پهپادها چگونه پرواز می‌کنند و کاربردهای اصلی آن‌ها چیست؟
از تحویل بسته تا فیلم‌سازی، کاربرد پهپادها در حوزه‌های مختلف روزبه‌روز بیشتر می‌شود. در این میان کاهش قیمت پهپاد باعث شده که کاربران زیادی در سرتاسر جهان امکان خرید این گجت‌های جذاب را پیدا کنند. اما یک پهپاد دقیقا چطور پرواز می‌کند و چه تفاوتی با هواپیماهای کنترلی دارند؟ به غیر از فیلم‌برداری هوایی، از این محصولات در چه زمینه‌هایی استفاده می‌کنند؟ در ادامه همراه ما باشید تا به این سؤالات پاسخ دهیم.
دو نوع اصلی پهپاد
لغت پهپاد در زبان فارسی مخفف «پرنده‌ی هدایت‌پذیر از دور» است و به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند؛ پهپادهای مبتنی بر بال ثابت و بال گردان. در پهپادهای مبتنی بر بال ثابت، این بال‌ها به بدنه‌ی اصلی متصل شده‌اند و تکان نمی‌خورند. از طرف پهپادهای دارای بال گردان با چرخش این بال‌ها پرواز می‌کنند.
پهپادهای نظامی معمولا دارای بال ثابت هستند.
کوادکوپتر یکی از مشهورترین انواع پهپادهای دارای بال گردان محسوب می‌شود که از ۴ موتور و ۴ ملخ بهره می‌برد. از آنجایی که بیشتر پهپادهای حرفه‌ای موجود در بازار از نوع کوادکوپتر هستند، از آن‌ها به‌عنوان مثال برای بررسی نحوه‌ی پرواز پهپادها استفاده می‌کنیم.
پهپاد چطور پرواز می‌کند؟
پهپادهای برای پرواز از چندین قطعه‌ی متفاوت استفاده می‌کنند و در ادامه به بخش‌های اصلی این محصولات نگاهی می‌اندازیم.
۱. کنترلر و ارتباطات پهپاد
پهپاد به صورت بی‌سیم از طریق سیستم‌های کنترل زمینی از راه دور (GSC) کنترل می‌شوند. در حالی که پهپاد به پرواز درآمده، در کنار دریافت اطلاعات سیستم‌های کنترل از GPS و سنسورهای مربوط به تشخیص موانع هم استفاده می‌کند. برخی پهپادها حتی می‌توانند مسیرهای از پیش مشخص شده‌ای را بر مبنای مختصات GPS دریافت کنند تا بتوانند به صورت خودکار فقط در مسیر انتخابی پرواز کنند. بیشتر پهپادهای مدرن به حدی پیشرفته هستند که با استفاده از گوشی یا تبلت هم می‌توان آن‌ها را کنترل کرد.
۲. موتورها و ملخ‌ها
پهپادها برای پرواز کردن از قطعاتی موسوم به ملخ استفاده می‌کنند که به موتور وصل هستند. به منظور شناور ماندن پهپاد در هوا، دو موتور از چهار موتور در جهت عقربه‌های ساعت و دو موتور دیگر خلاف جهت عقربه‌های ساعت می‌چرخند. وقتی این اتفاق می‌افتد، ملخ‌ها هوا را به سمت پایین هل می‌دهند و این فرایند منجر به بالا رفتن پهپاد می‌شود.
هر چقدر موتورها سریع‌تر بچرخند، پهپادها به ارتفاع بیشتری می‌رسند. زمانی که پهپاد در هوا قرار می‌گیرد، با تغییر سرعت موتورهای مختلف می‌تواند در جهت‌های گوناگون حرکت کند.
۳. شتاب‌سنج و ارتفاع‌سنج
شتاب‌سنج و ارتفاع‌سنج پهپاد اطلاعاتی درباره‌ی جهت و سرعت را در اختیار سیستم اصلی قرار می‌دهد. در این میان ارتفاع‌سنج هم طبیعتا اطلاعات مربوط به ارتفاع را ثبت می‌کند. چنین ویژگی‌هایی برای پرواز و فرود پهپاد اهمیت زیادی دارند.
تکنولوژی‌های پیشرفته به منظور راحتی و ایمنی پرواز
برخی پهپادها دارای تکنولوژی‌هایی هستند که به امنیت پرواز کمک می‌کنند. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های پهپادهای جدید، بهره‌گیری از تکنولوژی تشخیص موانع است. این پهپادها با بهره‌گیری از چنین سنسورهایی وجود موانع مختلف را در مسیر پرواز به کاربر هشدار می‌دهند و برخی از آن‌ها از سیستم‌هایی بهره می‌برند که جلوی برخورد پهپاد با موانع را می‌گیرند. تعدادی از پهپادها هم در زمانی که شارژ باتری در حال تمام شدن است، با بهره‌گیری از سنسورهای مختلف مکان امنی را برای فرود پیدا می‌کنند.
با این حال، تکنولوژی‌های پیشرفته‌ی موجود در پهپادها فقط در ارتباط با پرواز نیستند. به‌عنوان مثال پهپادهایی که برای فیلم‌برداری‌های حرفه‌ای استفاده می‌شوند دارای دوربین‌های پیشرفته و گیمبال هستند.
