اطلاعات محصولات UAV فیبر نوری

در پس‌زمینه توسعه سریع فناوری نظامی مدرن، تکرار فناوری و رویارویی تهاجمی-دفاعی در حوزه پهپادها، نوآوری محصولات مرتبط را به طور مداوم پیش می‌برد. هنگامی که پهپادهای سنتی با چالش‌های متعددی در محیط‌های الکترومغناطیسی پیچیده مواجه می‌شوند، پهپادهای فیبر نوری به عنوان نوع جدیدی از محصول ظهور کرده‌اند. آنها از نظر اصول فنی و ویژگی‌های عملکردی منحصربه‌فرد هستند، در حالی که محدودیت‌هایی نیز دارند و جهت‌گیری جدیدی و زمینه‌ای برای تفکر در توسعه حوزه پهپادها ارائه می‌دهند.

در فرآیند کاربرد گسترده فناوری پهپاد، پهپادهای FPV (نمای اول شخص) سنتی به دلیل اندازه کوچک، پنهان‌کاری خوب و مانورپذیری بالا، نقش مهمی در شناسایی، حمله و سایر وظایف ایفا کرده‌اند. با این حال، با رواج کاربردهای پهپاد، اقدامات متقابل علیه پهپادها نیز به طور مداوم ارتقا یافته است و باعث شده است که پهپادهای FPV سنتی با چالش‌های زیادی مواجه شوند.

از یک سو، بهبود فناوری ایجاد اختلال الکترونیکی، تهدید جدی برای سیستم‌های ارتباطی و ناوبری پهپادهای FPV سنتی ایجاد می‌کند. سیستم‌های جنگ الکترونیک می‌توانند پیوندهای ارتباطی پهپاد را قطع، مسدود یا فریب دهند و این امر باعث می‌شود که اپراتورها نتوانند پهپاد را به طور موثر کنترل کنند و در نتیجه توانایی رزمی خود را از دست بدهند. از سوی دیگر، بهبود مستمر تجهیزات حفاظتی در برابر حملات پهپادی نیز اثربخشی عملیاتی پهپادهای FPV سنتی را کاهش داده است.

برای رسیدگی به مسائلی مانند ایجاد اختلال الکترونیکی و بهبود قابلیت بقا و اثربخشی عملیاتی پهپادها در محیط‌های پیچیده، پهپادهای فیبر نوری ظهور کرده‌اند. این محصول دستورات فرماندهی و کنترل و داده‌های تصویری را از طریق تجهیزات فیبر نوری منتقل می‌کند و از اتکا به سیگنال‌های کنترل از راه دور بی‌سیم سنتی رها می‌شود و انتظار می‌رود عملکرد عملیاتی پایداری را در محیط‌های پیچیده حفظ کند.

پهپادهای فیبر نوری از نظر ساختار اساسی نسبتاً شبیه به پهپادهای FPV سنتی هستند. تفاوت اصلی این است که آنها به یک قاب بدنه بزرگتر و باتری‌های با ظرفیت بالا مجهز شده‌اند تا از چندین کیلوگرم قرقره کابل که در طول پرواز آزاد می‌شوند، پشتیبانی کنند. شعاع رزمی آنها معمولاً بین 2 تا 20 کیلومتر است و محدوده خاص به طول کابل فیبر نوری بستگی دارد.

شایان ذکر است که استفاده از فیبر نوری در پلتفرم‌های تسلیحاتی یک مفهوم رزمی جدید نیست. برخی از موشک‌ها مدت‌هاست که به سیستم‌های هدایت ارتباطی فیبر نوری مجهز شده‌اند و تعامل دو طرفه انتقال فرمان و بازگشت تصویر را محقق می‌کنند و اطلاعات بی‌درنگ میدان نبرد را در اختیار اپراتورها قرار می‌دهند و از اصلاح نقطه هدف پشتیبانی می‌کنند. ظهور پهپادهای فیبر نوری، کاربرد گسترده این فناوری در حوزه پهپادها است.

1. قابلیت ضد تداخل الکترومغناطیسی قوی

   در محیطی با رقابت شدید در طیف الکترومغناطیسی، پهپادهای رادیویی سنتی در برابر سرکوب توسط تجهیزات ایجاد اختلال آسیب‌پذیر هستند. پهپادهای فیبر نوری داده‌ها را از طریق کابل‌های فیزیکی منتقل می‌کنند و به طور کامل از تهدید تداخل الکترومغناطیسی اجتناب می‌کنند و می‌توانند ارتباط پایداری را در یک محیط سرکوب الکترومغناطیسی قوی حفظ کنند و آنها را به ابزارهای شناسایی و حمله قابل اعتماد در محیط‌های الکترومغناطیسی پیچیده تبدیل کنند.

2. عملکرد عالی انتقال داده

   پهنای باند نظری فیبر نوری می‌تواند به سطح 100 ترابیت بر ثانیه برسد که بسیار فراتر از محدودیت ارتباط رادیویی است. با تکیه بر این مزیت، هنگامی که پهپادهای فیبر نوری به تجهیزات الکترواپتیکی با کیفیت بالا مجهز می‌شوند، می‌توانند اطلاعات دقیقی از منطقه هدف را در زمان واقعی منتقل کنند. با همکاری با سیستم‌های تشخیص تصویر مربوطه، آنها می‌توانند به سرعت طبقه‌بندی هدف را تکمیل کنند و قابلیت آگاهی از موقعیت در زمان واقعی و اثربخشی عملیاتی را تا حد زیادی بهبود بخشند.

