صفر تا صد آشنایی با پهپادها

واژه پهپاد به پرنده های هدایت پذیر از دور اطلاق می شود که برای انجام ماموریت های خاص از آنها استفاده می گردد. افراد معمولا با شنیدن نام پهبا‌د عملیات‌های نظامی به یادشان می‌آید اما امروزه پهبادها کاربردهای گوناگونی داشته و مختص عملیات نظامی نیستید. در ادامه این مقاله قصد دارم به سوالاتی چون پهپاد مخفف چیست، کاربرد، ویژگی، انواع آن‌ها  و … بپردازم پس همراه من با وبلاگ قاصدک 24 باشید.

معرفی کامل پهپاد

پهپاد چیست و چه کاربردی دارد؟ پهپاد در واقع مخفف اصطلاح پرنده هدایت‌پذیر از دور بوده و به هواپیماهای بدون سرنشین گفته می‌شود. امروزه شرکت‌های مختلف مشغول فعالیت در کنترل و بهبود سیستم پهپادها و کاربرد بیشتر آن‌ها هستند. قوانین پرواز با پهپاد در کشورهای مختلف متنوع بوده و توصیه می‌شود افراد برای جلوگیری از دردسر از این قوانین مطلع باشند. دو روش متداول برای کنترل پهپادها عبارتند از:

1. کنترل مستقیم و بصورت کامل توسط کامپیوتر
2. کنترل از راه دور توسط انسان 

تاریخچه پهپاد

سال ۱۸۴۹ با فرستادن بالن پر از بمب بدون سرنشین توسط اتریش به ونیز صنعت استفاده از پهپاد آغاز و این کشور عنوان نخستین بهره‌گیرنده از پرنده‌های بدون سرنشین را در تاریخ به خود اختصاص داد. در طی جنگ جهانی اول شرکت دیتون رایت ساخت اولین پهپاد جهان را آغاز کرده است. گفته می‌شود نوآوری پهپاد از سال ۱۹۰۰ آغاز شده و در ابتدا از این سیستم برای آموزش نظامی استفاده می‌کردند. 

باید توجه داشت که سازمان سیا نیز از پهپاد استفاده کرده و گفته می‌شود در سال ۲۰۱۳ حدود ۵۰ کشور  از سیستم پهپاد بهره‌مند شدند. کشورهایی همچون چین، ایران، اسرائیل و … خود طراحی و‌ساخت پهباد را برعهده داشته‌اند.

بیشتر بخوانید: هر آنچه باید در مورد جعبه سیاه بدانید

انواع پهپاد

در گذشته از پهپادها تنها برای عملیات نظامی و همچنین در صنعت هوافضا استفاده می‌کردند اما امروزه کاربرد آن‌ها بسیار گسترده‌تر شده است. پهپادها انواع متنوعی داشته و حرکت آن‌ها در ارتفاعات و فاصله‌های مختلفی ازهم است. متداول‌ترین نوع پهپادها به پهپادهای مبتنی بر  ملخ Multi rotor تعلق دارد. پهپادها یا همان پرنده‌های بدون سرنشین به پنج نوع تقسیم می‌شوند. انواع پهپاد عبارتند از:

• میکرو پهپادها

میکرو پهپادها مدلی کوچکتر از هواپیمای بزرگ نبوده و درواقع به سیستم وسایلی مناسب، عملياتي، داراي قابليت نظامي‌ و پرواز‌هاي کوچک میکرو پهپاد گفته می‌شود. ابعاد میکرو پهپادها از تمامی پهپادهایی که تا به امروز ساخته شده کوچکتر است. ميکرو پهپاد‌ها قابلیت حمل بارهای کوچک به مناطق دور و پر خطر را برعهده دارند. این نوع پهپادها نیز دارای ماموریت‌های خاص از جمله کنترل جاده‌ها و مرزها، کنترل ترافيک شهري، شناسايي، تعقيب، حسگری زيست محیط _ هدف‌يابي و نشانه‌گذاري هستند.

• مینی پهپادها

به سیستم‌های هواپیمای بدون سرنشین (UAS) که وزنی کمتر از 55 گرم داشته مینی‌پهپاد گفته می‌شود. مینی پهپادها در عکاسی، فیلم برداری، نقشه‌برداری و … کاربرد ویژه‌ای دارند. محدوده عملیاتی این پهپاد از 8 هزار فوت کمتر بوده و بر روی بدنه آن سه دوربین نصب شده است.

