پهپادهای آمریکایی به فناوری شارژ بی‌سیم مجهز می شوند

سازمان پروژه‌های پژوهشی پیشرفتۀ دفاعی ایالات متحده (DARPA) در حال توسعۀ تکنولوژی انتقال بی‌سیم انرژی، یا “پاور-بیمینگ” است، که امکان شارژ بی‌سیم پهپادها در زمان پرواز را فراهم می‌کند، بدون اینکه نیازی به بازگشت به پایگاه برای شارژ یا تعویض باتری باشد.

به گزارش تک‌ناک، دکتر ایفانا محبوب، استادیار مهندسی برق و کامپیوتر در دانشگاه تگزاس، قبلاً در سال 2021 جایزۀ هیئت علمی جوان را از دارپا دریافت کرده بود و این سازمان در طول دو سال، 500هزار دلار آمریکا برای پروژۀ خود به او اهدا کرد. این بودجه، کمک هزینۀ 250هزار دلاری اضافی برای ادامۀ توسعۀ فناوری پرتو برق را ارائه می‌دهد.

به احتمال زیاد از قبل با فناوری شارژ بی‌سیم آشنا باشید. برخی از تلفن‌های همراه در حال حاضر از فناوری بی‌سیم میدان نزدیک برای شارژ باتری با استفاده از امواج الکترومغناطیسی با فرکانس پایین در فاصلۀ بسیار کوتاه استفاده می‌کنند. به نظر می‌رسد این فناوری بسیار دشوار است، امّا در عمل آنقدرها هم پیچیده نیست. واحد شارژ یک سیم‌پیچ است که یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد و انتهای گیرندۀ امواج الکترومغناطیسی را جذب می‌کند که ایجادکنندۀ جریان الکتریکی است و سپس به باتری وارد می‌شود.

محبوب و گروهش در حال تحقیق در مورد فناوری میدان دور برای ارسال امواج الکترومغناطیسی بسیار بیشتر هستند. به‌طور خاص برای حذف کامل نیاز به بازگشت پهپاد به پایگاه (RTB) برای تعویض باتری یا شارژ شدن، که می‌تواند زمان و منابع ارزشمندی را هدر دهد و البته این کار مضراتی بالقوه برای مأموریت در دست انجام هم دارد.

یکی از بزرگ‌ترین موانع محبوب، جلوگیری از پراکندگی پرتوهای الکترومغناطیسی و از دست دادن قدرت در فواصل زیاد است. محبوب ایدۀ هوشمندانه‌ای برای استفاده از آنتن‌های آرایه فازی ارائه کرده است، که شامل سیستمی از فرستنده‌ها و آنتن‌های کوچک‌تر برای هدایت پرتوهای الکترومغناطیسی در امتداد یک مسیر خاص می‌باشد. فناوری ایجاد شده توسط او از تله متری یک پهپاد در زمان واقعی برای اطمینان از اتصال خط دید برای حداکثر شارژ استفاده می‌کند.

محبوب می‌گوید: سیگنال می‌تواند در جهت‌های نامطلوب حرکت کند. هدف ما مهندسی شکل موج است تا بتوانیم از دست دادن مسیر را به حداقل برسانیم.

پهپادهای نظامی مانند پهپادهای با ارتفاع متوسط و استقامت طولانی (MALE ) برای پرواز تا ارتفاع 25000 فوت (7620 متر) طراحی شده‌اند، در حالی که پهپادهای با ارتفاع بالا و استقامت طولانی (HALE) اغلب تا سقف 50000 فوت (15240 متر) بُرد دارند،‌ پهپادهای تاکتیکی معمولاً از ارتفاع 2000 فوت (610 متر) تا 5000 فوت (1524 متر) پرواز می‌کنند.

کاربردهای متعدد دیگری نیز وجود دارد که این فناوری می‌تواند برای آنها مورد استفاده قرار گیرد. خودروهای برقی را تصور کنید که در آزادراه‌ها در حال حرکت و در عین حال شارژ شدن هستند. همچنین محبوب در حال کار بر روی فناوری شارژ بی‌سیم است که می‌تواند در فرکانس پایین، ایمن و مورد تأیید FCC استفاده شود و به‌طور بالقوه می‌تواند ایمپلنت‌های پزشکی را در افراد شارژ کند.

محبوب در این باره توضیح می‌دهد: اگرچه ارسال این امواج الکترومغناطیسی به اندازۀ کافی برای شارژ یک هواپیمای کوچک از طریق هوا ممکن است ترسناک به نظر برسد، امّا ما سال‌هاست مشابه این کار را انجام داده‌ایم. پخش رادیویی، پخش تلویزیونی، خدمات تلفن همراه، رادار، Wi-Fi و حتی GPS از امواج الکترومغناطیسی استفاده می‌کنند.