[مهندس مصعب]

1-1 مقدمة:

عبارة طائرة بدون طيار Unmanned Arial Vehicle (UAV) المعنى الحرفي لها يشمل أي شيء يطير بدون أن يكون هناك شخص على متنه من الطائرات الورقية مرورا بطائرات الهواة الموجهة لاسلكيا والصواريخ الطوافة cruise missile وحتى بعض أنواع الطائرات الكبيرة.
استخدمت قبلا في الحرب العالمية الثانية كقنبلة طائرة سميت V1، لكن و لقلة حمولتها للمواد المتفجرة فقد استبدلت بالصاروخ V2. في العام 1964 أخذت وزارة الدفاع الأمريكية في تطوير أحد عشر نوعا مختلفا منUAVs, ولكن نسبة لصعوبة تطويرها في ذلك الزمن توقف إنتاجها إلا البعض منها.
فكرة الطائرة بدون طيار تعتبر تمهيدا لصناعة الصواريخ الطوافة cruise missile والتي تصنف تقنيا كأحد أنواع الطائرات بدون طيار، حيث تختلف هذه الصواريخ عن الصواريخ البالستية في استخدامها للمحركات التوربينية والتي تمتاز بقلة الحرارة المنبعثة منها والتي يصعب كشفها بواسطة المجسات الحساسة للأشعة تحت الحمراء والتي تستعملها الصواريخ الموجهة حراريا.
كذلك تشترك الصواريخ الطوافة مع الطائرة بدون طيار في استخدامها لنظام تحديد الموقع العالمي (GPS) لتحديد مسارها وتوجيه نفسها حيث يحمل مستقبلا يتلقى الإشارات المرسلة من الاقمارالصناعية المخصصة لذلك النظام. إلا أن الطريقة لا تكفى لتوجيه الطائرة بدون طيار أو الصواريخ الطوافة بالأخص نسبة لتأثرها بأحوال الطقس و السحب وارتفاع درجة الحرارة و العواصف الترابية التي تعمل على شوشرة وتوهين الإشارة. لذا تستخدم هذه الطريقة لزيادة الموثوقية في الأنظمة الأخرى وتصحيح أخطاءها .

1-2 التصنيف:
عموما من حيث طريقة التوجيه Guidance يوجد نوعان من الطائرات بدون طيار هي:
× الطائرات المتحكم فيها من بعد ( RPV ) (Remote Pilot Vehicle)، حيث يكون التحكم في الطائرة عن بعد بواسطة اتصال لاسلكي بين الطائرة والمحطة الأرضية مثل طائرة المفترس (Predator)، غالبا ما يكون المدى محدود لهذه الطائرات بسبب صعوبة الاتصال في المديات البعيدة .
× الطائرات ذات التحكم الذاتي UAV)) ( Unmanned Aerial Vehicle )، حيث يتمتع هذا النوع بذاتية التوجيه والسيطرة واتخاذ القرارات ومعالجة البيانات، ويستخدم للمديات البعيدة حيث تغذى الطائرة بالمعلومات اللازمة من إحداثيات الهدف ومسار الطيران ومنطقة الهبوط ( ومثال لذلك الصاروخ الطواف (Tomahawk) ) .

