實機驗證

無論是空拍、巡檢、物流配送,還是災害救援,電池續航能力一直是電動無人機需要面對的重要限制。

即使無人機已經具備自主導航、AI 影像辨識及自動化任務執行能力,當電池電量不足時,仍然需要返回地面充電或更換電池。對需要長時間監測的任務而言,每一次返航,都可能造成作業中斷。

但如果無人機不需要降落,而是能夠在飛行過程中直接補充電力,是否就能延長任務時間,甚至改變現有的飛行作業方式?

美國科技公司 PowerLight Technologies 正在推進一項名為 Aerial ReCharge(ARC) 的雷射無線供電技術,利用地面發射設備將能量傳送至飛行中的無人機,再透過機載接收器轉換成可使用的電力。

這項技術已於 2026 年 4 月 完成實際飛行供電測試,並在 10 月 6 日至 7 日 進行進一步的公開展示。10 月 8 日,PowerLight 宣布獲得美國國防部門追加研發支持,持續推動系統朝向實際部署發展。

雖然距離真正實現長時間不中斷的空中作業,仍有許多技術與安全問題需要解決,但這次的進展,已讓無人機除了增加電池容量之外,出現另一種延長續航的技術方向。

POWERLIGHT TECHNOLOGIES · AERIAL RECHARGE
讓能源直接傳送到飛行中的無人機
雷射無線供電 自動追蹤 機載光電轉換 長時間飛行

01 / 無人機一定要降落,才能補充電力嗎?

目前常見的電動無人機,主要依靠機載電池提供飛行所需的能源。

當無人機執行巡檢或監測任務時,除了馬達需要持續消耗電力,攝影機、飛控系統、通訊設備及其他感測器,同樣需要能源才能正常運作。

如果希望延長飛行時間,通常會從增加電池容量、改善機體效率,或導入自動化電池更換與充電站等方向著手。

但這些方式仍有各自的限制。

增加電池容量可能提高機體重量,進而增加飛行耗電;自動化充電站雖然能減少人工操作,無人機仍須返回指定地點降落,才能進行充電。

對需要持續觀察同一區域的任務而言,這也意味著必須安排其他無人機接替,或接受短暫的監測空窗。

PowerLight 開發的 ARC 系統,嘗試從另一個角度解決這個問題:

不再要求無人機返回地面取得能源,而是讓能源直接傳送至飛行中的無人機。

02 / 雷射如何替飛行中的無人機充電?

ARC 採用的是 Laser Power Beaming(雷射能量傳輸) 技術。

這項技術與一般手機使用的無線充電方式不同。

常見的手機無線充電主要利用電磁感應,在短距離內傳送能量;ARC 則透過雷射光束,將能量傳送至較遠距離的接收設備。

整套系統主要由三個部分組成:

HOW LASER POWER BEAMING WORKS
ARC 雷射無線供電的三個核心環節
01
地面雷射發射器

將電能轉換成雷射光束,朝指定的無人機傳送能量。

02
自動追蹤與控制系統

持續掌握無人機的位置及飛行動態,調整光束方向,讓能量能夠準確傳送。

03
機載光電接收器

接收雷射能量,再轉換成電力,供應無人機電池或機載設備使用。

簡單來說,就像在地面與無人機之間建立一條看不見的電力傳輸線。

但真正困難的地方,是無人機並不會固定停留在同一個位置。

飛行器持續移動時,地面系統必須即時調整雷射光束的指向與聚焦位置,才能維持穩定的能量傳輸。

同時,也需要確保光束不會偏離預定的接收設備,避免對周圍環境、其他航空器或人員造成安全風險。

因此,ARC 的核心不只是雷射供電本身,更包含 精密追蹤、即時光束控制、機載能源轉換及安全管理 等技術的整合。

03 / 2026年4月完成實機測試,飛行高度達1,524公尺

PowerLight 與美國無人機製造商 Kraus Hamdani Aerospace(KHA) 合作,將 ARC 接收設備整合至 K1000ULE 長航時固定翼無人機。

2026 年 4 月,雙方在美國南卡羅來納州 Shaw 空軍基地的 Poinsett Electronic Combat Range,完成一系列實際飛行供電測試。

根據 PowerLight 於 4 月 20 日 公布的成果,以及後續專業媒體報導,這次測試已展示從目標搜尋、精密追蹤、雷射能量傳輸,到安全管理的完整運作流程。

測試中,地面發射系統能夠持續追蹤飛行中的 K1000ULE,並在無人機移動時即時調整雷射光束,將電力傳送至機載接收設備。

其中幾項值得注意的實測資訊包括:

APRIL 2026 · FLIGHT TEST
2026 年 4 月實機測試重點
1 kW
接近千瓦級
無線能量傳輸
1,524 m
最高飛行高度
約 5,000 英尺
數小時
飛行測試
含無線供電展示
測試項目 已公布成果
測試機型 KHA K1000ULE 固定翼無人機
測試地點 美國南卡羅來納州 Poinsett 測試場
測試成果公布 2026 年 4 月 20 日
雷射供電能力 接近 1 kW 的千瓦級能量傳輸
測試飛行高度 最高約 5,000 英尺(1,524 公尺)
飛行測試 展示持續數小時的飛行與無線供電
系統功能 自動追蹤、即時光束調整、能量傳輸及安全管理

