پهپاد یک هواپیمای بدون سرنشین است. هواپیماهای بدون سرنشین به طور رسمی بیشتر به عنوان وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAV) یا سیستم های هواپیمای بدون سرنشین شناخته می شوند.
اساساً، پهپاد یک ربات پرنده است که می‌تواند از راه دور کنترل شود یا به طور مستقل با استفاده از برنامه‌های پروازی کنترل شده با نرم افزار در سیستم‌های تعبیه شده خود پرواز کند، که در ارتباط با حسگرهای داخلی و یک سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS) کار می‌کنند.
پهپاد چیست و چه کاربردی دارد؟
پهپادها اغلب با ارتش مرتبط بودند. آنها در ابتدا برای تمرین هدف ضد هوایی، جمع آوری اطلاعات و به عنوان سکوهای تسلیحاتی مورد استفاده قرار می گرفتند. پهپادها در حال حاضر نیز در طیف وسیعی از نقش‌های غیرنظامی از جمله موارد زیر استفاده می‌شوند:
- جستجو و نجات
- نظارت
- نظارت بر ترافیک
- پایش آب و هوا
- آتش نشانی
- استفاده شخصی
- عکاسی مبتنی بر پهپاد
- فیلمبرداری
- کشاورزی
- خدمات حمل ونقل
پهپاد چگونه کار می‌کند؟
پهپادها دو عملکرد اساسی دارند: حالت پرواز و ناوبری
سوخت پهپاد چیست؟
برای پرواز، پهپادها باید منبع انرژی مانند باتری یا سوخت داشته باشند. آنها همچنین دارای روتور، پروانه و یک قاب هستند. قاب یک هواپیمای بدون سرنشین معمولاً از یک ماده کامپوزیت سبک وزن برای کاهش وزن و افزایش قدرت مانور ساخته شده است.
هواپیماهای بدون سرنشین به یک کنترلر نیاز دارند که به اپراتور اجازه می‌دهد از کنترل از راه دور برای پرتاب، هدایت و فرود هواپیما استفاده کند. کنترلرها با استفاده از امواج رادیویی مانند Wi-Fi با پهپاد ارتباط برقرار می‌کنند.
ویژگی‌ها و اجزای متداول پهپاد چیست؟
هواپیماهای بدون سرنشین دارای اجزای زیادی هستند، از جمله:
کنترل‌کننده‌های سرعت الکترونیکی که سرعت و جهت موتور را کنترل می‌کنند.
- کنترلر پرواز
- ماژول GPS
- باتری
- آنتن
- گیرنده
- دوربین‌ها
- حسگرها، از جمله سنسورهای اولتراسونیک و سنسورهای جلوگیری از برخورد
- شتاب سنج برای سنجش سرعت
- ارتفاع سنج برای سنجش ارتفاع
سیستم‌های ناوبری، مانند GPS، معمولاً در دماغه پهپادها قرار می‌گیرند. GPS موجود در یک پهپاد موقعیت دقیق آن را به کنترل کننده اطلاع می‌دهد. یک ارتفاع سنج داخل هواپیما می تواند اطلاعات ارتفاع را به اشتراک بگذارد. ارتفاع سنج همچنین به نگه داشتن پهپاد در یک ارتفاع خاص کمک می کند، اگر کنترل کننده آن را تعیین کند.
پهپادها را می توان به حسگرهایی از جمله سنسورهای اولتراسونیک، لیزری یا لیدار، سنسورهای زمان پرواز، سنسورهای شیمیایی و سنسورهای تثبیت و جهت یابی مجهز کرد. حسگرهای بصری داده های ثابت و ویدئویی را ارائه می دهند. حسگرهای قرمز، سبز و آبی طول موج‌های بصری استاندارد قرمز، سبز و آبی را جمع‌آوری می‌کنند و حسگرهای چند طیفی طول‌موج‌های مرئی و نامرئی مانند مادون قرمز و فرابنفش را جمع‌آوری می‌کنند. شتاب سنج، ژیروسکوپ، مغناطیس سنج، فشارسنج و GPS نیز از ویژگی های رایج پهپادها هستند.
برای مثال، حسگرهای حرارتی کاربردهای نظارتی و امنیتی را ممکن می‌سازند. حسگرهای فراطیفی به شناسایی مواد معدنی و پوشش گیاهی کمک می کنند و برای استفاده در سلامت محصول، کیفیت آب و ترکیب سطح ایده آل هستند.
برخی از پهپادها از حسگرها برای شناسایی موانع و جلوگیری از برخورد استفاده می کنند. در ابتدا، این حسگرها برای شناسایی اشیاء جلوی پهپاد طراحی شده بودند. برخی از پهپادها اکنون تشخیص موانع را در پنج جهت انجام می دهند: جلو، عقب، پایین، بالا و پهلو به پهلو.
برای فرود، پهپادها از سیستم های موقعیت یابی بصری با دوربین های رو به پایین و حسگرهای اولتراسونیک استفاده می کنند. حسگرهای اولتراسونیک تعیین می کنند که پهپاد چقدر به زمین نزدیک است.
