نیروی دریایی آمریکا به دنبال شارژ بی‌سیم زیردریایی‌های خود است

چندین سال است که زیردریایی‌های بدون سرنشین کوچک راهشان را به نیروی دریایی آمریکا باز کرده‌اند. از این رو نیروی دریایی در پی امکان شارژ بی‌سیم زیر آبی برای این شناورهای زیرسطحی کوچک‌ است.

مزایای شارژ بی‌سیم زیرآبی

تا به حال پیش آمده که برای شارژ تلفن همراه خود شدیدا به دنبال یک پریز باشید؟ اگر با این مشکل مواجه شده‌ و فکر می‌کنید در شرایط سختی به سر بردیده‌اید، پس به این فکر کنید که نیروی دریایی آمریکا برای شارژ زیردریایی‌های خود آن‌ هم زیر آب با چه مشکلی مواجه است!

برای برطرف کردن این مسئله،‌ نیروی دریایی آمریکا به دنبال روشی برای شارژ بی‌سیم زیر آبی شناورهای زیرسطحی خود است. با محقق شدن این امر، زیردریایی‌های بدون سرنشین الکتریکی کوچک می‌توانند زمان بیشتری زیر آب بمانند و دیگر نیازی به بازگشت به پایگاه یا کشتی مادر برای شارژ دوباره باتری‌های خود ندارند.

فناوری شارژ بیسیم که به آن شارژ القایی نیز ‌می‌گویند، به طور گسترده در تلفن‌های همراه هوشمند به کار می‌رود. به لطف این فناوری می‌توان گوشی را روی صفحه شارژ قرار داد و به آسانی آن را شارژ کرد.

در شارژ بی‌سیم، شارژر با گسیل دادن یک میدان مغناطیسی متناوب، سبب القای یک جریان متناوب در سیم‌ پیچ‌های گیرنده موجود در دستگاه مورد نظر شود و بدین وسیله آن را شارژ‌ می‌کند. البته این روش در مقایسه با شارژ عادی دستگاه‌های الکترونیکی از راه سیم، سرعت کم‌تری دارد که این امر سبب پرکاربردتر بودن شارژ با سیم می‌شود.

ناوشگان شناورهای زیرسطحی بدون سرنشین آمریکا

امروزه نیروی دریایی ایالات متحده آمریکا بیش‌تر از همیشه روی شناورهای سطحی و زیرسطحی بدون سرنشین تاکید دارد و دارای ناوگان وسیعی از آن‌هاست. این شناورهای بسته به ماموریت خود دارای انواع کنترل از راه دور و نمونه‌های نیمه خودکار و تمام خودکار (AUV) هستند.

شناورهای زیرسطحی بدون سرنشین (UUV) که معمولا به شکل اژدر ساخته می‌شوند دارای کاربردهای گوناگونی دارند و برای ماموریت‌هایی همچون شناسایی، عملیات ضد مین، نقشه برداری از کف اقیانوس و مهم‌تر از همه نبرد زیرسطحی و شکار زیردریایی‌های دشمن کاربرد دارند.

این زیردریایی‌های بدون سرنشین کوچک از انرژی الکتریکی برای فراهم کردن رانش مورد نیاز خود در آب بهره می‌گیرند که این ویژگی سبب بی‌صدا بودن آن‌ها می‌شود. باتری‌هایی با توان ذخیره بالا و موتورهای کم‌مصرف در عین حال بهینه و پرقدرت سبب می‌شود این شناورهای زیرسطحی کوچک بتوانند مسافت‌های بسیار طولانی را بپیماند.

اما در نهایت هنگامی که باتری‌های این ربات‌ها خالی شود، نیازمند شارژ دوباره هستند و برای رباتی که در آب‌های مواج شناور است، اتصال به یک پریز برق برای شارژ ممکن نیست. درحال حاضر یک محدودیت موجود سر راه این زیردریایی‌ها این است که پیش از اتمام ذخیره انرژی الکتریکی خود، باید به کشتی مادر بازگردند تا پرسنل انسانی دوباره آن‌ها را شارژ کنند.

یکی از ربات‌های نیروی دریایی آمریکا که به شکل کوسه است

راه حل غلبه بر این محدودیت،‌ ساخت ایستگاه‌های شارژ بی‌سیم زیر آبی تا ربات برای شارژ دوباره باتری‌هایش روی آن فرود آمده و به روش شارژ القایی، باتری‌های خود را شارژ و راهی ماموریت شود. در این روش دیگر نیازی به عامل انسانی نیست و می‌توان ایستگاه‌های شارژ بی‌سیم زیر آبی را در مناطقی که ربات‌های به انجام عملیات می‌پردازند مستقر کرد.

