بررسی فناوری پهپادها: کاربردها، ایمنی پرواز و مقررات هوایی

 

مقدمه

فناوری پهپادها به سرعت در حال گسترش است و کاربردهای متعددی از نقشه‌برداری و فیلم‌برداری تا کشاورزی و امداد و نجات را شامل می‌شود. با این حال، استفاده از پهپادها نیازمند آگاهی از ایمنی پرواز و مقررات هوایی است. در این مقاله، به بررسی مزایا و ملاحظات باتری‌های لیتیوم پلیمر، مقایسه هواپیماهای بدون سرنشین و مولتی روتورها، و دیگر جوانب مربوط به پهپادها خواهیم پرداخت.

مزایا و ملاحظات باتری‌های لیتیوم پلیمر

باتری‌های لیتیوم پلیمر (LiPo) به دلیل نرخ تخلیه و شارژ بالا و چگالی انرژی بالا، محبوبیت زیادی در صنعت پهپادها دارند. این باتری‌ها می‌توانند انرژی بالایی را در حجم کم ذخیره کنند و وزن کمتری نسبت به سایر باتری‌ها دارند. برخلاف باتری‌های لیتیوم یونی، جریان درون باتری‌های LiPo اثر مخربی بر سیستم الکترونیک ندارد. اما باید توجه داشت که باتری‌های LiPo قیمت بالایی دارند و قابلیت انفجار یا اشتعال دارند. برای نگهداری این باتری‌ها، باید در دمای ۵ تا ۳۵ درجه نگهداری شوند، از شارژ کردن در حالت گرم خودداری شود، از قرار گرفتن در معرض نور مستقیم خورشید جلوگیری شود و باتری نباید کامل تخلیه شود یا مدت طولانی با شارژ پر نگهداری شود. بهترین میزان شارژ برای نگهداری حدود ۴۵٪ است.

مقایسه هواپیماهای بدون سرنشین و مولتی روتورها

هواپیماهای بدون سرنشین و مولتی روتورها هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. هواپیماهای بدون سرنشین نیاز به باند برای نشست و برخاست دارند و در ارتفاع بالا پرواز می‌کنند. این نوع پهپادها مصرف انرژی پایین‌تری دارند و مداومت پروازی و برد بیشتری نسبت به مولتی روتورها دارند. اما هواپیماهای بدون سرنشین امکان پرواز ایستا یا هاور را ندارند و زمان آماده‌سازی برای عملیات بیشتری نسبت به مولتی روتورها نیاز دارند. در مقابل، مولتی روتورها زمان آماده‌سازی کمتری دارند، خلبانی آسان‌تری به دلیل هوشمند بودن دارند و مانورپذیری و انعطاف‌پذیری بیشتری دارند. مکانیک مولتی روتورها ساده‌تر اما الکترونیک آن‌ها پیچیده‌تر از هواپیماهای بدون سرنشین است.

بازگشت به مبدا و ملاحظات کابل‌های فشار قوی

سیستم بازگشت به مبدا در مولتی روتورها به گونه‌ای طراحی شده است که اگر ارتباط رادیویی قطع شود، پهپاد به صورت اتوماتیک به موقعیت اولیه بازمی‌گردد. این سیستم به شرطی کار می‌کند که در مسیر بازگشت مانع فیزیکی یا اخلالگر مخابراتی GPS نباشد. در این مورد، نزدیکی خلبان به کابل‌های فشار قوی می‌تواند اختلالاتی ایجاد کند، اما اگر پهپاد از قبل موقعیت مبدا را تعیین کرده باشد، بازگشت به مبدا انجام خواهد شد.

اختصارات مهم در فناوری پهپادها

آشنایی با اصطلاحات و اختصارات رایج در فناوری پهپادها ضروری است:

• UAV: Unmanned Aerial Vehicle

• UAS: Unmanned Aerial System

• RC: Remote Control

• ESC: Electronic Speed Controller

• LiPo: Lithium Polymer Battery

• AIP: Aeronautical Information Publication

• A/C: Aircraft

• EP: Equipment Performed

• IRIAA: Iranian Army Aviation

• IRCAO: Iran Civil Aviation Organization

• IRSAF: Iran Space and Aerospace Force

پهپادهای سمپاش و برد پرواز

برد پرواز زیاد در مولتی روتورهای سمپاش چندان موثر و مفید نیست. زیرا مسیر پرواز این پهپادها رفت و برگشتی است و مخزن سم به سرعت تخلیه می‌شود. بنابراین برد زیاد در این نوع پهپادها کارایی چندانی ندارد.

پهپادهای مناسب برای اطفای حریق

مولتی روتورها و هلیکوپترها به دلیل امکان حمل بار زیاد و پرواز ایستا یا هاور برای اطفای حریق مناسب هستند. این پهپادها می‌توانند مواد اطفای حریق را به مناطق مورد نظر منتقل کنند و به سرعت مخازن خود را پر کنند.

اختلالات در سنسورهای پهپاد

قطب‌نما، GPS و سنسور اولتراسونیک پهپادها در شرایط مختلف دچار اختلال می‌شوند. قطب‌نما در میدان‌های مغناطیسی قوی یا نزدیکی به آهن و آهن‌ربا اختلال پیدا می‌کند. GPS در زیر سقف و توده‌های ابری سنگین و نزدیکی به منابع امواج قوی مانند کابل‌های فشار قوی دچار مشکل می‌شود. سنسور اولتراسونیک نیز در ارتفاع بالا و روی سطوح مواج مانند آب دچار خطای شدید می‌شود.

عوامل خطر در پرواز پهپادها

عوامل مختلفی می‌توانند در پرواز پهپادها خطر ایجاد کنند:

• رطوبت: تا زمانی که بیش از ۹۵ درصد نشود، خطری ندارد.