انواع پهپاد
پهپادهای شخصی
بسیاری از پهپادهای شخصی برای استفاده مصرف کنندگان در دسترس هستند. آنها به معاملات استاندارد تبدیل شده‌اند و قابلیت‌های فیلمبرداری HD و دوربین عکاسی را ارائه می‌دهند. اپراتورها اغلب مبتدیانی هستند که به دنبال آن هستند که به سادگی آنها را برای تفریح یا مسابقه پرواز دهند. این پهپادها معمولاً 10 پوند یا کمتر وزن دارند. آنها می توانند به اندازه کمتر از یک پوند سبک باشند.
پهپادهای تجاری
پهپادهای قوی تر و توانمندتر نیز برای استفاده در محیط های تجاری در دسترس هستند. Insitu، یک شرکت بوئینگ، ScanEagle، یک پهپاد با طول بال 10 فوت و وزن 35 پوند را ارائه می دهد. اینسیتو همچنین یک هواپیمای 80 پوندی با طول بال های 16 فوتی، Integrator می سازد. پهپادهای Insitu از باند فرودگاه بلند نمی شوند. در عوض از قابلیت های VTOL در لانچرها و سیستم بازیابی شرکت استفاده می کنند. حسگرهای موجود عبارتند از: تصویربرداری الکترواپتیک، تصویرگر مادون قرمز موج میانی، نشانگر مادون قرمز و فاصله یاب لیزری.
پهپادهای نظامی
پهپادهای نظامی برای عملیات های شناسایی یا هدف قراردادن مواضع دشمن مقابل مورد استفاده قرار می گیرند. برخی از آنها انتحاری هستند و برخی نیز با حمل مهمات و بمب، به شدمن حمله می کنند. تقریباً تمام پهپادهای نظامی شبیه هواپیماهای بال ثابت هستند. در نتیجه، طول بال‌های آنها نسبت به اکثر پهپادهای تجاری یا مصرفی بال ثابت بسیار زیاد است. آنها همچنین تمایل دارند از موتورهای بنزینی یا دیزلی استفاده کنند که به آنها امکان می دهد ساعت ها در هوا بمانند. در همین حال، پهپادهای غیرنظامی یا مصرفی اغلب کوادکوپترهایی هستند که با باتری های قابل شارژ داخلی تغذیه می شوند.
تاریخچه پهپادها
تاریخچه هواپیماهای بدون سرنشین به سال 1849 ایتالیا برمی گردد، زمانی که ونیز برای استقلال خود از اتریش می جنگید. سربازان اتریشی با بالون های هوای داغ، پر از هیدروژن یا هلیوم مجهز به بمب به ونیز حمله کردند.
اولین هواپیمای رادیویی بدون خلبان در جنگ جهانی اول مورد استفاده قرار گرفت. در سال 1918، ارتش ایالات متحده هواپیمای آزمایشی Kettering Bug را توسعه داد، یک هواپیمای بدون سرنشین "بمب پرنده" که هرگز در نبرد مورد استفاده قرار نگرفت.
برخی از نقاط عطف اخیر عملیات پهپادها شامل موارد زیر است:
2006، آژانس گمرک و حفاظت مرزی ایالات متحده برای اولین بار از پهپادها برای نظارت بر مرز ایالات متحده و مکزیک استفاده کرد.
اواخر سال 2012. کریس اندرسون، سردبیر مجله Wired، بازنشسته شد تا وقت خود را به شرکت هواپیماهای بدون سرنشین خود، 3D Robotics Inc اختصاص دهد. امروزه او پهپادهایی را برای عکاسی هوایی و فیلمبرداری به بازار عرضه می کند. همچنین آنها را به شرکت‌های ساختمانی، خدمات مخابراتی و ایمنی عمومی می‌فروشد.
اواخر سال 2013. جف بزوس، مدیر عامل آمازون، طرحی را برای استفاده از پهپادهای تجاری برای تحویل محصول اعلام کرد.
جولای 2016. استارت‌آپ Reno، Nev. Flirtey، آمازون را شکست داد. این شرکت با استفاده از یک پهپاد تجاری بسته ای را با موفقیت به یکی از ساکنان نوادا تحویل داد.
سپتامبر 2016. مؤسسه پلی تکنیک ویرجینیا و دانشگاه ایالتی، با همکاری پروژه وینگ، واحدی از شرکت آلفابت مالک گوگل، تحویل هواپیماهای بدون سرنشین را آزمایش کردند.
اکتبر 2016. Zipline مستقر در سانفرانسیسکو خدماتی را راه اندازی کرد که خون و دارو را به بیمارستان های رواندا تحویل می دهد.
مارس 2021. Zipline تحویل واکسن های COVID-19 را به ارائه دهندگان مراقبت های بهداشتی در غنا به عنوان بخشی از ابتکار COVAX سازمان ملل آغاز کرد.
آگوست 2021. Project Wing آلفابت اعلام کرد که از مرز 100000 هواپیمای بدون سرنشین عبور خواهد کرد، که گام دیگری در جهت اثبات امکان تحویل پهپاد است.
دیدگاه