مهمترین ویژگی این نوع پهپادها، به بی‌صدا بودن و راه اندازی آن در سه دقیقه اختصاص دارد. مینی پهپادها توسط سه دوربین می‌توانند از منطقه دشمن فیلمبرداری کرده و به مرکز خود نیز ارسال کنند.

• هال

پهپاد هال، یک نوع دیگر از پرنده‌های بدون سرنشین محسوب می‌شود که برای مأموریت‌های جاسوسی و مخابراتی کاربرد ویژه‌ای دارد.

• پهپادهای تاکتیکی
• جنگنده‌های بدون سرنشین

بیشتر بخوانید:  آشنایی با سیستم اتوپایلوت یا کنترل خودکار هواپیما

انواع پهپادها براساس نوع بال

پهپادها با توجه به نوع بال به چهار دسته تقسیم می‌شوند:

پهپادهای مبتنی بر ملخ

از مهمترین و پرکاربردترین نوع پهپادها می‌توان به پهپادهای مبتنی بر ملخ اشاره نمود. این نوع پهپادها گزینه‌های مناسبی برای برنامه‌های تفریحی و حرفه‌ای محسوب می‌شوند و با توجه به اندازه کوچک و کنترل آسان آن‌ها در صنعت عکس‌برداری‌هوایی نیز استفاده می‌شوند. مهمترین مزیت این نوع پهپادها شامل: 

• کنترل آسان
• پرواز شناور
• قیمت تقریبا پایین
• قابل حمل

پهپاد با بال ثابت

پهپادهایی با داشتن بال ثابت قادر به مهار هوا و تولید نیروهایی بوده که با استفاده از آیرودینامیک می‌توانند در هوا بمانند. ساخت و طراحی این  پهپادها شباهت بسیاری به هواپیماهای رادیویی دارد.

پهپادهای مبتنی بر ملخدر نقشه‌برداری مناطق بزرگ نیز کاربرد دارند.

پهپادهای چرخ‌بال تک ملخ

پهپادهای تک ملخ بسیار قدرتمند و بادوام هستند و مشابه هلیکوپترهای واقعی ساخته شده‌اند. از این نوع پهپاد برای حمل بارهای بزرگ‌تر، اسکن لیزری هوا و … استفاده می‌شود. استفاده از موتورهای گازی به جای باتری در پهپادهای تک ماخ باعث شده زمان پرواز آن‌ها افزایش یابد.

این پهباد نسبت به سایر پهپادها بزرگ‌تر بوده و از ساختار پیچیده‌تری بهره‌مند است.

پهباد VTOL هیبریدی با بال ثابت

آخرین فناوری ساخت پهپاد متعلق به پهپادهای هیبریدی است. پهپادهای VTOL با بال ثابت مناسب افراد مبتدی بوده و در آنها فناوری پیشرفته بکار رفته است.

پهباد کرّار

پهباد کرّار، یک نوع پهباد معروف در کشور ایران که بیشتر از یک دهه در نیروهای مسلح مشغول فعالیت است. پهباد کرّار در ابتدا برای ارزیابی سامانه‌های راداری و موشکی نیروی پدافند هوایی مورد استفاده قرار گرفته بود اما امروزه توانسته بر اهداف زمینی نیز تمرکز کند. پهباد کرّار به باند پرواز نیاز نداشته و در هر نقطه کشور بدون وابستگی به وجود باند می‌تواند پرواز کند. این پهباد ویژگی‌هایی دارد از جمله آن‌ها شامل:

• صرفه‌جویی در اقتصاد دفاعی
• افزایش قابلیت تحرک
• جابجایی‌های توان رزم پدافندی
• افزایش عمق دفاعی
• افزایش ظرفیت پدافند تاکتیکی
• انعطاف تغییر فضای درگیری پدافند از سکوی زمینی

بیشتر بخوانید: هواپیما قبل از برخاستن چه مراحلی را طی می‌کند؟

مهمترین کاربرد پهپادها

از مهمترین کاربرد پهپادها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• فیلم‌برداری و عکس‌برداری

پهپادها از گذشته تا به امروز تاثیر زیادی در صنعت فیلمبرداری و عکاسی داشته‌اند. پهپادها به خوبی تمام تصاویر و فیلم‌های هوایی را ثبت می‌کنند و در حال حاضر مهمترین کاربرد و استفاده از پهپادها در تبلیغات، عروسی، فیلم‌های سینمایی، تلویزیونی، مستند سازی و … است.

• سلفی از آسمان

با توجه به اهمیت گرفتن عکس‌های سلفی در این روزها پهپادها با استفاده از ترفندهای به روز توانسته‌اند عکس‌های جذاب‌تر و خلاقانه‌تری را ثبت کنند.

