شارژ پهپادهای الکتریکی با باتری پرنده

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان؛ از زمان اختراع هواپیما، مسائل مختلفی وجود داشت که عملکرد آن‌ها را محدود می‌کرد. تعدادی از این چالش‌ها، مهارت خلبان، قابلیت‌های سخت‌افزاری و میزان سوخت بود. به منظور حل این مشکل از 1923 طرح برای سوخت‌گیری در هوا ارائه و اجرایی شد. این ایده مدتی قبل شکلی جدیدتر به خود گرفت و ارتش آمریکا هم‌اکنون در حال طراحی پهپادی است که وظیفه سوخت رانی در میان هوا را انجام می‌دهد.

از طرفی پهپادها، ابزارهای پرنده‌ای هستند که انسانی در آن قرار ندارد. این ویژگی تعدادی از چالش‌های یاد شده را کاهش می‌دهد؛ اما مسئله باتری همچنان باقی می‌مانند. به همین دلیل تعدادی از پژوهشگران به دنبال راهی هستند که بتوان باتری را در میان مأموریت، در هوا شارژ کنند.

در سال 2015، آزمایشی با جنگنده بدون سرنشین «X-47B» نشان داد، این ابزارها اگر از سوخت‌های سنتی استفاده کنند، مفید خواهند بود و توان سوخت‌گیری را در هوا دارند؛ اما نمونه‌هایی که با موتور الکتریکی کار می‌کنند چطور؟

امروزه کوادکوپترها  (پهپاد 4 ملخه) را می‌توان در همه جدا پیدا کرد و در طیف گسترده‌ای از مأموریت‌ها از آن‌ها بهره گرفته می‌شود؛ اما این ابزارها از زمان پرواز بسیار کمی برخوردار هستند که آن‌ها را آل برای شارژ شدن در میان هوا به کاندیدای ایده تبدیل می‌کند.

ژوهشگران آزمایشگاه رویاتیک با کارایی بالا (HiPeRLab) در دانشگاه کالیفرنیا برکلی، موفق به توسعه روشی شده‌اند که امکان شارژ در هوا را فراهم کرده، مدت‌زمان پرواز کوادکوپترها را تا 2 برابر افزایش می‌دهد.

باتری‌ها از اصلی‌ترین قطعات پهپادهای الکتریکی به حساب می‌آیند؛ اما سنگین‌ترین بخش آن نیز هستند. به همین دلیل افزایش ابعاد باتری معمولاً به کاهش زمان پرواز می‌انجامد، نه افزایش آن. در عوض با به کار گرفتن باتری‌های کوچک و فراهم کردن قابلیت شارژ در میان هوا، می‌توان مدت‌زمان پرواز را بهبود داد.

کوادکوپترها به طور میانگین 20 دقیقه می‌توانند پرواز کنند؛ به همین دلیل سربازان باید با در نظر گرفتن این محدودیت، به بهترین شکل ممکن از قابلیت‌های ابزار مورد بحث بهره بگیرند؛ اما با استفاده از طرح مذکور می‌توان مدت زمان را تا 40 دقیقه افزایش داد. بنابراین امکان نظارت و شناسایی بهتری به وجود می‌آید.

طرح یاد شده به این صورت است که پس از به هوا بلند شدن پهپاد اصلی، 2 یا چند نمونه‌ی دیگر که در واقع باتری‌های پرنده هستند به هوا بلند می‌شوند. در قسمت بالایی پهپاد اصلی محلی برای قرار گرفتن باتری وجود دارد که به‌صورت مرتب دیگر نمونه‌های روی آن فرود آمده، باتری خود را به آن متصل می‌کنند. در این حالت مدار موازی موجود در پهپاد اصلی به باتری پهپاد شارژر سوییچ کرده و از آن بهره می‌برد. درنهایت پهپاد شارژر جدا شده برای آماده سازی به پایگاه بازمی‌گردد و یک نمونه‌ی دیگر روی پهپاد اصلی می‌نشیند. این چرخه مدت زمان شارژ را تا 2 برابر افزایش می‌دهد.

طرح مذکور تنها یک نمونه اثبات مفهوم بوده و در محیط آزمایشگاهی، پیاده‌سازی شده است؛ بنابراین زمان تجاری‌سازی یا استفاده از ارتش آمریکا از آن مشخص نیست.