کاربردهای رایج پهپادها
این روزها پهپادها در حوزه‌های مختلف استفاده می‌شوند ولی در ادامه به تعدادی از رایج‌ترین موارد استفاده از آن‌ها می‌پردازیم.
۱. امدادرسانی
برخی پهپادها دارای سنسورهای مادون قرمز هستند و به همین خاطر برای مأموریت‌های جست‌وجو و نجات مثمر ثمر واقع می‌شوند. این سنسورها هنگام بلایای طبیعی با استفاده از گرمای بدن افراد می‌توانند آن‌ها را پیدا کنند. علاوه بر این باید به استفاده از پهپادها برای ارسال دارو و تجهیزات پزشکی در مناطق دور افتاده یا غیرقابل دسترس هم اشاره کنیم.
۲. جمع‌آوری اطلاعات حیاتی
سنسورهای موجود در پهپادها می‌توانند برای جمع‌آوری اطلاعات در حوزه‌های مختلف استفاده شوند. به‌عنوان مثال در صنعت کشاورزی پهپادهای مجهز به سنسورهای حرارتی را برای تشخیص دمای دام‌ها و حضور آب در زمین استفاده می‌کنند. علاوه بر این باید به کاربرد برخی سنسورهای الکترومغناطیسی برای مطالعات زمین‌شناسی اشاره کنیم. متخصصین ژئوفیزیک از چنین داده‌هایی برای تشخیص حضور نفت، گاز و دیگر موارد معدنی بهره می‌برند.
۳. نظارت هوایی
پهپاد برای نظارت هوایی در زمینه‌های مختلف هم استفاده می‌شود. به‌عنوان مثال کشاورزان برای نظارت بر محصولات کشاورزی و احشام خود از پهپاد استفاده می‌کنند و از طرف دیگر آتش‌نشانی برای اینکه ببیند آتش‌سوزی در جنگل تا چه حد پیش رفته می‌تواند از این گجت‌ها بهره ببرد.
۴. فیلم‌برداری و عکاسی
یکی از مهم‌ترین کاربردهای پهپادها در زمینه‌ی فیلم‌برداری و عکاسی هوایی است و حالا این کار به یک رشته‌ی تخصصی تبدیل شده است. به لطف پیشرفت پهپادها، دیگر برای این نوع فیلم‌برداری‌ها نیازی به استفاده از هلیکوپتر نیست و در کل هزینه‌های انجام چنین کارهایی را تا حد زیادی کاهش داده است.
۵. شناسایی بمب‌ها و انجام حملات هوایی
یکی از قدیمی‌ترین و شناخته‌شده‌ترین استفاده‌های پهپادها در ارتش است. پهپادهای نظامی از نوع بال ثابت هستند و می‌توانند کیلومترها پرواز کنند. این پهپادها با استفاده از تجهیزات دورسنج لیزری، ابزارهای تصویربرداری حرارتی و دیگر ابزارهای پیشرفته در کنار حملات هوایی و بمباران، برای کارهایی مانند شناسایی بمب‌ها هم استفاده می‌شوند.
۶. تحویل کالا با پهپاد
طی چند سال گذشته سرویس‌های تحویل کالا تغییرات متعددی را پشت سر گذاشته‌اند. در حال حاضر برخی شرکت‌ها به طور محدود برای تحویل کالا از پهپادها استفاده می‌کنند ولی چنین سرویس‌هایی هنوز همه‌گیر نشده‌اند.
تفاوت‌های پهپاد با هواپیمای کنترلی
یک هواپیمای RC یا کنترلی به وسیله‌ی فرستنده‌ی رادیویی کنترل می‌شود. این فرستنده‌ی رادیویی سیگنال‌هایی را به گیرنده‌ی هواپیما می‌فرستد که این سیگنال‌ها منجر به حرکت اجزایی مانند موتور و ملخ‌ها می‌شوند. اگرچه پهپادها و هواپیماهای کنترلی به دستگاه کنترل از راه دور متکی هستند، اما در واقع تفاوت‌های زیادی دارند. مهم‌ترین تفاوت آن به نحوه‌ی کنترل و موارد استفاده از آن‌ها برمی‌گردد.
پهپادهای پیشرفته به صورت خودکار در مسیرهای از پیش تعیین شده می‌توانند پرواز کنند و از لحاظ قدرت مانور نسبت به هواپیماهای کنترلی حرف بیشتری برای گفتن دارند. همچنین یک پهپاد می‌تواند تجهیزاتی مانند دوربین‌های پیشرفته را حمل کند. در رابطه با موارد استفاده هم هواپیماهای کنترلی عمدتاً برای سرگرمی استفاده می‌شوند اما پهپادها در خدمت اهداف حیاتی دیگری هستند.
سخن آخر
پهپادها روی هم رفته مبتنی بر تکنولوژی‌های پیشرفته‌ی شگفت‌انگیزی هستند که البته روزبه‌روز پیشرفته‌تر هم می‌شوند. اگرچه بسیاری از کاربران برای سرگرمی از پهپادها استفاده می‌کنند، اما همان‌طور که در این مطلب اشاره کردیم در صنایع مختلف نقش مهمی را ایفا می‌کنند.
منبع: Make Use Of
