پهپاد چیست؟

پهپاد چیست؟

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 می تواند از راه دور کنترل شود

یا به طور مستقل با استفاده از برنامه های پروازی کنترل شده با نرم افزار در سیستم های تعبیه شده خود، که در ارتباط با حسگرهای داخلی

و یک سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS) کار می کنند، پرواز کند.

پهپادها اغلب با ارتش مرتبط بودند. آنها در ابتدا برای تمرین هدف ضد هوایی، جمع آوری اطلاعات و، بحث برانگیزتر، به عنوان سکوهای

تسلیحاتی مورد استفاده قرار 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 ی شخصی

• عکاسی مبتنی بر پهپاد

• فیلمبرداری

• کشاورزی

• خدمات حمل ونقل

.

.

پهپادها چگونه کار می کنند؟

پهپادها دو عملکرد اساسی دارند: حالت پرواز و ناوبری.

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 می دهد 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 می کنند.

.

 

.

ویژگی ها 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؛
• دوربین ها؛
• حسگرها، از جمله سنسورهای اولتراسونیک و سنسورهای جلوگیری از برخورد؛
• شتاب سنج که سرعت را اندازه گیری می کند. و
• ارتفاع سنج که ارتفاع را اندازه گیری می کند.

 

ویژگی های پهپاد بر اساس کاربرد آن متفاوت است. نمونه هایی از ویژگی ها عبارتند از:

 

• انواع مختلف دوربین با عملکرد بالا، زوم و گیمبال استید کم و قابلیت شیب.
• هوش مصنوعی (AI) که پهپاد را قادر می سازد اشیا را دنبال کند.
• ویژگی های واقعیت افزوده که اشیاء مجازی را بر روی تغذیه دوربین پهپاد قرار می دهد.
• فرمت ذخیره سازی رسانه؛
• حداکثر زمان پرواز، که تعیین می کند هواپیمای بدون سرنشین چقدر می تواند در هوا بماند.
• حداکثر سرعت، از جمله صعود و فرود.
• دقت شناور؛
• محدوده حسی مانع؛
• نگه داشتن ارتفاع، که پهپاد را در ارتفاع ثابت نگه می دارد.
• خوراک ویدیوی زنده؛ و
• گزارش های پرواز

.

.

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.

 

چه نوع پهپادی موجود است؟

دو نوع اصلی از سکوهای هواپیماهای بدون سرنشین وجود دارد:

روتور، از جمله تک روتور و چند روتور، مانند تری کوپتر، کوادکوپتر، هگزاکوپتر و اکتوکوپتر؛ و

بال ثابت، که شامل پهپادهای هیبریدی عمودی برخاست و فرود (VTOL) است که به باند فرودگاه نیازی ندارند.

پهپادهای غیرنظامی معمولاً یا شخصی و سرگرمی هستند یا هواپیماهای تجاری.

.

.

پهپادهای شخصی

بسیاری از پهپادهای شخصی برای استفاده مصرف کنندگان در دسترس هستند. آنها به معاملات استاندارد جمعه سیاه

و دوشنبه سایبری 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.

 

برخی از پهپادهای شخصی محبوب عبارتند از:

• Autel EVO II ویدیوهای سطح بالایی را ارائه می دهد.
• DJI FPV Combo برای مسابقه ساخته شده است.
• DJI Air 2S یک دستگاه خوب برای مبتدیان با طراحی تاشو و فناوری حسگر است.
• DJI Mavic 3 یک پهپاد دوربین دار قدرتمند با تشخیص موانع همه جانبه است.
• DJI Mini 2 با وزن حدود 242 گرم، یکی از سبک ترین پهپادها است.
• طوطی آنافی جمع و جور با ویژگی های تثبیت کننده پیشرفته است که آن را در برابر باد مقاوم می کند.
• PowerVision PowerEgg X در هر شرایط آب و هوایی پرواز می کند، روی آب فرود می آید، قابلیت های هوش مصنوعی دارد و به دوربین دستی تبدیل می شود.
• Ryze Tello برای مبتدیان رتبه بالایی دارد.

.

 

.

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.

.

.

در سال 2018، بوئینگ اعلام کرد که نمونه اولیه یک وسیله نقلیه هوایی باری VTOL الکتریکی بدون سرنشین

را ساخته است که قادر به حمل بار 500 پوندی است. پهپادهای متصل گزینه دیگری هستند.

آنها از نظر فیزیکی به یک ایستگاه پایه متصل هستند. اگر تتر منبع تغذیه مستقیم را فراهم کند، سیستم‌های

متصل می‌توانند چالش تامین برق بسیاری از پهپادها را حل کنند. به عنوان مثال، ایستگاه اتصال هواپیمای بدون

سرنشین Safe-T Elistair قدرت 2.5 کیلووات را ارائه می دهد و می تواند تا ارتفاعات بیش از 200 فوت پرواز کند،

با سرعت انتقال داده تا 200 مگابیت بر ثانیه.

