جرى تطوير أول طائرة من دون طيار في كل من بريطانيا والولايات المتحدة خلال الحرب العالمية الأولى،وجرى اختبار الطائرة البريطانية للمرة الأولى في مارس (آذار) عام 1917 وهي طائرة صغيرة يتحكم فيها عن طريق الراديو.
أما اختبار الطائرة الأميركية، فجاء في أكتوبر (تشرين الأول) عام 1918، وعلى رغم أن كلتيهما أظهرت نتائج واعدة في اختبارات الطيران فإنهما لم تستخدما عملياً أثناء الحرب.
وخلال عام 1935 صنع البريطانيون عدداً من الطائرات التي يتم التحكم فيها من بعد لاستخدامها كأهداف لأغراض التدريب.
ونشرت طائرات الاستطلاع من دون طيار للمرة الأولى على نطاق واسع في حرب فيتنام شراك خداعية في القتال وإطلاق الصواريخ على أهداف ثابتة وإلقاء المنشورات للعمليات النفسية. هذا تاريخ الطائرات بدون طيار و سنتعرف ماهي الطائرات بدون طيار وكيف تعمل في عصرنا الحالي.
تعريف الطائرة بدون طيار؟
تقوم الطائرات بدون طيار ، التي يشار إليها أحيانا باسم المركبات الجوية بدون طيار (UAVs) ، بتنفيذ مهام تتراوح من الدنيوية إلى الخطيرة للغاية. يمكن العثور على هذه الطائرات الشبيهة بالروبوتات لإنقاذ ضحايا الانهيارات الجليدية بالإضافة إلى توصيل البقالة على عتبة داركم – وفي كل مكان تقريبا بينهما.
ما هي الطائرة بدون طيار؟
تشير الطائرة بدون طيار إلى أي مركبة جوية تتلقى أوامر عن بعد من طيار أو تعتمد على برنامج للطيران المستقل. تعرض العديد من الطائرات ميزات مثل الكاميرات لجمع البيانات المرئية والمراوح لتثبيت أنماط طيرانها. تبنت قطاعات مثل التصوير بالفيديو والبحث والإنقاذ والزراعة والنقل تكنولوجيا الطائرات بدون طيار.
تم تطوير الطائرات في الأصل للصناعات العسكرية والفضائية ، وقد وجدت طريقها إلى الاتجاه السائد بسبب مستويات السلامة والكفاءة المحسنة التي تجلبها. تعمل هذه الطائرات بدون طيار الروبوتية بدون طيار على متنها وبمستويات مختلفة من الاستقلالية.
يمكن أن يتراوح مستوى استقلالية الطائرة بدون طيار من التوجيه عن بعد (يتحكم الإنسان في تحركاته) إلى الاستقلالية المتقدمة ، مما يعني أنها تعتمد على نظام من أجهزة الاستشعار وأجهزة الكشف LiDAR لحساب حركتها.
المسافة التي تطيرها الطائرة
الطائرات المختلفة قادرة على السفر على ارتفاعات و مسافات متفاوتة. عادة ما تتمتع الطائرات قريبة المدى بالقدرة على السفر لمسافة تصل إلى ثلاثة أميال ويستخدمها الهواة في الغالب. يبلغ مدى الطائرات على المدى حوالي 30 ميلا.
تسافر الطائرات قصيرة المدى لمسافة تصل إلى 90 ميلا وتستخدم في المقام الأول للتجسس وجمع المعلومات الاستخباراتية. يبلغ مدى الطائرات بدون طيار متوسطة المدى 400 ميل ويمكن استخدامها لجمع المعلومات الاستخباراتية والدراسات العلمية وأبحاث الأرصاد الجوية.
تسمى الطائرات بدون طيار الأطول مدى الطائرات “التحمل” ولديها القدرة على تجاوز نطاق 400 ميل وما يصل إلى 3000 قدم في الهواء.
نظرا لأنه يمكن التحكم في الطائرات بدون طيار عن بعد ويمكن نقلها على مسافات وارتفاعات مختلفة ، فإنها تشكل مرشحين مثاليين لتولي بعض أصعب الوظائف في العالم. يمكن العثور عليهم وهم يساعدون في البحث عن ناجين بعد الإعصار ، مما يمنح سلطات إنفاذ القانون والجيش عينا في السماء أثناء المواقف الإرهابية ويتقدم البحث العلمي في بعض المناخات الأكثر تطرفا على هذا الكوكب. حتى أن الطائرات شقت طريقها إلى منازلنا وتعمل كترفيه للهواة وأداة حيوية للمصورين.
