فازت إلكتريك سكاي بمنحة داربا لتطوير نظام شحن لاسلكي للطائرات المسيّرة
أعلنت الشركة الناشئة إلكتريك سكاي أنها بدأت بتطوير أول جهاز إرسال لها، ويسبر بيم، لتوفير طاقة لاسلكية مركزة بدقة للطائرات المسيّرة أثناء الطيران، بفضل منحة بقيمة 225 000 دولار أمريكي من وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية.
ستستخدم إلكتريك سكاي منحة المرحلة الأولى لمدة ستة أشهر، المقدمة ضمن برنامج أبحاث الابتكار للأعمال الصغيرة التابع لداربا، لدراسة سبل تكييف بنيتها اللاسلكية للتحكم في سرب من الطائرات المسيّرة.
تشمل المرحلة الأولى من المشروع إنشاء نموذج أولي لنظام تجريبي على مقعد مخبري واختباره، وسيعمل على مسافات قصيرة. ومن المتوقع أن توفر هذه التجارب بيانات يمكن استخدامها لتطوير النظام، أي زيادة القدرة والمسافة.
لدى إلكتريك سكاي مكاتب في منطقة سياتل، وكذلك في ميدلاند بولاية تكساس. رئيسها التنفيذي روبرت ميلمان، الذي شغل سابقًا منصب المستشار العام لشركة الفضاء بلو أوريجين التابعة لجيف بيزوس. ويعد جيف غرايسون، الرئيس التنفيذي السابق لشركة XCOR Aerospace، أحد المؤسسين المشاركين للشركة وكبير التقنيين والمخترع لنظام ويسبر بيم.
مهمة الشركة هي تطبيق تقنيات مبتكرة في مجال توليد الطاقة وتزويد الطائرات والمركبات الجوية بمختلف أحجامها بالقدرة الدافعة.
إلكتريك سكاي ليست الشركة الوحيدة المتخصصة في الطاقة اللاسلكية للطائرات المسيّرة. فعلى سبيل المثال، تعمل شركة PowerLight Technologies من سياتل على نظام ليزري يمكنه تزويد الطائرات المسيّرة وكذلك محطات 5G الأساسية بالطاقة. ومبدأ عمله بسيط نسبيًا: يوجد على الأرض ليزر قوي يتتبع الطائرة المسيّرة تلقائيًا، ويسلط شعاعه على الخلايا الكهروضوئية الموجودة على هيكلها.
تُستخدم الطاقة المستمدة من البطارية في شحن بطاريات الطائرة المسيّرة وفي تشغيل محركاتها الكهربائية. وهذه الأنظمة مكلفة وغير فعالة كثيرًا، إذ يجب تزويد الليزر بقدر من الطاقة يفوق بأضعاف ما يمكن استخلاصه لاحقًا من البطارية الشمسية. كما يعتمد عمل هذا النظام على الأحوال الجوية.
وهناك أيضًا محاولات لتزويد الطائرات المسيّرة بالكهرباء عن بُعد باستخدام تدفق موجه من الموجات الميكروية، يُلتقط جزء منه على متن الجهاز ويُحوَّل إلى تيار يغذي نظام البطارية المدمج. ولهذا النظام مشكلات أيضًا، إذ إن تدفق الطاقة ذا الكثافة العالية قد يُلحق الضرر بالإلكترونيات المدمجة في الطائرة المسيّرة، بينما ذو الكثافة المنخفضة لا يوفر القدرة اللازمة لإعادة شحن البطارية بشكل ملموس.
عادةً ما تكون أشعة الليزر والموجات الميكروية قوية في البداية، ثم تضعف كلما تقدمت. أما إرسالات ويسبر بيم فتكون ضعيفة في البداية، لكنها تزداد قوة بالقرب من المستقبِل.
«تقنية ويسبر بيم هي المكافئ الكهرومغناطيسي لـ«معرض الهمس». ففي «معرض الهمس» يستطيع مستمع واحد على الجانب الآخر من الغرفة سماع المتحدث، بينما لا يستطيع أي شخص آخر ذلك، حتى الأشخاص الواقفون بين المتحدث والمستمع مباشرةً. فالصوت يكون ضعيفًا جدًا بحيث لا يمكنهم سماعه»
يرتبط تأثير «معرض الهمس» بانتشار موجة صوتية تنعكس انعكاسًا داخليًا كاملًا مرات عديدة، مكونةً ما يُعرف بالموجة الراكدة، التي سُميت نمط معرض الهمس. وفي هندسة الراديو يُستخدم هذا التأثير لإنشاء رنانات للموجات الميكروية والبصرية.
تتركز الموجات الراديوية المنبعثة من جهاز إرسال إلكتريك سكاي ذاتيًا على المستقبِل، مما يمكّن الطائرة المسيّرة من استهلاك كيلوواتات من الطاقة في أي طقس.
«إن الاعتقاد بأن نقل الكهرباء لمسافات طويلة أمر مستحيل خرافة. فلم يكن ذلك اقتصاديًا قط. وتقلل هذه الطريقة الجديدة تكلفة جهاز الإرسال الأرضي وحجم المستقبِل المدمج في المركبة»
وبحسب قوله، يمكن استخدام نظام الشعاع مع أي نوع من الطائرات الكهربائية.
«يمكن لأي نوع من الطائرات الكهربائية أن يستهلك الطاقة أثناء الطيران، سواء كانت تعمل ببطارية كهربائية أو بخلية وقود هيدروجينية أو بنظام هجين. وتكون تقنية ويسبر بيم مفيدة بشكل خاص في مراحل الإقلاع والصعود التي تتطلب طاقة كبيرة، إذ تتيح لمصممي المركبات تلبية متطلبات أخرى، مثل زيادة مدى الطيران، وتعزيز سلامة الرحلات، وتقليل ذروات الحمل على البطاريات، وتقليص وقت الصيانة الأرضية»
بالنسبة لوكالة داربا، ستدرس إلكتريك سكاي إمكانية تكييف البنية اللاسلكية الجديدة للتحكم في سرب من الطائرات المسيّرة. وفي إطار برنامج أبحاث الابتكار للأعمال الصغيرة (SBIR) التابع للوكالة، ستبني الشركة الناشئة نموذجًا تجريبيًا مخبريًا وتختبره على مسافات قصيرة. وستوفر هذه التجارب البيانات اللازمة للانتقال إلى قدرة أعلى ومسافات أكبر، ثم تكيّف جهاز الإرسال لتتبع الطائرة المسيّرة في السماء.
إن حل مشكلة شحن الطائرات المسيّرة أثناء الطيران سيفتح آفاقًا واسعة لتطوير مفهوم السرب غير المتجانس من الطائرات الصغيرة دون طيار، القادر على تنفيذ مهام مدنية وعسكرية على حد سواء.
