گروه هایی از هلیکوپترهای کوچک بدون سرنشین موسوم به زنبور سیاه یا بلک هورنت (Black Hornet) به لطف دور جدیدی از کمک های دفاعی آمریکا برای کی یف در طول تابستان و تعهد نروژ برای ارسال ۱,۰۰۰ فروند دیگر از این بالگردهای مینیاتوری، آسمان اوکراین را پر از سروصدا کرده اند. این هلیکوپترهای کوچک با نام کامل Black Hornet Personal Reconnaissance System که ادعا می شود کوچک ترین و سبک ترین پهپادها در خدمت نظامی است، به اندازه ای کوچک هستند که روی کف دستتان جای گرفته و کمتر از ۶۰ گرم وزن دارند.
زنبور سیاه از آن دسته گجت هایی است که انتظار دارید در جیب به خوبی تجهیز شده مامور ۰۰۷ ببینید – اما چه کارهایی از این هلیکوپتر مینیاتوری در میدان نبرد بر می آید؟
نروژ پیش از این تعداد انگشت شماری از این نانو پهپادها را در اختیار اوکراین قرار داده بود، بنابراین ما در حال حاضر بازخوردهایی در مورد قابلیت های منحصر به فرد آن داریم. در همین حال، دیو وینز، معاون توسعه کسب و کار در شرکت Teledyne FLIR Defense که هلیکوپترهای بلک هورنت را ساخته است، گفته است که اگرچه بازخوردها در مورد این پهپادها از جانب اوکراین کمی “حساس” است، اما این پرنده های کوچک به شکلی “بسیار موثر” مورد استفاده قرار می گیرند.
مهندسی نانو پرواز
هر چه یک پهپاد کوچک تر باشد، احتمال اینکه باد آن را ببرد بیشتر است. پس زنبور سیاه کوچک چگونه پایداری خود را حفظ می کند؟
اوله یورگن سیلند، مدیر محصول سیستم های شناسایی شخصی در شرکت Teledyne FLIR Defense، در این باره می گوید: «این واقعا یک سوال فوت کوزه گری است. بسیاری از قطعات کلیدی بلک هورنت در داخل طراحی و ساخته شده اند… این چیزی است که رقبای ما هنوز به آن مسلط نشده اند».
یکی از ویژگی های بارز این مینی هلیکوپتر این است که بلک هورنت یک هلیکوپتر است، در حالی که بیشتر پهپادهای کوچک، از نوع کوادکوپتر هستند. سیلند تصریح می کند که در مقیاس های کوچک، هلیکوپترها کارآمدتر هستند – برای مثال کوادکوپترهای اسباب بازی به اندازه زنبور سیاه وجود دارند، اما زمان پرواز آن ها تنها چند دقیقه است.
کوادکوپترها دارای دو تیغه با حرکت در جهت عقربه های ساعت و دو تیغ با حرکت در جهت مخالف عقربه های ساعت هستند، بنابراین گشتاور از بین می رود. اما بلک هورنت، مانند هلیکوپترهای معمول و بزرگ، به یک روتور دم برای جلوگیری از چرخش بدنه نیاز دارد. هدایت و پایداری با تنظیم زاویه پره های روتور به دست می آید که نیاز به آرایش پیچیده موتور فرمان یار یا موتور خود کنترل دارد.
سیلند می گوید: «به طور کلی، ساخت هلیکوپتر از نظر مکانیکی مشکل تر است».
کوادکوپترها با تنظیم سرعت روتور هدایت می شوند. وقتی دو روتور در عقب سریع تر بچرخند، پهپاد به سمت جلو حرکت می کند؛ وقتی دو روتور در سمت چپ سریع تر بچرخند، کوادکوپتر به سمت راست می رود و به همین ترتیب. این پهپاد به لطف یک کنترلگر پرواز که هر چهار روتور را با سرعتی بالا و در کسری از ثانیه تنظیم کرده و به شرایط آن ها واکنش نشان می دهد، در شرایط طوفانی پایدار می ماند. چالش کنترل برای یک هلیکوپتر ساده تر است و باعث می شود که بلک هورنت ها پایدارتر از کوادکوپترهای همتای خود باشد.