• حمل کالا

پهپادها وسایل مناسبی در جهت حمل بار هستند. برخی از پهپادها وظیفه حمل دارو، غذا، کالا و … را  برای ارگان‌ها و سازمان‍‌های مخصوص برعهده دارند.

• پهباد سمپاش

بی‌شک یکی از مهمترین کاربرد پهپادها پس از استفاده آن‌ها در صنعت فیلم و عکس، به کار بردن آن‎ها در صنعت کشاورزی است. پهپادها توانایی رصد و سمپاشی زمین‌های کشاورزی داشته و برخی از آن‌ها توانایی حمل حدود بیشتر از شانزده کیلو سموم آفات را دارند. با استفاده از این نوع پهپادهای کشاورزی در بکارگیری نیروی انسانی صرفه‌جویی شده و حتی سمپاشی زمین‌ها مفیدتر و سریع‌تر انجام خواهد شد.

• ساخت مستند

یکی دیگر از کاربردهای پهپاد بررسی و نظارت بر حیات وحش است. از آنجایی که پهپادهای دوربین دار از مدت زمان پروازی بالا و کیفیت دوربین خوبی نیز برخوردار هستند می‌توان آن‌ها را در ساخت مستند و نظارت بر حیات‌وحش به کار گرفت.

• نظارت

حراست و نظارت یکی‌دیگر از کاربردهای مهم پهپادهای دوربین‌دار است. از این قابلیت امروزه در بسیاری از شرکت‌ها، مراکز و سازمان‌ها استفاده می‌شود.

• نقشه برداری

در ادامه کاربردهای پهپاد به استفاده از آن‌ها در نقشه‌برداری‌های هوایی می‌رسیم. یکی از جالب‌ترین وظایف پهپادها کمک آنها به کارشناسان هواشناسی برای پیش‌بینی وضع هوا و سایر کارشناسان زمینه‌های مختلف است. پهبادها دارای کاربردهای دیگری نیز هستند از جمله آن ها عبارتند از:

کاربردهای پهپادها

خاموش کردن آتش سوزی‌ها، شناسایی ردیابی کشتی‌ها، صنعت مخابرات، ناوبری جهانی، تحقیقات جغرافیایی و جاسوسی، خدمات عمومی، خدمات نظامی، مبارزات و مسابقات، امدادرسانی در حوادث و …

پهپاد در ایران

ساخت پهپادها در کشور ایران به قبل از انقلاب ۱۳۵۷برمی‌گردد. ابتدا برنامه‌ای ده ساله شبیه به برنامه اسرائیل برای تولید پهباد داخل کشور  پی‌ریزی شد و مبنا بر این بود که از سال ۱۳۶۰ صنعت پهپادسازی فعالیت خود را آغاز کند.  بعد از انقلاب در این صنعت وقفه‌ای افتاد و سپس پهپادسازی در ایران از سال1364 بطور رسمی فعالیت خود را آغاز نمود.

کشور ایران در سال 1380موفق به ساخت پهپادهای مهاجر ۴ و ابابیل ۳ شد که این پهپادها در نیروهای مسلح  کشور مورد استفاده قرار گرفت و تعدادی از این پهپادها را حتی به کشورهای آمریکای لاتین و آفریقا صادر کردند.

مزایا و معایت پهپادها

اگر بخواهم از مزایا و معایب پهپادها سخن بگویم خوب است در حیطه‌های مختلف آن را مورد بررسی قرار دهم:

مزایا و معایب پهپادها در صنعت نقشه برداری

استفاده از پهپادها در صنعت نقشه‌برداری یکی از مهمترین و اصلی‌ترین کاربردهای آن به شمار می‌رود. با استفاده از پهپاد می‌توان نقشه‌ها را با جزئیات بالا از مناطق روستایی، شهری و همینطور شهرک‌ها تهیه کرد.

همچنین با استفاده از فیلمبرداری و عکاسی هوایی از منطقه مورد نظر توسط پهپادها می‌توان نقشه‌هایی با جزئیات و کیفیت بالا  تهیه نمود. یکی از مهمترین معایب پهپادها در نقشه‌برداری محدودیت حمل بار  آن‌هاست که نمی‌توان دوربین‌های سنگین، دقیق و فتوگرامتر را بر آن‌ها نصب نمود.

