انتقال برق بیسیم؛ فناوری جدید آمریکا برای افزایش زمان پرواز پهپادهای نظامی
محدودیت ظرفیت باتری همواره یکی از مهمترین چالشهای پهپادهای کوچک، بهویژه در مأموریتهای نظامی و امنیتی بوده است. بسیاری از پهپادهای امروزی تنها برای مدت محدودی قادر به انجام مأموریت هستند و پس از اتمام شارژ باتری باید به پایگاه بازگردند یا باتری آنها تعویض شود. این موضوع علاوه بر افزایش هزینههای عملیاتی، باعث ایجاد وقفه در مأموریتهای حساس نیز میشود.
به گزارش تجارت نیوز، اکنون نیروی هوایی ایالات متحده با حمایت از یک پروژه تحقیقاتی جدید تلاش میکند این محدودیت را برطرف کند. در این طرح، فناوری انتقال برق بیسیم بهعنوان راهکاری برای تأمین انرژی پهپادها در حین مأموریت مورد بررسی قرار گرفته است؛ فناوریای که در صورت موفقیت میتواند آینده عملیات پهپادی را متحول کرده و استقامت پروازی این سامانههای بدون سرنشین را به میزان چشمگیری افزایش دهد.
آغاز پروژه مشترک برای توسعه انتقال برق بیسیم پهپادها
شرکت Reach Power و آزمایشگاه NIMBUS وابسته به دانشگاه نبراسکا-لینکلن موفق شدهاند از طریق برنامه انتقال فناوری کسبوکارهای کوچک (STTR) و با حمایت AFWERX، قرارداد فاز نخست این پروژه را دریافت کنند. هدف اصلی این همکاری، بررسی امکان انتقال انرژی از راه دور به پهپادهایی است که برای مدت طولانی در یک نقطه از آسمان مستقر میشوند.
این پهپادها معمولاً نقش مهمی در ایجاد شبکههای ارتباطی، جمعآوری اطلاعات، عملیات شناسایی، نظارت و پشتیبانی از نیروهای نظامی دارند. اگر انتقال انرژی بدون سیم بتواند بهصورت پایدار انرژی مورد نیاز این سامانهها را تأمین کند، دیگر نیازی به فرودهای مکرر برای شارژ یا تعویض باتری نخواهد بود.
قرارداد فعلی در قالب فاز نخست برنامه STTR منعقد شده و در این مرحله، پژوهشگران تنها روی اثبات امکانپذیری فنی این فناوری تمرکز خواهند کرد. در صورت موفقیت، پروژه وارد مراحل بعدی شده و بودجه بیشتری برای ساخت نمونههای اولیه و انجام آزمایشهای میدانی دریافت خواهد کرد.
یکی از بزرگترین مشکلات پهپادهای نظامی؛ محدودیت باتری
در سالهای اخیر استفاده از پهپادهای کوچک در مأموریتهای نظامی رشد بسیار زیادی داشته است، اما ظرفیت محدود باتری همچنان یکی از نقاط ضعف اصلی این تجهیزات محسوب میشود. بسیاری از پهپادهای تاکتیکی تنها بین ۳۰ تا ۹۰ دقیقه امکان پرواز دارند و پس از آن باید برای شارژ مجدد یا تعویض باتری به پایگاه بازگردند.
این محدودیت در عملیاتهای حساس میتواند باعث ایجاد شکاف اطلاعاتی شود؛ زیرا در زمان بازگشت پهپاد، نظارت بر منطقه متوقف خواهد شد. همچنین در میدان نبرد، تعویض باتری علاوه بر صرف زمان، نیروهای عملیاتی را نیز در معرض خطر قرار میدهد.
پژوهشگران امیدوارند انتقال برق بیسیم بتواند این مشکل قدیمی را برطرف کرده و امکان حضور طولانیتر پهپادها را در آسمان فراهم کند.
انتقال برق بیسیم چگونه به افزایش زمان پرواز کمک میکند؟
در این پروژه، فناوری اختصاصی شرکت Reach Power با توانمندیهای آزمایشگاه NIMBUS در زمینه سامانههای خودران، رباتیک و ارتباطات هوشمند ترکیب خواهد شد.
هدف آن است که انرژی مورد نیاز پهپادها بدون اتصال فیزیکی و از فاصله مشخص به آنها منتقل شود. در صورت دستیابی به راندمان مناسب، پهپادها میتوانند هنگام انجام مأموریت، انرژی مورد نیاز خود را دریافت کنند و مدت بسیار بیشتری در آسمان باقی بمانند.
این فناوری بهویژه برای پهپادهایی که بهصورت ثابت در یک منطقه مستقر میشوند و نقش دکل ارتباطی یا سکوی جمعآوری اطلاعات را ایفا میکنند، اهمیت فراوانی دارد. در چنین شرایطی دیگر نیازی به فرودهای مکرر وجود نخواهد داشت و مأموریتها بدون وقفه ادامه پیدا میکنند.