پیشینه این طرح

اثبات پذیری این طرح برای اولین بار توسط «مرکز اقیانوسیه سیستم‌های رزمی دریایی و فضایی» موسوم به SPAWAR، که یکی از بازوهای پژوهشی نیروی دریایی آمریکا است، رخ داد. چند سال پیش یکی از مهندسان این مرکز،‌ تلفن همراه خود را درون یک کیسه پلاستیکی کاملا مهر و موم شده و ضد آب قرار داد و با استفاده از یک شارژر بی‌سیم، با موفقیت اقدام به شارژ آن در عمق چندمتری آب کرد.

در ماه جولای سال ۲۰۱۵ میلادی نیز یکی دیگر از مهندسان این مرکز موفق به انتقال ۲ کیلووات جریان الکتریسیته از یک ایستگاه شارژ بی‌سیم زیر آبی به یک زیردریایی بدون سرنشین تحقیقاتی خودمختار با اندازه متوسط شد. با این آزمایش‌های و پژوهش‌های صورت گرفته، احتمالا به زودی شمار زیادی از زیردریایی‌های بدون سرنشین نیروی دریایی آمریکا به این روش شارژ خواهند شد.

قرارداد توسعه این طرح

درحال حاضر نیروی دریایی آمریکا در قراردادی ۱.۶ میلیون دلاری با کمپانی هوافضا و دفاعی آمریکایی آئروجت راکت‌داین (Aerojet Rocketdyne) خواستار سیستم مفهومی اثباتگر فناوری برای شارژ بی‌سیم زیر آبی شناورهای بدون سرنشین زیرسطحی است. همچنین طی این قرارداد آئروجت راکت‌داین مسئول توسعه یک سیستم نرم افزاری برای اولویت بندی شناورهای زیرسطحی مشغول عملیات برای دریافت شارژ هستند.

امکان شارژ ربات‌ها زیر آب نه تنها سبب افزایش زمان عملیاتی و برد آن‌ها می‌شود، بلکه روی انعطاف‌پذیری ماموریتی آن‌ها و همچنین افزایش پنهان‌کاری آن‌های نیز موثر است؛ منظور از افزایش انعطاف‌پذیری ماموریتی این است که پس از زیردریایی بدون سرنشین علاوه بر توان انجام ماموریت‌های کوتاه مدت، می‌تواند ماموریت‌های طولانی مدت که طبیعتا شارژ بیشتری مصرف می‌کنند را نیز انجام دهد.

منظور از پنهان‌کاری نیز این است که به سبب بی نیاز شدن ربات از روی آب آمدن و بازگشت به کشتی مادر برای شارژ دوباره، می‌تواند پنهان‌کاری خود را حفظ کند تا دشمن از وجود آن مطلع نشود.

نه فقط برای نیروی دریایی!

با توجه به پررنگ‌تر شدن نقش جنگ افزارهای بدون سرنشین، سازندگان و دارندگان در پی یافتن راهکارهایی برای افزایش دوام آن‌ها هستند. این مسئله صرفا به شناورهای زیر سطحی محدود نمی‌شود، بلکه دیگر ربات‌های فعال در دیگر شاخه‌های نیروهای مسلح را درگیر خود کرده است.

کمپانی‌های دفاعی آمریکایی نیز چند سال پیش راهکاری برای شارژ پهپادهای الکتریکی در حال پرواز با استفاده از تاباندن پرتوهای لیزر به آن‌ها یافته بود و با موفقیت آن را آزمایش کرد.

پهپاد استاکر

در آزمایش صورت گرفته، یک پهپاد دیده بانی،‌ شناسایی و اطلاعاتی (جاسوسی) بسیار کوچک مدل استاکر (Stalker)‌ ساخت کمپانی هوافضا، امنیتی و دفاعی آمریکایی لاکهید مارتین (Lockheed Martin) موفق شد بیش از ۴۸ ساعت پرواز پیوسته داشته باشد، درحالی که پیوستگی پروازی آن با باتری‌های کاملا پر تنها ۲ ساعت است!

تجهیزات شارژ بی‌سیم لیزری که توسط کمپانی مهندسی آمریکایی لیزرموتیو (LaserMotive) ساخته شده بودند، توانستند این پهپاد را هنگام پرواز شارژ کنند تا بدین ترتیب استاکر توانست ۲۴ برابر زمانی که پیشتر تنها با یکبار شارژ پرواز می‌کرد، به پرواز بپردازد. دو کمپانی لاکهید مارتین و لیزرموتیو همچنان مشغول توسعه این طرح خود برای به کارگیری در هواگردهای بدون سرنشین بزرگ‌تر هستند تا انقلابی بزرگ در صنعت به راه اندازند.