پهپاد جیبی تاشو: نوآوری ۱۱۲ گرمی دانشگاه تگزاس A&M با قابلیت تثبیت سریع

دانشجویان آزمایشگاه پرواز عمودی پیشرفته (AVFL) در دانشگاه «تگزاس A&M» موفق به توسعه یک وسیله نقلیه هوایی کوچک (MAV) با وزن تنها ۱۱۲ گرم شده‌اند. این پهپاد انقلابی قابلیت تاشدن به اندازه یک تلفن هوشمند را دارد و می‌تواند پس از پرتاب در هوا، در عرض چند ثانیه باز شده و وضعیت خود را تثبیت کند. این دستاورد مهندسی، افق‌های جدیدی را در کاربردهای پهپادهای کوچک می‌گشاید.

پایداری هوشمند از طریق کنترل پیشرفته

یکی از ویژگی‌های برجسته این پهپاد جیبی، توانایی آن در بازیابی سریع تعادل و شناور ماندن روان در هوا است. این قابلیت از طریق استفاده از حسگرها و الگوریتم‌های هوشمند میسر شده است. حتی اگر پهپاد با سرعت بسیار زیاد، تا ۲۵۰۰ درجه در ثانیه، پرتاب و چرخانده شود، می‌تواند به سرعت تعادل خود را بازیابد و در هوا شناور بماند.

کلید این توانایی، یک کنترل‌کننده بازخورد پیشرفته است که به پهپاد اجازه می‌دهد پس از پرتاب، از چرخش‌های سریع بهبود یابد و به درستی جهت‌یابی کند. تیم AVFL آزمایش‌های پروازی متعددی را انجام داده است که در آن پهپاد به روش‌های مختلف، از پرتاب‌های آرام گرفته تا پرتاب‌های پرقدرت، پرتاب شد. در هر مورد، حسگرها و الگوریتم‌های داخلی، جهت‌گیری پهپاد را خوانده و پروانه‌ها را تنظیم می‌کردند تا آن را در یک حالت شناور نرم قرار دهند.

این توانایی بازیابی فوری، مزیت بزرگی به این پهپاد می‌دهد. بسیاری از پهپادها به کنترل دقیق یا برخاستن کنترل‌شده نیاز دارند، اما این یکی به محض اینکه از دست شما جدا می‌شود، آماده پرواز است.

طراحی برای استحکام و قابلیت حمل

طراحی بازوهای تاشوی این پهپاد، نتیجه یک تلاش مهندسی دقیق است. تیم دانشگاه «تگزاس A&M»، شامل دانشجویان کارشناسی فرید صائمی و هانتر دنتون، هدف خود را ایجاد تعادل بین اندازه، وزن و عملکرد در یک طراحی واحد قرار دادند.

• بازوهای تاشو: وقتی جمع می‌شوند، فضای اشغال شده توسط پهپاد را کاهش داده و حمل آن را آسان‌تر می‌کنند.
• نیروی بالابرنده: وقتی باز می‌شوند، نیروی بالابرنده کافی برای معلق ماندن پایدار را فراهم می‌کنند.

این ترکیب باعث می‌شود پهپاد در هوا قوی باشد و در عین حال بسیار قابل حمل باقی بماند. تیم تحقیقاتی برای اطمینان از عملکرد این پهپاد به مدل‌سازی دینامیک پرواز پیشرفته متکی بود. آنها یک مدل شش درجه آزادی (6DOF) ساختند که نحوه رفتار پهپاد را در فضای سه‌بعدی شبیه‌سازی می‌کند و نیروهایی مانند نیروی بالابرنده، نیروی اصطکاک و گشتاور را در نظر می‌گرفت.

سازندگان برای اطمینان از دقت، مدل را با داده‌های پرواز در دنیای واقعی که با استفاده از سیستم‌های ردیابی حرکت گرفته شده بود، اعتبارسنجی کردند. این تیم، طراحی خود را با مقایسه مدل با عملکرد واقعی اصلاح کرد و توانایی این پهپاد را در مدیریت پرتاب‌های غیرقابل پیش‌بینی بهبود بخشید.

کاربردهای دنیای واقعی برای پهپادهای کوچک

کاربردهای بالقوه این پهپاد جیبی بسیار فراتر از آزمایشگاه است. شکل کوچک و استقرار سریع آن، آن را در موقعیت‌های اضطراری ارزشمند می‌کند:

• امداد و نجات: امدادگران می‌توانند چندین پهپاد را حمل و آنها را به مناطق فاجعه‌زده پرتاب کنند تا خسارات را ارزیابی کرده یا بازماندگان را در مناطق خطرناک پیدا کنند.
• عملیات نظامی: نیروهای ارتش می‌توانند این پهپاد را برای مأموریت‌های شناسایی به کار گیرند، بدون نیاز به حمل تجهیزات حجیم.
• کاربردهای غیرنظامی: این پهپاد می‌تواند برای عکاسی هوایی، بازرسی ساختمان‌ها یا کاوش در نقاط صعب‌العبور مانند پشت‌بام‌ها و سازه‌های بلند استفاده شود.

با قابلیت حمل آسان، حتی کاربران عادی نیز می‌توانند بدون آموزش فنی آن را به کار گیرند. این دستاورد نشان می‌دهد که مهندسی در مقیاس مینیاتوری به معنای فدا کردن قدرت یا قابلیت اطمینان نیست.