تكنـولـوجيا الطـــائرات بدون طيـــار نوع (QuadCopters) وتطبيقـاتها

تعتبر تكنولوجيا الطائرات بدون طيار نوع (Quadcopter) في السنوات الاخيرة شيء أساسي وحاجة لا غني عنها لأي مجتمع ينشد التطور والازدهار فهي تتميز بأن لها القدرة على الطيران والهبوط بدون تدخل الطيار اضافة الى ذلك  فلديها العديد من المميزات التي سنذكرها لاحقا, كما أن مشروع الطائرات بدون طيار من المشاريع المهمة التي تربط معظم تخصصات الهندسة.

تتم عملية الاقلاع والهبوط في هذا النوع من الطائرات بواسطه اربع محركات خاصة ومن هنا جاءت تسميتها (Quadcopter) ومع بعض الحسابات الدقيقة لاختيار نوعية المحركات وحجم وسعة البطارية فإننا نستطيع تصميم طائرة بدون طيار تستمر في الطيران لمسافات ولمدة اطول.

جميع الطائرات بدون طيار بما فيها هذا النوع بإمكاننا التحكم فيها بطريقتين اما مباشرة من خلال موجات الراديو حيث ان الطائرة تستقبل اشارات التحكم عن بعد من قبل الطيار أو أن الطائرة تستطيع التحكم بذاتها عن طريق المتحكم (Controller) الموجود عليها وتطبيق الحسابات ومعالجه البيانات والاستعانة بأجهزة الاستشعار (sensors) والتي تعتمد عليها الطائرة في التجكم بطيرانها ذاتيا ,, اضافة الى بعض وسائل الاتصال والقطع الضرورية والتي تضمن طيران الطائرة بدون طيار بشكل مستقر وآمن.

تصميم وتنفيذ طائرة بدون طيار نوع (Quadcopter) عن طريق اختيار المكونات والبرامج الضرورية والتي لابد من اختيارها بشكل دقيق وايضا الحسابات الدقيقة التي تستخدم لعمليات التوجيه والتحكم في الطائرة منها التحكم الذاتي والتي يجعل من استخدام الطائرة اكثر سهولة وسلاسة. كما ان الطائرة تحتوي على العديد من الامكانيات والمميزات نذكر أهمها:

1)        قدرة الطائرة علي الطيران في اوضاع مختلفة بشكل مستقر وآمن ومن هذه الاوضاع:

أ‌-        القدرة على الطيران بشكل مستقر في الجو والوقوف في نقطة ثابتة ومعينة باستقرار تام عن طريق تثبيت الارتفاع باستخدام حساسات معينة وايضا امكانية تثبيت الطائرة في احداثيات محددة (خط طول وخط عرض محدد)  باستخدام تقنية الجي بي اس (GPS).

ب‌-    القدرة على الطيران ضمن منطقه جغرافية وبمسار محدد ومرسوم على الخريطة من خلال استخدام الجي بي اس بشكل مستقل (Autonomously) بدون تدخل الطيار.

ت‌-    قدرتها ايضا على اداء وظيفة معينة في كل نقطة من نقاط الجي بي اس المحددة لها كالتحليق مثلا لفترة من الزمن في هذه النقطة أو الدوران بزاويه معينة حول نفسها وغيرها من الوظائف بحسب ما يتم برمجتها قبل الاقلاع.

ث‌-    قادرة على الطيران وتحديد او تغيير وجهتها الى المكان المراد الوصول اليه من خلال ارسال نقاط ال جي بي اس من المحطة الأرضية أثناء طيرانها (DRONS).  

2)       امكانية نقل الصور والفيديو من الكاميرات المثبتة علي الطائرة الي المحطة الارضية بشكل مباشر وبدقه عالية   ( HD).

3)      قدرة الطائرة علي تتبع الاشخاص من خلال تتبع الطائرة لنقاط الجي بي اس للمحطة الأرضية (جهاز اللاب توب مزود بالجي بي اس ) او أي جهاز يدعم الجي بي اس يكون مع الشخص باستخدام سوفت وير خاص.

4)       امكانية تحليل الصندوق الاسود للطائرة (LOG) وفهمه والذي من خلاله نستطيع تشخيص المشاكل التي يمكن ان تحدث للطائرة عند طيرانها ومعالجتها وتعديل البارامترات التي توثر على الطيران واختيارها بما يتوافق مع اسلوب الطيران.

5)      تنفيذ الجزء الخاص بالأمان للطائرة وهو ان تمنح الطائرة الامان والحماية في حاله فقدان الاشارة من المحطة الارضية او الخروج من نطاق محدد في منطقة جغرافية نتيجة للظروف الجوية او فقدان اشارة الجي بي اس او انخفاض مستوى البطارية او حدوث أي مشكلة اخري وذلك بأن تقوم الطائرة بالهبوط الاضطراري او العودة إلي نقطة الانطلاق.

وكما لا يخفى على بال احد ان هذه الطائرات تستخدم في مجالات وتطبيقات عديدة في جميع نواحي الحياة نظرا للمميزات والامكانيات الموجودة فيها ومن هذه التطبيقات التي يتم فيها استخدام الطائرات بدون طيار ما يلي:

·      التصوير والمسح للمواقع الأثرية.

·      المجال البيئي / الأرصاد الجوية: على سبيل المثال، دراسة المناخ، ورصد العواصف والأنهار الجليدية ورسم الخرائط، وجمع البيانات العامة.

·       المجالات العسكرية: التجسس والمراقبة والغارات الجوية.

·      المجال الأمني: المراقبة والرصد والسيطرة ومراقبة ورصد حركة المرور، وفي البحث والإنقاذ وحالات مساعدة الرهائن وتتبع المجرمين الفارين.

·      مكافحة الحرائق ورصد الحرائق والذي يتم فيها استخدام الطائرات بدون طيار للكشف عن مصدر الحريق وبالتالي اخماده.

·      الرعاية الصحية، بما في ذلك تسليم الإمدادات الطبية على سبيل المثال، واللقاحات، أجهزة تنظيم ضربات القلب للناس في حالات الطوارئ، أو غيرها من اللوازم، وخاصة في المناطق النائية.

·      الزراعة: رصد المحاصيل وإدارتها بما في ذلك الرش والري وايضا في تقييم الثروة الحيوانية.

·       الاستخدام التجاري: التسليم وخدمه التوصيل.

·      التصوير الجوي، بما في ذلك التصوير المعماري، والتصوير الفوتوغرافي والتصوير في الاحتفالات الرسمية والمهرجانات الموسيقية.

·       تستخدم في أفلام التصوير السينمائي، البرامج التلفزيونية، والإعلانات التلفزيونية

·       التفتيش على أنظمة الطاقة الشمسية، وتوربينات الرياح وخطوط الكهرباء باستخدام كاميرات التصوير الحراري.

·       التفتيش للأراضي والمساحات.

·      تفتيش انابيب خطوط النفط باستخدام كاميرات الأشعة تحت الحمراء.

·      عمل الخرائط ثلاثية الابعاد (3D)  والتي تستخدم في شركات الاتصالات والنفط.

·      تستخدم في شركات الاتصالات لعمليات التفتيش للهوائيات لإصلاح  المشاكل وغيرها.

·       في المطارات لتبديد الغيوم.

·      البحث والانقاذ اثناء الكوارث الطبيعية.