مزایا و معایب پهپادها در کشاورزی

پهپادها در بخش کشاورزی نیز تاثیر بسزایی داشته و می‌توانند برای تحلیل و تجزیه زمین‌های کشاورزی و همینطور خاک زمین‌ها مورد استفاده قرار بگیرند. محدوده عملیاتی و مدت زمان پرواز پهپادها از مهمترین معایب آن‌ها در صنعت کشاورزی به شمار می‌رود.

استفاده های غیر قانونی از پهپادها

متاسفانه علاوه بر مزیت‌های بسیار استفاده از پهپاد امروزه افرادی درصدد استفاده غیرقانونی از آن هستند. بطور مثال:

• در سال‌های گذشته فردی در استرالیا قصد وارد کردن مواد مخدر توسط پهباد به داخل زندان ملبورن را داشت.
• تبلیغات غیر مجاز با استفاده از پهپادها توسط یک شهروند سوئیسی مقیم آمریکا
• در کشورهایی مانند روسیه، کانادا، بریتانیا و برزیل نیز استفاده‌های غیرقانونی از پهپادها ثبت شده است. البته ناگفته نماند تمامی کشورها در تلاش هستند تا مانع از استفاده‌های غیرقانونی از پهپادها شوند.

ویژگی های یک پهپاد خوب

امروزه ویژگی‌های بسیاری برای انتخاب یک پهپاد خوب تاثیرگذار بوده از جمله آن‌ها شامل مدت زمان پروازی، کیفیت دوربین، آپشن‌ها، مودهای پروازی، برد رادیویی و سنسورهای هوشمند می‌شود. همچنین در پهپادهای بار بر تحمل میزان وزن بسیار مهم بوده و پهپادهایی که در صنعت کشاورزی بکار می‌روند سرعت و دقت در آن‌ها اهمیت بالایی دارد.

نحوه کارکردن پهپادها

پهپاد چگونه کار می کند؟ کار کردن پهپاد مانند دیگر وسایل حمل و نقل هوایی، همچون هلیکوپتر و هواپیما است. موتور پهباد روشن شده و پس از چرخیدن ملخ‌ها پهباد آماده پرواز است. در این مرحله خلبان از راه دور آن را کنترل می‌کند. برخی از پهپادها با داشتن سیستم Gps مسیر خود را بطور خودکار مشخص می‌کنند. با منحرف شدن پهپاد در اثر وزش باد کنترل پرواز با تنظیم سرعت پروانه می‌تواند پهپاد را به حالت تراز درآورد.

قطعات تشکیل دهنده پهپاد

در پهپادها بخش‌های مختلفی وجود دارد که هر کدام از این قسمت‌ها نقش مهم و ویژه‌ای در پرواز بر عهده دارد.

• پروانه کوادکوپتر

بی‌شک منبع اصلی بالابر پهپادها یا همان هواپیماهای بدون سرنشین ملخ‌ها هستند که جنس آن‌ها از پلاستیک یا فیبر کربن بوده و به موتور پهپاد وصل می‌شوند.

• موتورها

موتور پهپاد پروانه‌ها را می‌چرخاند و موتورهای پهباد معمولا DC بدون جاروبک هستند که از موتورهای برس‌دار کار آمدتر و همچنین قدرتمندتر به شمار می‌روند.

• کنترلر پرواز

 مغز پهپاد یا همان کنترلر پرواز، ورودی‌ها را توسط کنترل از راه دور و همینطور سنسورهای دیگری دریافت کرده و آن‌ها را در جهت سرعت پروانه‌ها و پهباد به کار می‌گیرد.

• حسگرها

حسگرهای بسیاری همچون شتاب سنج، ژیروسکوپ و مغناطیس سنج در پهپادها وجود دارند. وظیفه حسگرها اندازه‌گیری موقعیت، جهت‌گیری و شتاب پهپادها است.

• کنترل از راه دور 

برای کنترل پرواز پهپاد از سیستم کنترل از راه دور استفاده می‌شود که در این بخش می‌توان سرعت پروانه‌ها را کنترل نمود.

• باتری

 انرژی موتورها و اجزای پهپاد توسط باتری تامین می‌شود، این باتری‌های لیتیوم پلیمری بوده و دارای چگالی انرژی بالا و وزن کمی هستند.

• قاب 

به اسکلت پهباد قاب گفته می‌شود که جنسی از پلاستیک یا فیبر کربن دارد.

• دوربین

برخی از پهپادها دارای دوربین‌های مجهز برای عکاسی و فیلمبرداری هستند.

• سایر لوازم جانبی

پهپادها نیز دارای لوازم جانبی متنوعی از جمله: فرود، چراغ ها، گیرنده‌های GPS و … هستند.

سوالات متداول درباره پهپادها