اقرأ ايضا استخدامات الطائرة بدون طيار
كيف تعمل الطائرات بدون طيار؟
تشارك العديد من الأجزاء خلف الكواليس لدعم التشغيل السلس للطائرات بدون طيار ، لذلك من المهم أن تتعرف على التكنولوجيا غير المأهولة أو عن بعد التي تشكل نظام الطائرة بدون طيار.
من تسليم الأوامر إلى ضمان وزن يمكن التحكم فيه ، يجب على الطيارين أن يأخذوا في الاعتبار العوامل المختلفة التي تجعل الطائرة بدون طيار مناسبة لوظائف محددة. من بين العديد من المتغيرات قيد التشغيل ، فإن بعض المكونات الأكثر أهمية للطائرة بدون طيار التي يجب مراعاتها هي محطة التحكم الأرضية (GCS) والحمولة وروابط البيانات.
ما هي تقنية الطائرات بدون طيار؟
تعتمد الطائرات بدون طيار على مجموعة من مكونات الأجهزة والبرامج لتحقيق الإقلاع والطيران والهبوط بنجاح. غالبا ما تكون الطائرات مجهزة بدوارات أو أجنحة ثابتة وأجهزة استشعار وأنظمة ملاحة وجيروسكوبات (للاستقرار) ، ويتم تشغيلها بواسطة محطات تحكم أرضية.
المركبات الجوية بدون طيار
يشار إلى الطائرات بدون طيار عادة باسم المركبات الجوية بدون طيار (UAV) ، في حين أن النظام بأكمله الذي يسمح للطائرة بالعمل هو UAS (نظام جوي بدون طيار).
الطائرة بدون طيار تمتلك أجنحة ثابتة أو إما بنية واحدة أو متعددة الدوران للطيران. توجد أيضا طائرات أخف من الهواء ، مثل المناطيد والبالونات ، والطائرات الصغيرة “رفرفة الجناح”.
محطة التحكم الأرضية (GCS)
محطات التحكم الأرضية هي وحدة التحكم المركزية التي تسمح للطائرة بدون طيار بالتحليق وتشغيل الطائرات بدون طيار. يمكن أن تكون هذه المحطات كبيرة مثل مكتب مع طرق عرض متعددة إلى صغيرة مثل وحدة تحكم محمولة أو حتى تطبيق.
يمكن التحكم في GCS أو تشغيله بواسطة الأقمار الصناعية وهو قادر على التحكم في الطيران ، والتحكم في أجهزة استشعار الحمولة ، وتوفير قراءات الحالة ، وتخطيط المهمة ، وربط نظام ربط البيانات.
الحمولات
تأتي الطائرات بدون طيار ، في مجموعة متنوعة من الأحجام وقادرة على حمل حمولات ذات حمولات متغيرة الحجم بنفس القدر. من الأدوية المنقذة للحياة إلى الطرود وأكثر من ذلك ، توفر الطائرات طريقة فعالة للتسليم ولكن يجب بناؤها للتعامل مع المهمة التي تقوم بها.
العديد من الطائرات بدون طيار قادرة على الطيران السريع عبر المحيطات بينما قد يقتصر البعض الآخر على بضعة آلاف من الأقدام فقط. قد تكون بعض الطائرات بدون طيار قادرة على حمل مئات الجنيهات بينما لا يستطيع البعض الآخر سوى إدارة أقل من عشرة. من الأهمية بمكان أن يختار المشغلين الطائرة بدون طيار المناسبة لمساعدتهم على إكمال المهمة التي يقومون بها.
روابط البيانات
تعمل روابط البيانات كمركز إرسال يسمح للطائرة بدون طيار بالتواصل مع المشغل الأرضي أثناء الطيران. عادة ما يستخدم رابط البيانات تقنية التردد اللاسلكي للتواصل ، ويوفر للمشغل بيانات مهمة مثل وقت الرحلة المتبقي ، والمسافة من المشغل ، والمسافة من الهدف ، وارتفاع السرعة الجوية والمزيد.