کاهش هزینههای عملیاتی و افزایش آمادگی رزمی
کریس داولانتس، بنیانگذار و مدیرعامل Reach Power، معتقد است تأمین انرژی پایدار یکی از مهمترین نیازهای سامانههای خودران به شمار میرود.
به گفته او، انتقال برق بیسیم میتواند زمان حضور پهپادهای کوچک در محل مأموریت را افزایش داده و از مأموریتهای ارتباطی و اطلاعاتی پشتیبانی کند. همچنین کاهش دفعات تعویض باتری و بازیابی پهپادها باعث میشود بار کاری نیروهای نظامی کاهش یابد و آنها بتوانند تمرکز بیشتری بر اجرای مأموریتهای اصلی داشته باشند.
کارشناسان نظامی نیز معتقدند کاهش تعداد فرود و برخاست پهپادها نهتنها هزینههای لجستیکی را پایین میآورد، بلکه احتمال شناسایی موقعیت نیروهای عملیاتی توسط دشمن را نیز کمتر میکند.
نقش AFWERX در توسعه فناوریهای نوین دفاعی
پشتیبانی مالی این پروژه از سوی برنامه SBIR/STTR وزارت نیروی هوایی آمریکا انجام میشود؛ برنامهای که از سال ۲۰۱۸ با هدف سرعت بخشیدن به ورود فناوریهای نوآورانه بخش خصوصی به صنایع دفاعی آغاز به کار کرده است.
AFWERX طی سالهای گذشته تلاش کرده روند اعطای قراردادهای تحقیقاتی به استارتآپها و شرکتهای دانشبنیان را سادهتر کند تا فناوریهای نوظهور سریعتر وارد چرخه توسعه نظامی شوند.
بر اساس آمار منتشرشده، از زمان آغاز این برنامه تاکنون صدها پروژه فناورانه در حوزههای هوش مصنوعی، رباتیک، سامانههای خودران، ارتباطات، انرژی و تجهیزات دفاعی از حمایت این نهاد برخوردار شدهاند و بسیاری از آنها اکنون وارد مراحل توسعه عملیاتی شدهاند.
دانشگاه نبراسکا؛ بازوی علمی پروژه
آزمایشگاه NIMBUS دانشگاه نبراسکا-لینکلن نیز یکی از مراکز شناختهشده آمریکا در حوزه رباتیک، سامانههای هوشمند و ماشینهای خودران محسوب میشود.
بریتانی دانکن، مدیر این آزمایشگاه، اعلام کرده است که همکاری با Reach Power فرصتی ارزشمند برای بررسی کاربردهای واقعی انتقال برق بیسیم در مأموریتهای نظامی فراهم کرده است.
به گفته او، هدف اصلی این پروژه ارزیابی توانایی پهپادهای مستقر در آسمان برای ایفای نقش بهعنوان گرههای ارتباطی و سامانههای حسگری دائمی است. این تحقیق همچنین میتواند به توسعه فناوریهایی منجر شود که علاوه بر حوزه دفاعی، در مأموریتهای امداد و نجات، مدیریت بحران، پایش محیط زیست و حتی صنایع غیرنظامی نیز کاربرد داشته باشند.
آینده پهپادهای نظامی با انرژی بیسیم
کارشناسان معتقدند اگر این فناوری بتواند در آزمایشهای میدانی موفق عمل کند، نسل آینده پهپادها با تفاوتهای اساسی نسبت به نمونههای فعلی وارد میدان خواهند شد.
افزایش مدت پرواز، کاهش وابستگی به باتری، کاهش هزینههای نگهداری، افزایش پایداری شبکههای ارتباطی، بهبود عملیات شناسایی و نظارت، کاهش نیاز به نیروی انسانی و افزایش آمادگی رزمی از جمله مهمترین مزایای احتمالی این فناوری به شمار میروند.
البته هنوز این پروژه در مرحله تحقیقاتی قرار دارد و تا استفاده عملیاتی از آن فاصله وجود دارد، اما نتایج اولیه میتواند مسیر توسعه سامانههای پروازی بدون سرنشین را در سالهای آینده تغییر دهد.
فناوری انتقال برق بیسیم اکنون به یکی از جذابترین حوزههای تحقیقاتی در صنایع دفاعی تبدیل شده است. سرمایهگذاری نیروی هوایی آمریکا روی این پروژه نشان میدهد که افزایش ماندگاری پهپادها در آسمان، به یکی از اولویتهای مهم ارتشهای مدرن تبدیل شده است. اگر پژوهشهای مشترک شرکت Reach Power و دانشگاه نبراسکا به نتایج موفقیتآمیز برسد، در آینده نزدیک ممکن است پهپادهایی را ببینیم که بدون نیاز به تعویض مداوم باتری، ساعتها یا حتی برای مدت بسیار طولانیتر در مأموریتهای شناسایی، ارتباطی و نظارتی فعالیت کنند؛ موضوعی که میتواند شیوه اجرای عملیات نظامی و مدیریت میدان نبرد را دگرگون سازد.