علاقمندی نیروهای نظامی و حتی کاربران غیرنظامی به وسایل پروازی عمودپرواز سابقه ای به قدمت تاریخ پرواز بشر دارد. از ابتدا مزیت های این نوع پرواز خصوصاً با نگاه به پرواز پرندگان که برخاست و نشست آنها در فضای بسیار کوچکی محقق می شود پیش چشم بشر بوده است. اما موفقیت در پرواز به واسطه محدودیتهای مختلفی دو را مختلف را برای پرواز عمودی از یک سو یا پرواز افقی با کارایی و سرعت بالا از سوی دیگر پیش پای متخصصان قرار داد. پهپادها هم به عنوان یک وسیله کاربردی که امروزه دیگر جای پای بسیار محکمی در کاربردهای وسایل هوایی دارند از این قاعده خارج نبوده و آنها هم تا مدتها درگیر دوگانه مورد اشاره بودند.

از جمله مزیتهای پهپاد عمودپرواز عدم نیاز به باند فرود برای نشستن و عدم نیاز به باند پرواز برای بلند شدن با ارابه فرود، یا پرتابگر راکتی یا خودرو برای دادن سرعت اولیه به آنها است.

این سادگی کاربری در کنار این مزیت که محل شروع و پایان عملیات یک پهپاد عمودپرواز می تواند هرکجا باشد، کاربرد آنها را خصوصاً برای بخش خصوصی یا نیروهای عملیات ویژه و نیز نیروهای دریایی بسیار جذاب کرده است. همه این کاربران مشکل مشترکی دارند؛ آنها با محدودیت مکانی برای استفاده از پهپاد روبه رو هستند در نتیجه پهپاد عمودپرواز ارزش بسیار بالایی برای طیفی از کاربران دارد.

با پیشرفت موتورهای پرقدرت الکتریکی و باتری های سبک با انرژی ذخیره بالا امکان گسترش پهپادهای سبک عمودپرواز بیشتر از گذشته شده است.

در یک دهه گذشته، پهپادهای مولتی روتور طرفداران بسیاری در کاربردهای نظامی و غیرنظامی پیدا کردند و ارزش های یک پهپاد عمودپرواز را به قدری پررنگ کردند که امروزه بسیاری از کاربران به بهای کمی افت کارایی، پهپاد عمودپرواز را بر نمونه های دیگر ترجیح می دهند.

این دسته از پهپادها امکان پرواز ایستا و نشست و برخاست از کمترین فضا حتی در محیطهای پرمخاطره مثل مناطق شهری یا روی یک فضای محدود متحرک مثل خودرو را دارند. امکان تجهیز به انواع وسایل شناسایی و رزمی و نیز امکان استفاده برای حمل بار هم از کاربردهایی است که برای مولتی روتورها دیده شده است.

امروزه با برطرف شدن ضعف های موتورهای الکتریکی از نظر قدرت و باتری ها از نظر میزان انرژی ذخیره، امکان تبدیل پهپادهای بال ثابت به پهپاد عمودپرواز یا VTOL هم فراهم شده است.

پهپادهای بال ثابت با وزن کم این قابلیت را دارند که با نصب چهار موتور پرقدرت الکتریکی دو فاز برخاست و فرود را به صورت عمودی به انجام رسانده و فازهای اوجگیری به ارتفاع و پرواز پیمایشی (کروز) و گشت زنی و کاهش ارتفاع به منطقه فرود را با موتور ملخی الکتریکی یا سوختی که به طور مرسوم در پشت آنها نصب می شود به انجام برسانند.

پهپادهای بال ثابت عمودپرواز مزیت های متعددی برای پهپادهای مولتی روتور دارند از آن جمله امکان پرواز کروز با سرعت بسیار بالاتر و در نتیجه پوشش مناطق بیشتر در یک سورتی، برد پروازی بالاتر و ارتفاع پروازی بیشتر. همچنین در برخی مدل های بال ثابت عمودپرواز امکان اجرای پرواز ایستا در طی پرواز علاوه بر فاز برخاست و فرود هم وجود دارد که البته نیازمند ظرفیت انرژی الکتریکی بالایی است.

پهپادهای بال ثابت عمودپرواز مانند هر تولید مهندسی دیگری دارای معایبی هم هستند که برخی با توجه به تخصص و مهارت و تجربه سازنده قابل رفع بوده و برخی به صورت ذاتی باقی مانده و نیروی کاربر با توجه به نیاز خود بین مزایا و معایب با توجه به نیازهایش تعادلی برقرار می کند.

از جمله معایب طرح بال ثابت عمودپرواز، افزایش قیمت نسبت به نمونه پایه، درصدی کاهش مؤلفه های کارایی، احتمال کمتر بودن پایداری و کنترل پذیری نسبت به نمونه پایه، مسائل مربوط به تغییر فاز بین پرواز عمودی و افقی و نیز محدودیت ارتفاع در فرایند تغییر فاز و حساسیت به باد در این فرایند.