علاوه بر این، زنبورهای سبز در انتهای روتور خود از وزنه های تعادلی استفاده می کنند. این وزنه ها مقداری وزن را به تیغه ها اضافه می کنند تا نیروهای ژیروسکوپی باعث پایداری هلیکوپتر شوند.
به سوی جریان اصلی استفاده نظامی
بلک هورنت تاریخچه ای بسیار طولانی دارد. پتر مورن، مخترع نروژی در اوایل دهه ۲۰۰۰ میلادی پتنتی را برای ثابت نگه داشتن پهپادهای کوچک به ثبت رساند و شرکتی به نام Prox Dynamics را در نزدیکی اسلو تاسیس کرد که ارتباط نروژ با این پروژه را توضیح می دهد. این شرکت اولین بار نمونه های اولیه بلک هورنت را در سال ۲۰۰۹ به نمایش گذاشت و دو سال بعد, ارتش بریتانیا آن ها را با نام PD – 100 و به عنوان «پهپاد شخصی» در افغانستان به پرواز درآورد.
گفته می شود که اپراتورها تنها می توانستند بلک هورنت را برای حدود نیمی از زمان پرواز فعلی اش به پرواز درآورند و در بادهای شدید برای کنترل آن مشکل داشتند. فاصله کنترل به یک کیلومتر محدود بود و ویدیوهای ارسالی آن رزولوشن پایینی داشت, اما برای سربازانی که آن را به پرواز در می آوردند بسیار محبوب و کارآمد بود.
آرنی اسکیرپ, مدیر کل Prox Dynamics USA, در سال ۲۰۱۴ گفته بود: « بریتانیایی ها بسیار واضح گفته اند که این سیستم جان انسان ها را نجات داده و به حفاظت [ و ] آگاهی موقعیتی نیروها افزوده است».
این شرکت در ادامه به فروش دسته ای از پهپادها به چندین مشتری خارجی پرداخت و در نهایت توجه ارتش آمریکا را به خود جلب کرد که در سال ۲۰۱۹ یک دسته آزمایشی از آن ها را خریداری کرد و از آن زمان تعداد بیشتری را خریداری کرده است. کمپانی آمریکایی FLIR که در زمینه ساخت سنسور تخصص دارد، در سال ۲۰۱۶ شرکت Prox Dynamics را خریداری کرد, پیش از اینکه شرکت Teledyne Technologies در سال ۲۰۲۱ شرکت FLIR را تصاحب کند که نشان دهنده تغییری مداوم از حاشیه به سمت جریان اصلی نظامی است .
طبیعتاً بزرگ ترین مساله هزینه بود. انگلستان ۲۰ میلیون پوند (حدود ۲۵ میلیون دلار) برای خرید مجموعه ای ۳۲۴ فروندی از Black Hornet هزینه کرد; که به معنای بیش از ۱۰۰ پوند برای هر نانو پهپاد به پول امروز است. همانطور که عمده عملیات های پهپادی نشان می دهند, هواپیماهای بدون سرنشین کوچک دیر یا زود از دست خواهند رفت, بنابراین باید به اندازه کافی ارزان باشند تا بشود به راحتی از آن ها گذشت. هر بار که یک بلک هورنت گم شده یا از کار می افتاد, یک تجربه دردناک بود: خرد شدن تصادفی یک بلک هورنت زیر پا معادل از دست دادن یک پورشه بود.