• باد بالای ۳۵ کیلومتر بر ساعت: خطرناک است و ممکن است پهپاد نتواند خود را کنترل کند.

• گرد و غبار: معمولاً خطری ندارد مگر اینکه به موتور و سنسورها آسیب بزند.

• ابر و مه: باعث کاهش دید و افزایش رطوبت می‌شود.

• کابل فشار قوی: نزدیک شدن به کابل‌های ولتاژ بالا می‌تواند خطرناک باشد و اختلال در GPS و ارتباطات رادیویی ایجاد کند.

• نور شدید آفتاب: مشکلی ایجاد نمی‌کند اما نباید پهپاد در معرض نور مستقیم رها شود.

مناطق ممنوعه برای پرواز پهپاد

پرواز پهپاد در مناطق خاصی بدون مجوز ممنوع است:

• معادن: نیاز به مجوز مالک و هماهنگی پروازی.

• پادگان‌ها، سفارتخانه‌ها، خطوط برق فشار قوی، خطوط انتقال نفت و گاز، بنادر، پالایشگاه‌ها: پرواز ممنوع بدون مجوز.

• تاسیسات تصفیه آب و سدها: نیاز به مجوز خاص.

• راه‌های روستایی و مزارع: نیاز به مجوز مالک یا نهاد مرتبط.

حریم‌های هوایی و مقررات مربوطه

حریم‌های هوایی به چهار دسته تقسیم می‌شوند:

• Prohibited (PAPA): مناطق پرواز ممنوع.

• Restricted (Romeo): مناطق پرواز محدود با نیاز به هماهنگی و مجوز.

• Danger (Delta): مناطق پرواز خطرناک با احتمال تست سلاح و مهمات.

• Caution (Charlie): مناطق هشدار که پرواز در آن‌ها نیاز به دقت بیشتری دارد.

نکات مهم قبل و حین پرواز مولتی روتورها قبل از پرواز

• چک کردن مکانیکی اجزا: اطمینان از سلامت اجزا.

• چک کردن الکتریکی: بررسی باتری، موتور، سیم‌کشی، کانکتورها.

• چک کردن الکترونیکی و سیستمی: بررسی سنسورها، GPS، قطب‌نما، شدت سیگنال‌ها، دستگاه رادیو کنترل.

• چک کردن حریم پروازی: بررسی موانع، نقشه حریم‌های هوایی، وضعیت آب و هوا.

حین پرواز

• پرواز در خط دید و بدون مانع بین خلبان و پهپاد.

• دوری از کابل‌های فشار قوی و آنتن‌ها.

• چک کردن مداوم باتری/سوخت و دمای باتری.

• چک کردن آنتن‌دهی GPS و رادیو کنترل.

• چک کردن باد و آب و هوا.

ساخت فرودگاه نظامی در حریم‌های هوایی

در حریم پرواز ممنوع (PAPA)، امکان ساخت فرودگاه نظامی وجود ندارد. اما در حریم پرواز خطرناک (Delta)، می‌توان فرودگاه نظامی احداث کرد به شرطی که هماهنگی لازم با نهاد مربوطه انجام شود.

ملاحظات پرواز کوادکوپترهای فیلم‌برداری روی دریا

برای پرواز کوادکوپترهای فیلم‌برداری روی دریا باید ملاحظات خاصی رعایت شود:

• دور نشدن زیاد از ساحل.

• نزدیک نشدن به سطح آب به دلیل اختلال سنسورهای اولتراسونیک.

• بالا بردن پهپاد به ازای افزایش عمق برای جلوگیری از اختلال رادیویی.

• رساندن پهپاد به خشکی قبل از رسیدن باتری به ۳۰٪.

حریم هوایی نیروگاه اتمی بوشهر

نیروگاه اتمی بوشهر دارای حریم هوایی Restricted (Romeo) است. این نوع حریم به دلیل حساسیت بالای نیروگاه و موقعیت آن در مسیر تقرب فرودگاه بوشهر ایجاد شده است. هر پرواز در این حریم باید با پدافند هوایی هماهنگ شود تا از امنیت و ایمنی پرواز اطمینان حاصل گردد.

حق تقدم در محدوده تقرب فرودگاه

چنانچه چهار وسیله پرنده (هواپیمای مسافربری، جنگنده، بالگرد امداد هلال احمر، پهپاد پهن پیکر نظامی) به محدوده تقرب فرودگاه نزدیک شوند، حق تقدم به ترتیب زیر است:

• پرواز اضطراری و امدادی: اولویت با بالگرد امداد هلال احمر است.

• هواپیمای مسافربری: دومین اولویت را دارد.

• جنگنده: در صورت عدم وجود پرواز اضطراری، جنگنده در اولویت بعدی قرار می‌گیرد.

• پهپاد پهن پیکر نظامی: در آخرین اولویت قرار دارد.

نتیجه‌گیری

فناوری پهپادها پتانسیل زیادی برای کاربردهای متنوع دارد، اما استفاده ایمن و مؤثر از آنها نیازمند آگاهی از تکنولوژی‌های به کار رفته، ملاحظات ایمنی و مقررات هوایی است. درک مزایا و معایب باتری‌های لیتیوم پلیمر، تفاوت‌ها و کاربردهای هواپیماهای بدون سرنشین و مولتی روتورها، و همچنین آگاهی از مناطق ممنوعه و محدود پروازی، می‌تواند به استفاده بهتر و ایمن‌تر از پهپادها کمک کند. رعایت نکات ایمنی قبل و حین پرواز نیز از اهمیت بالایی برخوردار است تا از حوادث و خطرات احتمالی جلوگیری شود.

 

 

 

در صورت نیاز به خرید پهپاد سمپاش  کلیک نمایید.