خلال السنوات الماضية قام الجيش الامريكى باختبار واستخدام أنظمة UAV عديدة متفاوتة درجات النجاح لكن هناك أصناف من UAV اشتهرت أكثر من غيرها، منها على سبيل المثال :
الرائد (Pioneer):
كانت البداية في عام 1985 كفكرة طائرة بدون طيار مؤقتة لتزويد قادة الاستخبارات بالصور للأغراض التكتيكية على الأرض وكانت الصور في حدود 185 كلم من منطقة الانطلاق.
التكتيكية ( Tactical):
صممت للإمداد بالصور الجوية في حدود 200 كلم لنفس الأغراض السابقة .
الصياد ( Hunter):
صممت لتزويد القوات البحرية بالصور, لكن يعيبها قصر الوقت الحقيقي للتصوير. مداها يصل الى 300كلم .
المفترس (Predator):
توفر الصور الجوية في حدود 500 ميل بحري .
الطائر الأسود (Global Hawk ):
تستخدم للأغراض بعيدة المدى بالنسبة للمراقبة بتركيز ألاشعة تحت الحمراء على المنطقة المستهدفة ,وتكون صورها مباشرة من منطقة ألالتقاط الى مركز العمليات .
الطائرات الدقيقة ( Micro Aerial Vehicle ) :
طولها في جميع الأبعاد لا يتعدى 15سم (6 بوصات). نسبة لصغرها يمكن استخدامها داخل المدن وبين ألأبنية وبداخلها .
Dark Star:
لها زمن طيران (Endurance) يبلغ 8 ساعات ومتوسط وزن حمولتها 1000 رطل. تستطيع الطيران حتى ارتفاع 45,000 قدم .
عين النسر :
لها زمن طيران 8 ساعات ومتوسط وزن الحمولة (Payload) لها 300 رطل. تطير حتى ارتفاع 20,000 قدم .
Exdrone:
زمن الطيران بالنسبة لها يصل الى 2,5 ساعة في المتوسط، حمولتها قليلة مقارنة بالأنواع السابقة حيث تصل الى 300 رطل وتستطيع الطيران حتى ارتفاع 10,000 قدم .
Fire Bee:
زمن طيرانها قليل نسبيا حيث يصل الى 1,25 ساعة وحمولتها تصل الى 479 رطل وارتفاعها يصل الى 60,000 قدم مما يعتبر ميزة من مميزاتها .
Model 324:
زمن الطيران بالنسبة لها 2,5 ساعة وحمولتها 200 رطل ويصل الارتفاع الى 43,000 قدم مما يعتبر من الارتفاعات العالية .
Model 410:
زمن الطيران بالنسبة لها يصل الى 12 ساعة وحمولتها منخفضة نسبيا حيث تصل الى 300 رطل وارتفاعها يصل الى 30,000 قدم .

Outrider:
هذا النوع زمن طيرانه قليل يصل الى 4 ساعات وحمولته تصل الى 15,000 قدم .
Pointer:
زمن الطيران يبلغ ساعة واحدة فقط وحمولتها تصل الى 2 رطل فقط وارتفاعها لا يتعدى 3,000 قدم .

1-3 الوظائف:
الوظائف التي تؤديها الطائرات بدون طيار كثيرة، نذكر منها على سبيل المثال لا الحصر الوظائف الآتية :
· المراقبة للبحث والانقاذ .
· العمليات الخداعية.
· العمليات البحرية وتشمل :
× الدعم الناري للقطع البحرية .
× مضادة للغواصات.
× دفاع صاروخي ضد السفن .
× دعم الألغام الدفاعية .
· الحروب الالكترونية (نظام الإنذار المبكر- تبادل الإشارات بين الاستخبارات ) .
· الاستطلاع النووي والبيولوجي والكيميائي .
· العمليات النفسية الخاصة .
· الإمداد للعمليات الخاصة وفرق العمليات النفسية .
· إرسال واستقبال الاتصالات ( تستخدم كمنصة طائرة ) High Altitude Platform (HAP) ، مثل القمر الصناعي الذي يدور مع الأرض .
· استطلاع أماكن هبوط الطائرات.
· تعديل نيران المدفعية وتوجيهها .
· تعديل النيران المباشرة والمساندة الجوية.
· تغطية ومسح المجال الامنى .
· توفير المعلومات اللازمة لتوجيه الصواريخ أرض-أرض .
· متابعة وتوجيه قاذفات الطائرات .
· توفير المعلومات لمراكز الاستخبارات ومراكز العمليات .
· قيادة وتوجيه عمليات المقاتلات الاعتراضية .
المراقبة والاستطلاع الجوى، هذه المهمات تتطلب فترة تحليق طويلة وموثوقية طيران عالية لاستيفاء المهمة . وللتحكم في الطائرة يجب الاتى :
1. أن تكون للطائرة استقلالية تامة بحيث تكون مستقلة عن المحطات الأرضية .
2. دقة نظام الملاحة في الطائرة لضمان عودة الطائرة بعد تنفيذ المهمة .
3. استشعار من بعد عالي وقدرة حمولة عالية .
4. التشغيل السلس لتجنب الاضطرابات البيئية .
كل الاستخدامات التي ذكرت أعلاه هي استخدامات عسكرية بحتة، لكن هناك استخدامات للأغراض المدنية أيضا مثل:
· المسح الجيولوجي وتحديد الموارد والرصد البيئي.
· مراقبة خطوط أنابيب البترول.
· الكشف عن المعادن في باطن الأرض .
· نظم المعلومات الجغرافية GIS .
· مهام الأرصاد الجوى.
· مراقبة الحدود ومكافحة التهريب.
· اختبار نظم الملاحة والطائرات والطيار الالى .
· اختبار نماذج هياكل الطائرات.
· مراقبة حركة مرور السيارات.
· نثر بذور الغابات والزراعة .
· رش المبيدات .