البته گسترش روزافزون این پیکربندی نشان می دهد که اغلب معایب به مرور توسط سازندگان برطرف شده و مسائل ذاتی مثل قیمت با توجه به قابلیت هایی که این ترکیب عملکردی در اختیار می گذارد قابل صرف نظر است.

علاوه بر ترکیب مرسوم موتور سوختی برای پرواز رو به جلو و موتور الکتریکی برای پرواز عمودی، در برخی پهپادهای بال ثابت VTOL از موتورهای هیبریدی یا سلول سوختی هم استفاده می شود.

در موتور هیبریدی از سوخت فسیلی نیروی الکتریکی ایجاد شده و بین موتورها توزیع می شود. این روش به بهای پیچیدگی موتور هیبریدی قابلیتهای پروازی مناسبتری نسبت به روش ساده تر موتور سوختی برای پرواز رو به جلو به علاوه موتورهای الکتریکی و باتری مربوط به پرواز عمودی فراهم می کند. در پیل سوختی هم که فناوری بسیار متفاوت و البته نوآورانه ای است و در مراحل پژوهشی قرار دارد میزان عملکرد پهپاد بسیار متفاوت و با فاصله معناداری از پهپادهای مرسوم قرارمی گیرد.

از نمونه های مطرح دنیا با سبک طراحی موتور سوختی یا هیبریدی به همراه چهار موتور الکتریکی برای پرواز عمودی می توان پهپاد آیروسوند-اچ-کیو را نام برد. پهپاد آمریکایی آیروسوند در کاربردهای دریایی در این کشور بسیار مورد توجه بود که با نصب چهار موتور الکتریکی به قابلیت نشست و برخاست عمودی دست یافته است. علت جذابیت تبدیل پهپاد بال ثابت به عمودپرواز را می توان در مسیر بسیار کوتاه تر توسعه و مراحل فنی کار بیان کرد.

در واقع در این روش نیازی به طراحی مجدد پهپاد از ابتدا وجود ندارد و در صورتی که پهپاد بال ثابتی با مشخصات عملکردی مطلوب وجود دارد، یک بازطراحی مختصر روی برخی بخش های بال و بدنه جوابگوی کار توسعه خواهد بود.

حتی در صورت وجود مقاومت کافی در سازه بال و بدنه، می توان پهپاد بال ثابت موجود را با افزودن موتورهای نصب شونده به صورت عمودی به پهپاد عمودپرواز تبدیل کرد. این حالت بیشترین صرفه اقتصادی را به همراه دارد اما با توجه به اینکه اغلب پهپادها در حالت بهینه وزن سازه طراحی می شوند ممکن است نیاز به تقویت سازه در محل اتصال موتورهای عمودی تا ریشه بال وجود داشته باشد و این ایده برای اغلب پهپادهای به روز، با قابلیت اطمینان بالا قابل اجرا نباشد.

نکته بسیار مهم در مورد پهپادهای عمودپرواز بال ثابت، فرایند تغییر فاز از پرواز عمودی به افقی در فاز برخاست و عکس آن در هنگام فرود است. هر یک از انواع پرواز فوق معادلات خاص خود را می طلبد و سامانه کنترل پرواز باید با هر دوی آنها و نیز روشی ایمن برای تغییر فاز هماهنگ باشد.

اندکی ناهماهنگی سبب تغییر چندین متری محل فرود پهپاد شده و در کاربردهای دریایی ممکن است به خروج پهپاد از محدوده عرشه شناور و سقوط در آب منجر شود. در واقع می توان این نرم افزار مدیریت پرواز را گلوگاه طراحی یک پهپاد عمودپرواز بال ثابت دانست.

در ایران هم که امروزه دنیا آن را به عنوان یک پهپادساز قهار می شناسد و سابقه طراحی و ساخت انواع پهپادها با پیکربندی های مختلف در آن به بیش از سه دهه می رسد انواع پهپادهای عمودپرواز از مولتی روتورها گرفته تا بال ثابتهای عمودپرواز شده مشاهده می شود.

در گزارشهای قبلی به برخی پهپادهای مولتی روتور ساخته شده در نیروهای مسلح اشاره کرده بودیم. از نیروی زمینی ارتش تا نیروی دریایی سپاه کاربر این نوع پهپاد برای امور شناسایی تا رزمی هستند.

در زمینه بال ثابتهای عمودپرواز شده هم در سالیان اخیر انواعی معرفی شده است. معراج نامه نمونه ایرانی شبیه به آیروسوند آمریکایی است که اولین بار توسط نیروی زمینی سپاه عملیاتی شد.