بلک هورنت جدید
سیلند می گوید: «از زمانی که اولین پهپاد بلک هورنت در سال ۲۰۱۱ معرفی شد، این فناوری پیشرفت قابل توجهی داشته و نانوپهپادها به طور روزافزون قابلیت های جدیدی پیدا کرده اند. دوربین های بهتر، پردازنده سریع تر، زمان پرواز طولانی تر و غیره. همه این پیشرفت ها با هدف درک موقعیتی سریع تر و بهتر به سربازان صورت می گیرد».
نسل فعلی و سوم بلک هورنت بسیار پایدارتر است و می تواند با سرعت بیش از ۳۵ کیلومتر در ساعت پرواز کند. وزن آن از ۱۶ گرم به ۳۲ گرم افزایش یافته است و دارای سیستم ارتباطی و دوربین های بهتری است: برد کنترل دو برابر شده است و صفحه نمایش آن رزولوشن بالاتری – یعنی ویدیو با کیفیت ۶۴۰ * ۴۸۰ یا عکس با کیفیت ۱۶۰۰ * ۱۲۰۰ – ارائه می دهد. این پهپاد همچنین مقرون به صرفه تر است؛ ارقام بودجه فعلی پنتاگون قیمت حدود ۱۹ هزار دلار را برای هر هلیکوپتر بلک هورنت نشان می دهد. اما نقطه قوت اصلی آن همچنان پنهانکار بودن آن است.
سیلند می گوید:« ردپای بصری آن هنگام پرواز، شناسایی بلک هورنت را برای دشمنان بسیار سخت تر از کوادکوپترهای نظامی می کند».
تفاوت بزرگ بین آن زمان و حال، زمینه استفاده است. در آن زمان، پهپادهای کوچک محدود به افراد نخبه بودند. حالا هر کسی می تواند یکی از آن ها را تهیه کند. آسمان اوکراین مملو از هزاران کوادکوپتر کوچک مصرفی است که نوعی از عملیات شناسایی را انجام می دهند که پیش از این تنها با سخت افزارهای نظامی ممکن بود. پهپاد های ارزان قیمت که پس از سری DJI Mavic با نام Mavics شناخته می شوند، در همه جا حضور دارند و به نوعی چشم اعضای پیاده نظام و توپخانه هستند.
در این وضعیت، بلک هورنت در میان بسیاری تنها یک پهپاد دیگر به نظر می رسد. اما آنطور که گزارش های اپراتورهای اوکراینی نشان می دهند، این نانوکوپتر پنهانکار که قادر است درون ساختمان ها حرکت کند، هنوز هم نقش بسیار ارزشمند و منحصربفردی دارد.
هورنت ها در خط مقدم
یکی از اپراتورهای مرکز آموزش پهپادی Kruk در صفحه فیسبوک این مرکز از تجربه خود با پهپاد بلک هورنت نوشته است. پنهانکاری آن خوب است، هم بصری و هم شنیداری. او می گوید که بلک هورنت می تواند در فاصله ده متری سربازان دشمن در پرواز باشد، بدون اینکه صدایش شنیده شود، و در حالی که می توان آن را از فاصله ۵۰ متری در آسمان دید، در ساختمان ها یا پوشش گیاهی ، تشخیص آن از فاصله بیست متری دشوار است.
او تصریح می کند که دوربین این نانوکوپترها به خوبی مدل های DJI نیست که دارای سرویس استریم ویدیو با رزولوشن ۷۲۰ * ۱۲۸۰ هستند (اگرچه مدل های جدید بلک هورنت دوربین های بهتری دارند)، اما مهم تر از همه این است که دوربین روز بلک هورنت را می توان با یک تصویربردار حرارتی برای عملیات های شبانه تعویض کرد تا بتواند در شرایطی که پهپادهای تجاری کارآیی ندارند نیز به پرواز ادامه دهد.