علاوه بر Insitu و Elistair، سایر تولیدکنندگان هواپیماهای بدون سرنشین تجاری عبارتند از:

• رباتیک سه بعدی
• DJI
• هوبسان
• فناوری های شناسایی شده
• اندازه گرفتن
• طوطی
• Precision Hawk
• Yuneec

.

.

کاربردهای پهپادهای تجاری و سازمانی

استفاده از پهپادهای غیرنظامی در دهه گذشته افزایش یافته است. فراتر از برنامه های نظارت و تحویل،

پهپادها برای روزنامه نگاری پهپاد، جستجو و نجات، واکنش در برابر بلایا، حفاظت از دارایی، نظارت بر حیات

وحش، آتش نشانی، رله ارتباطات، مراقبت های بهداشتی و کشاورزی استفاده می شوند.

ادغام پهپادها و فناوری اینترنت اشیا (IoT) کاربردهای سازمانی بسیاری را ایجاد کرده است. پهپادهایی که

با شبکه‌های حسگر اینترنت اشیا روی زمین کار می‌کنند می‌توانند به شرکت‌های کشاورزی در نظارت بر زمین

و محصولات کمک کنند. شرکت های انرژی خطوط برق و تجهیزات عملیاتی را بررسی می کنند. و شرکت های

بیمه بر اموال برای ادعاها و بیمه نامه ها نظارت می کنند.

آزمایشی در سال ۲۰۱۵ در آستین، تگزاس، یکی از راه‌های ترکیب پهپادها و اینترنت اشیا را نشان داد.

یک شرکت فناوری امنیتی با یک استارتاپ پهپاد برای شکار فانوس های Zigbee همکاری می کند

تا یک نمای کلی از شبکه های اینترنت اشیا موجود در مناطق مسکونی و تجاری شهر ارائه دهد. شرکت

ها گزارش دادند که نتایج سریع و آموزنده بود.

از لجستیک گرفته تا کشاورزی و امنیت، وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین و اینترنت اشیا اغلب بخشی از

یک بحث هستند. آنها مؤلفه ای در اتصال و تعامل فراگیر ارائه می دهند.

نمونه های دیگری از نحوه استفاده از بهترین فناوری هواپیماهای بدون سرنشین عبارتند از:

کشاورزی

هواپیماهای بدون سرنشین ارتفاع محصولات را اندازه گیری و ثبت می کنند. آن‌ها از فناوری سنجش از دور لیدار

استفاده می‌کنند که محصول را با لیزر روشن می‌کند و با اندازه‌گیری آنچه که به عقب بازتاب می‌شود، فاصله را

محاسبه می‌کند. این می تواند به کشاورزان در بهینه سازی تولید کشاورزی و ترویج شیوه های کشاورزی پایدار کمک کند.

.

.

پایش بیولوژیکی

پهپادهای دارای حسگرهای بیولوژیکی به مناطق ناامن پرواز می کنند تا کیفیت هوا یا آب را بخوانند.

آنها همچنین می توانند وجود میکروارگانیسم های خاص و عناصر جوی را بررسی کنند.

.

.

نظارت بر آتش سوزی

آتش نشانان از هواپیماهای بدون سرنشین برای بررسی منطقه آسیب دیده استفاده می کنند تا میزان خسارت

و سرعت گسترش آتش را تعیین کنند. تصاویر گرفته شده جزئیات خسارات وارده را نشان می دهد.

.

.

پوشش ورزشی

شبکه‌های تلویزیونی از هواپیماهای بدون سرنشین برای ضبط فیلم‌های رویدادهای ورزشی، مانند فیلم‌های ضبط‌شده

و زنده از پرواز استفاده می‌کنند، که در غیر این صورت گرفتن آن‌ها دشوار خواهد بود.

استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین باید با مقررات اداره هوانوردی فدرال S. (FAA) و همچنین لیگ ورزشی، محل برگزاری

و قوانین سازمان مجری قانون محلی مطابقت داشته باشد.

.

 

.

تاریخچه پهپادها

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 آزمایشی Kettering Bug،

یک هواپیمای بدون سرنشین “بمب پرنده” را توسعه داد که هرگز در نبرد مورد استفاده قرار نگرفت.

اولین پهپاد معمولی مورد استفاده در سال 1935 به عنوان یک ابزار مجدد در اندازه کامل هواپیمای دوباله کوئین بی، دی هاویلند

DH82B ظاهر شد. این رادیو و کنترل های سروومکانیسمی در صندلی عقب نصب شده بود. این هواپیما را می‌توان به طور معمول

از صندلی جلو هدایت کرد، اما عموماً بدون سرنشین پرواز می‌کرد تا توپچی‌هایی که در حال آموزش بودند، شلیک کنند.