這次測試特別之處,在於使用的並非固定於測試台上的接收器,也不是只能在低高度懸停的小型無人機,而是一架持續執行飛行任務的固定翼機型。

地面系統必須配合無人機的飛行軌跡持續調整,才能維持能量傳輸。

1,524 公尺是測試時的飛行高度,不能直接解讀為無人機與發射器之間始終維持相同距離。

而接近 1 kW 的供電成果,也不能直接視為無人機在所有飛行條件下,都能持續取得相同功率。

不過,這次測試已證明,雷射無線供電不再只是地面實驗設備的技術展示,而是能夠實際整合至飛行中的無人機系統。

OFFICIAL DEMONSTRATION VIDEO
▶ PowerLight 雷射無線供電實際展示

影片來源: PowerLight Technologies 官方 YouTube 頻道

04 / 10月持續展示,進一步朝實際部署發展

完成 4 月的飛行測試後,PowerLight 並未停止這項技術的開發。

2026 年 10 月 6 日至 7 日, 公司再次於南卡羅來納州 Poinsett Electronic Combat Range 舉辦無人機空中無線供電展示,向相關單位介紹系統的實際運作能力。

隨後在 10 月 8 日, PowerLight 宣布獲得美國國防部門 Operational Energy – Innovation(OE-I)單位的後續研發支持。

這次追加支持的重點,是推動 ARC 從已完成飛行驗證的系統,逐步發展成適合實際部署的設備。

PowerLight 表示,後續研發將持續配合美國空軍相關單位,在 Shaw 空軍基地進行測試、作業流程規劃與資料蒐集。

10 月 14 日,科技媒體 TechRadar 也針對這項進展進行報導,介紹 ARC 的自動追蹤能力,以及未來應用於不同型態無人機的可能性。

TECHNOLOGY DEVELOPMENT · 2026
ARC 近期研發進展
04 / 20
公布 K1000ULE 實際飛行供電測試成果
10 / 06-07
Poinsett 測試場無線供電公開展示
10 / 08
宣布獲得後續研發支持
10 / 14
TechRadar 報導 ARC 最新研發進展

這次進展值得注意的地方,不是重新宣布雷射可以為無人機供電,而是 在完成實機驗證後,開始進一步處理設備部署、現場操作與系統整合等問題。

對任何新技術而言,從測試成功到能夠長期投入實際工作,中間仍有一段需要驗證的過程。

05 / 800W峰值輸出,代表無人機可以一直飛嗎?

PowerLight 在 ARC 官方展示資料中,進一步公布了系統的部分設計規格。

其中,機載接收端的電力輸出規格為:

ARC · PUBLISHED SYSTEM SPECIFICATIONS
ARC 官方公布的系統規格
800 W
最高輸出功率
機載接收端
600 W
平均連續輸出
官方規格
600–1,600 m
規劃充電盤旋距離
系統設計範圍

供電方式: 地面發射器自動追蹤,配合機載接收器進行能量轉換。

這些數據屬於官方公布的系統規格,不能直接視為每次飛行測試均已達成的結果。

尤其需要區分的是,雷射發射端的輸出功率、傳送至接收器的光學功率,以及最後能夠提供無人機使用的電力,並不是完全相同的數字。

能量在傳送與轉換過程中會產生損失,因此系統效率也是重要的技術評估項目。

另一方面,接收端所提供的電力是否足夠維持飛行,還取決於無人機本身的耗電需求。

如果無人機在特定飛行狀態下所需的電力低於外部供電能力,便有機會在維持飛行的同時補充電池電量。

但若飛行器因爬升、逆風或其他負載需求而增加耗電量,外部電力也未必足以完全抵銷消耗。

技術成果與未來目標的差異

完成飛行中的無線供電,不等於已經實現可以永遠不降落的無限續航。

目前比較準確的說法,是這項技術已證明無人機能夠在飛行過程中取得外部電力,未來有機會降低返航充電的頻率,進一步延長單次任務時間。

06 / 真正應用前,還有哪些限制需要克服?