3. امنیت بالای سیگنال

   سیگنال‌های رادیویی به راحتی رهگیری می‌شوند که ممکن است منجر به موقعیت‌یابی معکوس پهپادها شود. ارتباط فیبر نوری دارای ویژگی‌های جداسازی فیزیکی است و اساساً خطر نشت سیگنال را از بین می‌برد، به طور موثر امنیت سیگنال‌های کنترل پهپاد را تضمین می‌کند و احتمال قرار گرفتن و تخریب ایستگاه کنترل را کاهش می‌دهد.

1. محدودیت مسافت انتقال و محدودیت زمین

   با توجه به محدودیت ظرفیت بار پهپاد، مسافت انتقال فیبر نوری معمولاً بیش از 10 کیلومتر نیست و کابل به راحتی توسط زمین مانع می‌شود. در محیط‌های ناهموار، کابل ممکن است توسط بوته‌ها، ساختمان‌ها و غیره درگیر یا قطع شود که منجر به شکست ماموریت پهپاد یا حتی سقوط آن می‌شود. در عین حال، کابل فیبر نوری مستعد انعکاس نور در زیر نور خورشید است که ممکن است موقعیت ایستگاه کنترل را آشکار کند.

2. هزینه بالا و ضرر غیرقابل تحمل

   هزینه یک مجموعه سیستم پهپاد فیبر نوری (شامل یک قرقره فیبر نوری 10 کیلومتری) نسبتاً بالا است، حدود 6 تا 8 برابر بیشتر از یک پهپاد FPV معمولی. در سناریوهای ماموریت با شدت بالا، اگر پهپاد سرنگون شود و سایر تلفات رخ دهد، ضررهای پرهزینه‌ای به همراه خواهد داشت و همچنین فشار زیادی بر پشتیبانی لجستیکی وارد می‌کند.

3. آسان برای شناسایی و رهگیری

   با توجه به بار اضافی قرقره کابل فیبر نوری، پروانه پهپاد فیبر نوری باید قدرت بیشتری را تامین کند که امضای نویز آن را افزایش می‌دهد و نیروهای خط مقدم را قادر می‌سازد تا رد آن را از طریق آرایه‌های میکروفون و سایر تجهیزات تشخیص دهند. علاوه بر این، ویژگی‌های بصری و حالت‌های پرواز خاص آن نیز باعث می‌شود که به راحتی توسط رادار متحرک و سایر تجهیزات کشف و رهگیری شود.

4. سازگاری ضعیف با محیط زیست

   هوای نامساعد تأثیر زیادی بر پهپادهای فیبر نوری دارد. در محیط‌های با دمای پایین، فیبر نوری ممکن است شکننده شود و بشکند و منجر به کاهش قابل توجهی در میزان موفقیت ماموریت شود. در عین حال، در جنگ شهری یا محیط‌های میدانی، اشیایی مانند خرده‌های شیشه و سیم خاردار ممکن است فیبر نوری را قطع کنند و بر عملکرد عادی پهپاد تأثیر بگذارند.

برای غلبه بر نقایص فوق، تیم‌های تحقیق و توسعه مربوطه فعالانه در حال ارتقای فناوری پهپادهای فیبر نوری هستند. به عنوان مثال، توسعه یک سیستم خود ترمیم کابل برای تغییر خودکار به خطوط پشتیبان پس از شکست فیبر نوری، بهبود پایداری سیستم؛ تلاش برای ترکیب فیبر نوری و ارتباطات دو حالته رادیویی، تغییر به حالت انتقال بی‌سیم در مناطق امن برای افزایش شعاع رزمی. علاوه بر این، استفاده از فناوری فیبر نوری پیشرفته نیز پیشرفت‌های خاصی داشته است. کاهش قطر سیم به 0.2 میلی‌متر در حالی که مقاومت کششی را 3 برابر افزایش می‌دهد، چنین پیشرفت‌های فناوری انتظار می‌رود که حالت شناسایی پهپاد را در سناریوهای خاص دوباره تعریف کند.

پهپادهای فیبر نوری به عنوان یک محصول نوآورانه در حوزه پهپادها، با توجه به روش انتقال پیوند فیزیکی منحصر به فرد خود، ارزش غیرقابل تعویضی را در سناریوهای کاربردی با سیگنال‌های الکترومغناطیسی پیچیده نشان داده‌اند. این نه تنها عملکردهایی مانند حمله خاموش الکترومغناطیسی و انتقال بی‌درنگ تصاویر با کیفیت بالا را محقق می‌کند و منطق کاربرد پهپادها را در محیط‌های پیچیده بازسازی می‌کند، بلکه مرزهای کاربرد تاکتیکی پهپادها را به روشی انقلابی گسترش می‌دهد. با این حال، مشکلاتی مانند آسیب‌پذیری کابل‌های آن نیز باعث ایجاد اقدامات متقابل مربوطه شده است و تکرار مداوم فناوری و تاکتیک‌ها را در این زمینه ترویج می‌کند.