پهپاد چیست؟ چه کاربردی دارد؟ معرفی انواع پهباد، کابرد، عملکرد و سوخت

پهپاد یک وسیله نقلیه هوایی بدون سرنشین است، که توسط سیگنال‌های رادیویی کنترل می‌شود. این وسیله می‌تواند به بزرگی یک هواپیما یا به کوچکی کف دست شما باشد. پهپادها در طول جنگ جهانی دوم به عنوان هدف برای جنگنده ها و اسلحه های ضد هواپیما استفاده می شدند. در این مقاله از ایرانیجو یک درک اساسی از پهباد، تاریخچه، انواع و کاربرد آن به شما ارائه می‌دهیم.

پهپاد چیست و چه کاربردی دارد؟

پهپاد که مخفف پرنده هدایت‌پذیر از دور یا هواپیمای بدون سرنشین است، نوعی هواگرد است که بدون سرنشین و با هدایت از راه دور پرواز می‌کند. پهپادها در اندازه‌ها و کاربردهای مختلفی وجود دارند، از مدل‌های کوچک و سرگرم‌کننده گرفته تا هواپیماهای غول‌پیکر که برای اهداف نظامی یا تجاری استفاده می‌شوند.

برخی از کاربردهای رایج پهپادها عبارتند از:

• نظارت و تصویربرداری: پهپادها می‌توانند برای عکس‌برداری یا فیلم‌برداری از یک منطقه بدون نیاز به حضور خلبان در محل استفاده شوند. این امر آنها را برای کارهایی مانند بازرسی زیرساخت‌ها، نظارت بر ترافیک یا جستجوی و نجات افراد گمشده ایده‌آل می‌کند.
• تحویل کالا: پهپادها می‌توانند برای تحویل کالا به مکان‌های دوردست یا صعب‌العبور استفاده شوند. این امر می‌تواند به ویژه در مواقع اضطراری یا برای رساندن مایحتاج به مناطقی که دسترسی به آنها دشوار است مفید باشد.
• کشاورزی: پهپادها می‌توانند برای پایش مزارع، سم‌پاشی یا آبیاری محصولات استفاده شوند. این امر می‌تواند به کشاورزان در افزایش کارایی و کاهش هزینه‌ها کمک کند.
• نقشه برداری و مدل سازی سه بعدی: پهپادها می‌توانند برای ایجاد نقشه‌های دقیق یا مدل‌های سه بعدی از یک منطقه استفاده شوند. این امر می‌تواند برای طیف وسیعی از کاربردها، از جمله برنامه‌ریزی شهری و ساخت و ساز تا باستان‌شناسی و حفاظت از محیط زیست مفید باشد.
• اهداف نظامی: پهپادها می‌توانند برای شناسایی، نظارت یا حمله به اهداف دشمن استفاده شوند. آنها همچنین می‌توانند برای حمل مهمات یا ارائه پشتیبانی لجستیکی به نیروهای زمینی استفاده شوند.

تعریف پهپاد چیست؟

پرنده هدایت پذیر از راه دور که به اختصار به آن پهپاد گفته می‌شود، یک هواپیما بدون خلبان است که برای مقاصد مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. پهپادها می‌توانند به صورت مستقل پرواز کنند یا از راه دور کنترل شوند. آن‌ها قادر به حفظ سطح کنترل شده و پایدار پرواز هستند.

برخی از آنها فقط برای یک بار پرواز ساخته شده‌اند، مانند نقشه برداری دوربرد یا عملیات نظامی. برخی از پهپادها برای بازی نوجوانان ساخته شده‌اند و برخی برای کارهای بسیار جدی‌تر، مانند حمل سلاح هسته‌ای استفاده می‌شوند.

این هواپیماهای بدون سرنشین که با نام اختصاری UAS نیز شناخته می‌شوند، شامل واحد کنترل و مسیر انتقال سیگنال هستند. یک پهپاد را می‌توان توسط یک کامپیوتر و یا انسان از راه دور کنترل کرد.

پهباد هیچ خدمه یا مسافری نداشته و قادر به پرواز در سطح کنترل شده و پایدار است. این وسیله می‌تواند توسط یک موتور الکتریکی، جت یا موتور احتراق تغذیه شوند. آنها همچنین دارای تجهیزات بسیار مدرن مانند GPS، کنترل رادار، مادون قرمز و دوربین‌های با وضوح بالا هستند.

پهپادهایی که مورد استفاده شخصی یا تجاری قرار می‌گیرند، معمولاً توسط یک واحد کنترل از راه دور یا دستگاه‌های تلفن همراه کنترل می‌شوند. آنها اغلب دارای دوربین هایی برای گرفتن تصاویر ثابت و متحرک هستند.