این پهپاد با جرم برخاست ۳۳ کیلوگرم که تا ۵ کیلوگرم آن به محموله قابل اختصاص است به مداومت پروازی ۱۰.۵ ساعت می رسد. دهانه بال آن ۳.۶ متر و سقف پرواز آن در حدود ۳۶۰۰ متر است. بیشینه سرعت قابل دستیابی پهپاد معراج هم ۱۴۰ کیلومتر بر ساعت بیان شده است.

نمونه عمودپرواز شده از این پهپاد برای اولین بار در جریان تحویل ۱۸۸ فروند پهپاد مختلف به نیروی دریایی سپاه در مهر ۱۳۹۹ مشاهده شد. به طور معمول افت کارایی پهپادهای بال ثابتی که عمودپرواز می شوند در زمینه برد و مداومت پرواز در حدود ۱۰ درصد نسبت به نمونه اصلی است.

بیشتر بخوانید:

• واکنش سخنگوی ارشد نیروهای مسلح به تهدید بایدن : یاد خیس شدن شلوار نظامیان امریکایی در خلیج فارس بیفتید

• مهمان مجازی شهر پنهان پهپادهای ارتش شوید / آنچه نادیدنی است ، آن بینی ... + جزئیات و عکس ها

• پهپادهای ایرانی وارد جنگ اوکراین شده اند؟

• ارزیابی وبگاه تخصصی آمریکایی از وضعیت جنگنده‌های «تامکت‌» و «اف-۱۴» های فعال ایران

یک نمونه دیگر از پهپادهای بال ثابتی که نمونه عمودپرواز آن در یکسال گذشته دیده شده است، پهپادی است که در رزمایشهای نیروی زمینی ارتش از آن به نام یزدان نام برده شده اما در فضای مجازی نام چمروش هم برای آن ذکر می شود.

پهپاد یزدان به صورت نمونه عمود پرواز در مراسم افتتاح مرکز فرماندهی و کنترل نیروی زمینی ارتش در جنوب شرق که با حضور ریاست ستادکل نیروهای مسلح در یکم اسفند ۱۴۰۰ صورت گرفت مشاهده شد. در سال جاری هم این پهپاد در اختیار نیروی دریایی ارتش در جریان الحاق اولین ناودسته پهپادبر در ۲۴ تیر ماه و سپس در رزمایش مشترک پهپادی نیروهای چهارگانه ارتش در اوایل شهریور ۱۴۰۱ دیده شد.

این پهپاد هم با توجه به عملیاتی بودن نمونه بال ثابت آن با کمترین تغییرات به نمونه عمودپرواز تبدیل شده است. بر اساس تصاویر به نظر می رسد بر خلاف معراج، یزدان برای پرواز افقی هم از موتور الکتریکی استفاده می کند. هر چند این مسئله احتمالاً به کاهش مداومت پروازی آن منجر می شود اما در عوض سروصدای بسیار ناچیز موتورهای الکتریکی نسبت به موتورهای سوختی سبب ایجاد ارزش عملیاتی بالایی برای یزدان در شرایط استفاده در نزدیکی خطوط مقدم یا حتی پشت خطوط مقدم در منطقه دشمن می شود.

نمونه های دیگری هم از این دست می توان در بین محصولات پهپادی کشور معرفی کرد که در اینجا به نمونه عمودپرواز پهپاد سایه۲/یسیر اشاره می‌کنیم. پهپادهای سایه/سایه۲/یسیر از روی پهپاد اسکن ایگل آمریکایی که به محدوده سرزمینی ایران وارد شده و سالم به غنیمت گرفته شدند ساخته شده اند. یسیر که ساخت سازمان صنایع هوایی نیروهای مسلح است در نیروهای مختلفی به خدمت گرفته شده است.

این پهپاد با مداومت پروازی ۸ ساعت و بیشینه سرعت ۱۳۰ کیلومتر بر ساعت و جرم بیشینه ۲۱ کیلوگرم ساخته می شود. نمونه عمودپرواز این پهپاد با یک دوربین عمودنگر با مأموریت تصویربرداری برای امور نقشه برداری ساخته شده است. بدیهی است که نمونه عمودپرواز آن با مأموریت شناسایی با سکوی شناسایی الکترواپتیک هم به سادگی قابل استفاده است.

رشد صنعت پهپادی کشور متناسب با پیشرفتهای روز دنیا و بر اساس نیاز کاربران مختلف دفاعی و تجاری از جنبه های پررنگ صنایع دانش بنیان در کشور است. به مدد بومی شدن طراحی انواع پهپادها و ساخت و آزمایش گسترده و تولید انبوه امروزه کشورمان در حوزه پهپادی به یک کشور کاملاً شناخته شده تبدیل و محصولات صنایع دفاعی کشور دارای مشتریان متعددی در کشورهای مختلف دنیا شده است. حفظ و تداوم این روند البته نیازمند سیاستگذاری های هوشمندانه و مبتنی بر دادن فضای رشد بیشتر به شرکت های دانش بنیان و همکاری بخشهای دولتی است.

۲۱۲۲۰