سيوفر التحكم في الطائرات بدون طيار عند 2.4 جيجاهرتز للتحكم و 5 جيجاهرتز للفيديو للمشغل ما يقرب من أربعة أميال من قابلية الاستخدام ، في حين أن ترددات 900 ميجاهرتز للتحكم في الطيران و 1.3 جيجاهرتز للتحكم في الفيديو يمكن أن توفر أكثر من 20 ميلا من قابلية الاستخدام – إضافة إلى قائمة الأسباب التي تجعل الطيارين يستخدمون UAS المناسب للمهمة التي يعتزمون تحقيقها.
اقرأ ايضا هل يمكن ان تطير الدرونز الى الفضاء؟
كيف تطير الطائرات بدون طيار؟
تعتمد الطائرات بدون طيار على عدد من الأجزاء التي تعمل معا من أجل إكمال المهام في ظل ظروف متغيرة. في حين أن الجيروسكوبات وقدرات الإقلاع والهبوط العمودي (VTOL) تجعل من السهل التحكم عن بعد في الطائرات ، فإن تقنية GPS و LiDAR تغرس الطائرات بدون طيار بإحساس قوي بالاتجاه. يتطلب الأمر كل هذه القطع لإنشاء طائرة بدون طيار تعمل لديها القدرة على مسح محيطها مع تحمل مجموعة من البيئات.
طائرات بدون طيار VTOL
تعتبر العديد من الطائرات بدون طيار ، عادة طائرات متعددة الدوار ، طائرات للإقلاع والهبوط العمودي (VTOL) نظرا لقدرتها على الإقلاع والطيران والتحليق والهبوط في وضع رأسي.
GNSS للطائرات بدون طيار
توجد في أنواع عديدة من الطائرات ، أنظمة الملاحة العالمية المزدوجة عبر الأقمار الصناعية (GNSS) مثل GPS و GLONASS بدون طيار قادرة على العمل في كل من الأوضاع غير الساتلية والأقمار الصناعية ، مما يوفر اتصالا محسنا أثناء التشغيل.
يسمح GNSS لتقنية السلامة في العودة إلى المنزل بالعمل على طائرة بدون طيار ويمكن تنشيطها من خلال وحدة التحكم عن بعد في المحطة الأرضية. يسمح ذلك للطيارين بمعرفة ما إذا كان هناك ما يكفي من الأقمار الصناعية GNSS للطائرات المتاحة لتحليق الطائرة بدون طيار بشكل مستقل.
والموقع الحالي للطائرة بدون طيار مقارنة بالطيار و “نقطة المنزل” للطائرة بدون طيار للعودة إليها. بالإضافة إلى إمكانية التحكم فيها من خلال وحدة التحكم ، يمكن أيضا تنشيط Return to Home تلقائيا بمجرد انخفاض البطارية أو عند فقدان الاتصال بين الطائرة بدون طيار ووحدة التحكم.
الجيروسكوبات
تتكون الجيروسكوبات من عجلة يمكن أن تدور في أي اتجاه على محورها وتستخدم في الطائرات لقياس معدل الدوران. نظرا لأن الجيروسكوب يركز على إمالة الطائرة بدون طيار ، فإنه يصبح ضروريا لتوفير الاستقرار. بهذه الطريقة ، يمكن للطائرات الحفاظ على اتجاهها وتقديم تجربة طيران سلسلة.
الخاتمة
وتبدو الآفاق المستقبلية للطائرات بدون طيار، التي تستطيع التحليق على ارتفاع يزيد على 10 آلاف متر، واستخدامها في أغراض متعددة ومعقدة أكثر للاغراض المدنية والعسكرية وغيرها لخفة وزنها وقدرتها على جمع المعلومات.
ولكن إذا تمّ استخدامها في المستقبل بشكل تجاري وعلى نطاق واسع فستظهر تساؤلات حقوقية حول مسألة الحفاظ على الخصوصية والمعلومات الشخصية للأفراد التي تجمع مثل هذه الطائرات المعلومات عنهم.
يا له من وقت إذا تمكن حتى المتحمسون من تحليق طائراتهم بدون طيار في الفضاء والعودة إلى الأرض بأمان. ستأخذ لعبة الطيران إلى مستوى جديد تماما ، على افتراض أن اللوائح ستسمح بالطيران إلى الفضاء.
موضوعات ذات صلة