پهپادها چگونه کار می‌کنند؟

پهپادها مانند سایر روش‌های حمل و نقل هوایی، مانند هلیکوپتر و هواپیما کار می‌کنند. موتور روشن می‌شود و ملخ‌ها می‌چرخند تا پرواز را امکان پذیر کنند. سپس خلبان از کنترل از راه دور، برای هدایت پرواز خود از زمین استفاده می‌کند.

 بسیاری از پهپادها به دلیل داشتن   GPS، قادرند مسیر را به صورت خودکار تعیین کنند. مسیر توسط دوربین ثبت می‌شود و خلبان می‌تواند تصویر را از موقعیت فرماندهی خود ببیند.

اکثر مدل‌های پهپاد معمولا دارای چهار ملخ هستند، اگرچه مدل‌هایی با سه، شش و حتی هشت پروانه نیز وجود دارد. پروانه‌ها معمولاً دو پره هستند و برای ثابت نگه داشتن وسیله نقلیه در هوا، دو ملخ در یک جهت می‌چرخند و بقیه در جهت مخالف حرکت می‌کنند.

هر هواپیمای بدون سرنشین یک کنترل کننده پرواز مرکزی دارد، که به حفظ ثبات آن کمک می‌کند. اگر وزش باد آن را منحرف کند، کنترلر پرواز فوراً سرعت پروانه را تنظیم می‌کند تا دوباره آن را تراز کند.

 این دستگاه همچنین قدرت و جهت میدان مغناطیسی را اندازه گیری کرده و مانند یک قطب نما عمل می‌کند. کنترلر اطلاعات مکان پهپاد را از طریق GPS دریافت کرده و سپس اطلاعاتی را به کنترل الکترونیکی می‌فرستد. با انجام این کار به موتور اجازه می‌دهد، از چرخش‌های لازم برای ایمن و پایدار کردن پرواز تا حد امکان استفاده کند.

تاریخچه پهپاد

تاریخچه هواپیماهای بدون سرنشین، به سال 1849 در ایتالیا برمی‌گردد، زمانی که ونیز برای استقلال خود با اتریش می‌جنگید. سربازان اتریشی با بالون‌های 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 که هرگز در نبرد مورد استفاده قرار نگرفت.

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 فعالیت به عنوان طعمه های جاسوسی را بر عهده گرفتند.

احتمالاً قدیمی ترین، شناخته شده ترین و بحث برانگیزترین استفاده پهپادها در ارتش است. ارتش بریتانیا و ایالات متحده از اوایل دهه 1940 از انواع ابتدایی هواپیماهای بدون سرنشین، برای جاسوسی از قدرت های محور استفاده کردند.

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.

پهپاد در قرن 21

اواخر سال 2012 کریس اندرسون سردبیر مجله Wired، بازنشسته شد، تا شرکت هواپیماهای بدون سرنشین خود را تاسیس کند. امروزه پهپادهایی را برای عکاسی هوایی و فیلمبرداری به بازار عرضه می کند.

اواخر سال 2013. جف بزوس، مدیرعامل آمازون، طرحی را برای استفاده از پهپادهای تجاری برای تحویل محصول اعلام کرد. آزمایشی در سال ۲۰۱۵ در تگزاس، یکی از راه‌های ترکیب پهپادها و اینترنت اشیا را نشان داد.

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. آژانس گمرک و حفاظت مرزی ایالات متحده، برای اولین بار از پهپادها برای نظارت بر مرز ایالات متحده و مکزیک استفاده کرد.

فناوری پهپادها به همین شکل ادامه پیدا کرد، تا در مارس 2021 برای تحویل واکسن های COVID-19 به مراکز مراقبت های بهداشتی مورد استفاده قرار گیرد. پهپادهای امروزی بسیار پیشرفته تر از پهپادهای گذشته هستند و مجهز به تصویربرداری حرارتی، بردیاب لیزری و حتی ابزارهایی برای انجام حملات هوایی هستند.

انواع پهپاد

پهپاد یک اصطلاح گسترده است، که می تواند به هر هواپیمای بدون سرنشین اشاره کند. وقتی در مورد هواپیماهای بدون سرنشین صحبت می کنیم، منظور ما چیزی فراتر از پرواز است. در واقع پهپادهای روی زمین، روی آب و زیر آب نیز وجود دارد. با این حال در این مقاله ما با پهپادهای پرنده آشنا می شویم.

پهپادها اغلب به دو دسته غیرنظامی و نظامی تقسیم می شوند. در حالی که پهپادهای غیرنظامی برای تحویل بسته ها و تفریح استفاده می شوند، پهپادهای نظامی برای ماموریت های شناسایی و انجام حملات تهاجمی به اهداف دشمن مورد استفاده قرار می گیرند.

سه نوع متداول پهپاد وجود دارد. که شامل موارد زیر است:

1. مولتی روتور
2. بال ثابت
3. بالابر برقی

در ادامه هر یک از این موارد را بررسی میکنیم.