واژه پهپاد به این استفاده اولیه برمی گردد، بازی در نامگذاری “ملکه بی”. فناوری پهپاد همچنان مورد توجه ارتش بود، اما اغلب

غیرقابل اعتماد و پرهزینه بود. پس از بروز نگرانی در مورد سرنگونی هواپیماهای جاسوسی، ارتش موضوع هواپیماهای بدون سرنشین

را مورد بررسی قرار داد. پهپادهای نظامی به زودی نقش پرتاب اعلامیه ها و عمل به عنوان طعمه های جاسوسی را بر عهده گرفتند.

.

.

در سال 1982 نیروی هوایی اسرائیل از پهپادها برای از بین بردن ناوگان سوریه با حداقل تلفات نیروهای اسرائیلی استفاده کرد.

پهپادهای اسرائیلی به عنوان فریب عمل می‌کردند، ارتباطات را مختل می‌کردند و شناسایی ویدیویی را در زمان واقعی ارائه می‌دادند.

هواپیماهای بدون سرنشین به عنوان بخشی از IoT نظامی به عنوان یک ستون اصلی در ارتش

باقی مانده اند و نقش های زیر را ایفا می کنند:

• هوش
• نظارت هوایی
• حفاظت از نیرو
• جستجو و نجات
• لکه گیری توپخانه
• دنبال کردن و کسب هدف
• ارزیابی خسارت نبرد
• شناسایی
• تسلیحات

.

.

برخی از نقاط عطف اخیر هواپیماهای بدون سرنشین 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 خود را به شرکت هواپیماهای بدون سرنشین خود،

3D Robotics Inc اختصاص دهد. امروزه پهپادهایی را برای عکاسی هوایی و فیلمبرداری به بازار عرضه می کند. همچنین 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. آنها با بوریتوهای یک رستوران محلی Chipotle شروع 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 Alphabet اعلام کرد که از مرز 100000 هواپیمای بدون سرنشین عبور خواهد کرد، که گام دیگری در جهت

اثبات امکان تحویل پهپاد در مقیاس است.

 

مقررات دریافت پهپاد و هواپیماهای بدون سرنشین

استفاده سریع از پهپادها در دهه گذشته باعث شکایات و نگرانی‌هایی درباره حریم خصوصی، امنیت و ایمنی شده است. فضولان و

پاپاراتزی ها از هواپیماهای بدون سرنشین برای به دست آوردن تصاویری از افراد در خانه های خود و مکان های دیگری که زمانی تصور

می شد خصوصی بودند استفاده می کنند. پهپادها همچنین در مکان های ناامن مانند مناطق شهری و نزدیک فرودگاه ها استفاده

می شوند. رشد استفاده تجاری و شخصی از هواپیماهای بدون سرنشین نیز پتانسیل برخورد در هوا و از دست دادن کنترل پهپاد را

ایجاد کرده است. نگرانی‌های خاص در مورد پروازهای پهپادهای بسیار نزدیک به هواپیماهای تجاری، درخواست‌ها برای مقررات را برانگیخته است.

.

.

 

بسیاری از کشورها مقررات مربوط به پهپاد را وضع کرده اند. با افزایش محبوبیت استفاده از پهپاد، قوانین به طور مداوم در حال

تغییر هستند. خلبانان هواپیماهای بدون سرنشین شخصی و تجاری باید قوانین کشور و محلی را که در آن دستگاه ها را کار

می کنند بررسی کنند.

در چین، پرواز با ارتفاع بیش از 400 فوت نیاز به مجوز هواپیمای بدون سرنشین از اداره هواپیمایی کشوری چین دارد. پهپادهای

با وزن بیش از 15 پوند نیز نیاز به مجوز دارند و مناطق پرواز ممنوع باید رعایت شود.

در بریتانیا، سازمان هوانوردی غیرنظامی (CAA) پرواز هواپیماهای بدون سرنشین در ارتفاع بالای 500 فوت را محدود می کند.

هر هواپیمای بدون سرنشین با وزن بیش از نیم پوند باید در CAA ثبت شود. این آژانس همچنین “Droncode” خود را منتشر

کرده است:

• نزدیک فرودگاه ها یا فرودگاه ها پرواز نکنید.
• به یاد داشته باشید که زیر 400 فوت و حداقل 150 فوت از ساختمان ها و افراد دور باشید.
• همیشه هواپیمای بدون سرنشین خود را مشاهده کنید.
• هرگز نزدیک هواپیما پرواز نکنید.
• مسئولانه لذت ببرید