1-4 الهيكل:
نسبة لخصوصية الطائرات بدون طيار فقد توجب تصميم هياكل خاصة لهذه الأنواع من الطائرات قد تختلف بعض الشى عن الطائرات العادية مثل نوع المادة المصمم منها الهيكل وأنواع أسطح السيطرة التي يتحكم بواسطتها في الطائرات وعددها ومواضعها .
تعتمد الطائرات على الهيكل عموما في توليد قوى الرفع المطلوبة لتحليق الطائرة في الهواء كما يعتبر الوعاء الاساسى الذي تحمل عليه المكونات الأساسية للطائرة وملحقاتها، لذا يصمم بشكل إيروديناميكى معين بحيث يولد تلك القوى، وقد يختلف في الشكل حسب نوع الطائرة المطلوبة.
يصمم الهيكل عادة من مواد تمتاز بالمتانة والقوة والقدرة على مقاومة العوامل الجوية التي تلاقيها الطائرة في طبقات الجو العليا أو على سطح الأرض كذلك، مثل تغير الضغط ودرجة الحرارة والرطوبة, كما يجب أن يمتاز الهيكل بالخفة حتى لا يكون عبئا اضافيا على محرك الطائرة، وحتى يسمح بزيادة الحمولة المقررة للطائرة .
يمكن تصنيع الهيكل من سبيكة الديوروايلومين وهى سبيكة تتكون من الألمنيوم والنحاس وبعض المعادن الاخري بنسب معينة، وهى سبيكة تحقق الشرطين السابقين كما في الطائرات المأهولة ولكن يفضل استخدام الألياف الزجاجية Fiber Glass أو الخشب و القماش في الطائرة بدون طيار لتقليل الــــوزن وتقليل المقطع الراداري( RCS) Radar Cross Section للطائرة حتى لا تكشف من قبل الرادار المعادى.

1-5 الإقلاع والهبوط:
1-5-1 الإقلاع:
لكي تتمكن الطائرة من الاقلاع, يجب أن تكون سرعة الاقلاع كافية لتوليد القوي الايروديناميكية الرافعة للطائرة. كما يجب أن تكون كمية الوقود المستخدمة كافية لاكمال رحلة الطائرة ذهابا و ايابا. كذلك نجد أن الطائرة بدون طيار عادة ما تستخدم محركا صغير مقارنة بوزنها وهي معبأة بالوقود.
لما سبق, نجد أن هنالك عدة طرق متبعة لاقلاع الطائرة بدون طيار, منها:
× رمى الطائرة من طائرة أخرى تكون محمولة عليها .
× استخدام محرك صاروخي مؤقت لإنتاج الدفع المناسب والكافي لطيران الطائرة .
× قذف الطائرة بواسطة منجنيق بسرعة مناسبة .
× رمى الطائرة من مكان مرتفع ( تستخدم هذه الطريقة لطيران الطائرات الدقيقة).
× استخدام المنطاد لبلوغ الطائرة للارتفاع المطلوب .
× الاقلاع من المدرج (أوالاقلاع العمودي في الطائرة العمودية) في حال توفر محرك قوي خفيف الوزن.
1-5-2 الهبوط:
في عملية الهبوط قد تستخدم الطائرة عدة تقنيات لذلك، منها:
× استخدام مدرج مرصوف أو معبد لهبوط الطائرة التي بها عجلات هبوط Landing Gear.
× استخدام المظلة ( البراشوت ) لإنزال الطائرة.
× الهبوط بالانزلاق على الماء أوالارض اللينة أو الحشائش Scatting حيث يتم استبدال أسطح الانزلاق اللدائنية بعد عدد من حالات الهبوط .
× الهبوط العمودي في حالة الطائرة العمودية Helicopter & Gyrocopter .
× اصطياد الطائرة بواسطة شبكة .
× الهبوط القاسي في حالة الطائرة القنبلة أو الصاروخ الطواف.
تجدر الإشارة على أنة يمكن تحميل الطائرة بكاميرات للمراقبة توضع في المكان المناسب لإجراء العملية، أويمكن تحميلها بقنبلة أو رأس حربي أو يمكن إضافة مجسات في حالة الرصد الجوى أو أجهزة اتصال في حالة استخدامها كمنصة طائرة أو أي أجهزة أخرى حسب المهمة المكلفة بهــا.

[sudanair700]

مشكور اخى للمعلومات المفيدة... تحياتى.

[zomanzo]

يعطيك العافية اخوي فعلاً مقال جميل و رائع