مولتی روتور

این رایج ترین نوع پهباد است، که می توان از آنها برای شناور شدن یا پرواز در هر جهتی استفاده کرد. یک مولتی روتور تعدادی ملخ روی خود دارد، که معمولاً بین چهار تا هشت پروانه است.

بال ثابت

یک هواپیمای کوچک است که زمان پرواز طولانی تری دارد و برای پوشش مناطق بزرگتر مانند نقشه برداری بهترین استفاده را دارد.

بالابر برقی

این نوع پهپاد از ملخ برای برخاستن و مانور دادن در یک شناور استفاده می کند، اما یک پهپاد با بال ثابت نیز هست. این نوع پهپاد فقط به یک منطقه پرتاب و بازیابی کوچک نیاز دارد. اما همچنان از زمان پرواز طولانی تر با یک بال ثابت نیز پشتیبانی می کند.

کاربرد پهپاد چیست؟

اصطلاح پهپاد (DRONE) که به پرنده های بدون سرنشین اطلاق می شود، می تواند کاربرد های متعددی داشته باشد. از اهداف تجاری گرفته تا کارهای عمرانی و بازرسی زیرساخت ها و یا استفاده تفریحی.

از پهپادها همچنین می توان در امور نظامی، نقشه برداری و یا امداد رسانی استفاده کرد. برخی از کاربردهای احتمالی پهپادها عبارتند از:

• جستجو و نجات
• نظارت بر ترافیک
• اندازه گیری ها و مشاهدات آب و هوا برای اطفاء حریق
• استفاده از آفت کش ها، سیستم های آبیاری و نظارت بر برداشت
• دفاع نظامی از حریم هوایی برای تشخیص اشیا از افراد و جستجوی بمب یا سلاح
• نظارت بر مرزها
• بازرسی باستان شناسی
• ردیابی حیوانات برای اهداف تحقیقاتی
• ضبط برای تولیدات سمعی و بصری و فیلم گرفتن از صحنه هایی که قبلا غیرممکن یا بسیار پرهزینه بود

چگونه می توان از هواپیماهای بدون سرنشین استفاده کرد؟

توسعه سریع فناوری پهپادها منجر به ایجاد فرصت های جدیدی، برای ساده سازی یا بهینه سازی فعالیت های خاص می شود. اکثر سازمان ها به دلایل ایمنی، کارایی و نوآوری از هواپیماهای بدون سرنشین استفاده می کنند.

پهپادها می توانند به مکان هایی بروند، که برای مردم خطرناک است. احتمالاً رایج ترین استفاده از پهپادها، بازرسی در ارتفاعات است. هر کاری در ارتفاع مستلزم استفاده از سکوهای کار مرتفع یا داربست مناسب است.

 با استفاده از پهپاد بدون نیاز به کار در ارتفاع، می توان بازرسی را انجام داد. با وجود پهپادها دیگر  نیازی به هزینه تجهیزات یا داربست و زمان برای راه اندازی آن نیست. پهپادهایی وجود دارند که می توانند، برای بازرسی فضای محدود مورد استفاده قرار گیرند. این نوع از پهپادها قادرند در زیر و یا روی آب کار کنند و نیازی به قرار دادن افراد در معرض خطر نیست.

پهپادها را می توان سریع، دقیق و مکرر در یک موقعیت مکانی قرار داد. به همین دلیل آنها داده ها را با کارایی، دقت و سرعت بیشتری نسبت به روش های سنتی جمع آوری می کنند. سازمان ها از داده های جمع آوری شده توسط پهپادها، برای تصمیم‌گیری بهتر، دقیق تر و در مدت زمان کوتاه‌تر استفاده می کنند.

به لطف دوربین‌های با وضوح بالا که در پهپادها تعبیه شده‌اند، می‌توان تصاویر دقیقی از مزارع کشاورزی و زمین‌های بزرگ به‌دست آورد. با پهپادها، اندازه گیری کیفیت هوا، سطح گرده و شرایط جوی از طریق حسگرهای داخلی نیز امکان پذیر است.

برخی دیگر از کاربردهای PAHPAD

پهپادها در نیروگاه های خورشیدی و بادی برای شناسایی خرابی ها و تلفات مواد، بدون نیاز به ارسال پرسنل استفاده می شوند، که به معنای صرفه جویی در سوخت، زمان و هزینه است.

در سال‌های اخیر، پهپادها برای ثبت جاذبه‌های گردشگری و گرفتن مناظر پانوراما مورد استفاده قرار گرفته‌اند. این امر در میان شرکت‌های مسافرتی، گردشگری و اقامتگاه ها و تهیه محتوای صوتی و تصویری برای یوتیوبرها و بلاگر ها نیز رایج است.

هواپیماهای بدون سرنشین هنوز در حال تکامل هستند. آنها احتمالاً در چند سال آینده دارای ویژگی های شگفت انگیزی می شوند، که امروز فقط می توانیم رویای آن را داشته باشیم.