بلک هورنت همچنین دارای یک جعبه / کنترلگر / شارژر دستی است که در یک کیسه استاندارد نظامی MOLLE ( تجهیزات حمل بار سبک ماژولار) جای می گیرد و اپراتور آن به همین خاطر از ۱۰ به آن امتیاز ۹ داده است. برخلاف دیگر هواپیماهای بدون سرنشین, این کنترلگر به بلک هورنت اجازه می دهد تا با یک دست نیز قابل هدایت باشد. ارگونومی این کنترلگر به وضوح بهتر از هواپیماهای بدون سرنشینی است که برای استفاده تفریحی طراحی شده اند.
از نظر کاربرد, این اپراتور می گوید که ارزش اصلی بلک هورنت برای شناسایی در فاصله نزدیک است. این پهپاد کوچک می تواند داخل ساختمان ها را جستجو کند یا درست پیش از حمله به سنگرها یا دیگر موقعیت ها نگاهی بیندازد. این قابلیت در ابتدا آن را به یک نجات دهنده حیات تبدیل می کند و از غافلگیری های مرگبار برای نیروی مهاجم جلوگیری می کند .
او در پایان می گوید: «نمی تواند دقیقاً جایگزین ماویک ها شود …. یک کلاس و سناریوهای استفاده کاملاً متفاوتی دارد…یک پهپاد بسیار تخصصی جذاب برای شناسایی».
نتیجه گیری
پهپادها در اوکراین به گونه ای در حال تکامل هستند که شبیه توسعه هواپیماهای اولیه در جنگ جهانی اول است. هواپیماهای با کاربرد عمومی و اولیه جای خود را به انواع مختلفی دادند که برای تخصص در جنگ هوا به هوا, پشتیبانی زمینی و بمباران سنگین طراحی شده بودند. بلک هورنت معادل هواپیماهای شناسایی سبک است و توانایی آن برای فعالیت در نزدیکی نیروهای نظامی, در حالی که کاربردی تر و قابل حمل تر از دیگر هواپیماهای بدون سرنشین است, آن را به ابزاری ارزشمند تبدیل می کند.
در حالی که ممکن است با توجه به استانداردهای هواپیماهای بدون سرنشین، گزینه ای گرانقیمت باشد, اما هنوز هم یکی از قطعات مقرون به صرفه در تجهیزات نظامی است. و به خاطر بلک هورنت ها, پنتاگون چیزی ارزشمند به دست خواهد آورد: اطلاعات دقیق در مورد بهترین راه برای ارتش آمریکا برای استفاده از نانوپهپادهای خود در جنگ های قرن بیست و یکم.
چون اگر یک چیزی وجود داشته باشد که جنگ اوکراین و روسیه نشان داده باشد, آن این است که هواپیماهای بدون سرنشین بسیار کوچک آمده اند که ماندگار شوند.
اتفاقا تجربه داشتم. هلیکوپترهای اساب بازی که تا ۱۰ کیلومتر قابل پرواز هستن. ولی فرقش اینه که لینک ارتباطی اینا فرق میکنه.
چیپ ست و بورد الکتریکی همش یکیه. ولی رمزنگاری و لینک ارتباطی و نرم افزارشون فرق میکنه. و تقریبا ۹۹ درصد هزینه ها هم برا همینه. وگرنه این هلیکوپتر همه سخت افزارش تو بازار موجوده و شاید ۱۰۰ دلار تموم بشه.
ولی لینک ارتباطی و نرم افزارش ده ها هزار دلار ارزش داره.
اتفاقا تجربه داشتم. هلیکوپترهای اساب بازی که تا ۱۰ کیلومتر قابل پرواز هستن. ولی فرقش اینه که لینک ارتباطی اینا فرق میکنه.
چیپ ست و بورد الکتریکی همش یکیه. ولی رمزنگاری و لینک ارتباطی و نرم افزارشون فرق میکنه. و تقریبا ۹۹ درصد هزینه ها هم برا همینه. وگرنه این هلیکوپتر همه سخت افزارش تو بازار موجوده و شاید ۱۰۰ دلار تموم بشه.
ولی لینک ارتباطی و نرم افزارش ده ها هزار دلار ارزش داره.