雖然 ARC 已完成實機飛行供電驗證,但若希望進一步導入不同的工作環境,仍須面對多項技術挑戰。

01 天候與大氣環境

雷射光束在大氣中傳播時,可能受到霧、雨、雲層、煙塵及空氣擾動等因素影響。

當光束受到遮蔽或傳輸效率降低,接收端能夠取得的電力便可能減少。

因此,如何在不同氣象條件下維持穩定供電,是系統實際部署前需要驗證的重要項目。

02 光束追蹤與飛行範圍

即使地面系統具備自動追蹤能力,無人機仍必須在適合的距離與空間條件下,才能持續接收能量。

如果飛行器移動至建築物、山體或其他障礙物後方,光束傳輸便可能受到阻擋。

這也代表未來可能需要規劃適當的供電站點,或透過多個發射設備擴大服務區域。

03 雷射安全與空域管理

雷射無線供電需要高度精準的光束控制與安全機制。

PowerLight 表示,ARC 具備自動化、多層次的安全管理功能,並依循相關雷射安全標準設計。

不過,符合系統設計要求,不代表可以不受限制地在任何空域使用。

實際部署仍須考量人員安全、其他航空器活動、設備故障應變,以及當地的相關飛航與雷射使用規範。

04 整體能源效率與系統成本

除了機載接收器的重量與轉換效率,地面雷射設備本身也需要供電、散熱及維護。

因此,未來若要進一步商業化,還必須評估整套系統是否能在實際任務中,提供足夠的續航效益。

07 / 如果無人機不必頻繁返航,能改變哪些應用?

無線供電技術的應用潛力,並不侷限於特定的軍事任務。

對需要長時間飛行的民間應用而言,同樣具有值得研究的方向。

例如在 基礎設施巡檢 方面,無人機可能需要沿著輸電線路、管線或大型設施持續飛行,取得影像與感測資料。

如果未來能在適當區域部署無線供電設備,就有機會減少部分返航充電需求,提升任務的連續性。

在 環境監測與災害應變 方面,長時間停留空中的無人機,也可能協助持續觀察山區、河川或特定災害現場。

此外,對需要長時間提供訊號覆蓋的 空中通訊中繼平台 而言,若能穩定取得外部電力,也有機會延長通訊服務時間。

POTENTIAL APPLICATIONS
無線供電未來可能延伸的應用
輸電線路巡檢 大型設施監測 環境監測 災害應變 空中通訊中繼

以上為技術成熟後可能延伸的應用方向,並非目前已全面商業化的成果。

不過,這些都屬於技術成熟後可能延伸的應用情境。

目前 PowerLight 已公布的實機驗證,主要仍以 K1000ULE 固定翼無人機為核心,不能直接將其成果套用到所有多旋翼無人機、物流機或巡檢機型。

不同機體的耗電量、飛行方式及能源管理架構,都可能影響雷射無線供電的實際效益。

08 / 從電池續航限制,看見無人機能源技術的新方向

近年無人機技術持續朝向自主化與智慧化發展,飛控系統、AI 影像辨識、感測設備及通訊能力都不斷提升。

但再先進的飛行系統,仍然需要穩定的能源供應,才能長時間執行任務。

PowerLight 的 Aerial ReCharge 技術提供了不同的思考方向。

當無人機能夠在飛行途中取得外部電力,部分任務便有機會從傳統的「起飛、執行任務、返航充電」,逐步轉向更長時間的連續作業模式。

無人機能源技術的新方向

無人機續航能力的突破,不一定只能依靠更大的電池,也可能來自能源供應方式本身的改變。

不過,雷射無線供電目前仍處於持續測試與部署開發階段。

2026 年 4 月的實際飛行供電、10 月的進一步展示,以及後續研發支持,證明這項技術正在逐步向實際應用發展,但尚不能宣稱已全面實現無限制飛行。

未來真正值得關注的,除了能傳送多少電力,更包括系統能否在不同天候、飛行高度與作業環境中,持續、安全且有效率地運作。

當能源補充不再完全依賴地面充電站或電池更換,無人機的任務規劃與作業方式,也可能因此出現新的改變。

相關資訊來源

01|PowerLight Technologies · 2026 年 10 月 8 日
PowerLight Receives Expanded Investment for Laser-Based Wireless Power Beaming ↗

最新官方研發進展,說明 ARC 獲得後續研發支持,以及從飛行測試走向實際部署的規劃。

02|PowerLight Technologies · 2026 年 10 月 6~7 日
PTROL-UAS Demo|Aerial ReCharge 系統實際展示與技術規格 ↗

包含公開展示資訊、800 W 峰值接收端輸出、約 600 W 平均連續輸出及規劃充電距離等資料。

03|PowerLight Technologies · 2026 年 4 月 20 日
PowerLight Achieves Wireless Power Beaming to a UAS in Flight ↗

確認無人機實際飛行供電測試,以及地面發射器、機載接收器與自動追蹤系統的整合成果。

04|GeekWire · 2026 年 4 月 20 日
PowerLight's laser power beaming system keeps a drone in the air for hours during Pentagon test flights ↗

補充實際飛行高度、千瓦級供電測試及 K1000ULE 無人機的相關資訊,附有測試照片。

05|TechRadar · 2026 年 10 月 14 日
US DOW invests in wireless laser self-charging tech to keep autonomous drones airborne almost indefinitely ↗

近期科技媒體報導,介紹 ARC 的研發進展及無線供電技術的可能應用。

06|PowerLight Technologies 官方影片
Powering the Future of Persistent Flight: Power Beaming in Action ↗

PowerLight 官方發布的雷射無線供電技術展示影片。

文章標籤
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發布時間 2026/10/19 09:51:11
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