حمله هواپیمای بدون سرنشین تحت هدایت هوش مصنوعی به اپراتور خود

·        به گفته یکی از افسران نیروی هوایی آمریکا، یک هواپیمای بدون سرنشین (drone) تلاش کرد اپراتور خود را در یک شبیه سازی نظامی از بین ببرد.

·        دلیل این کار مانعت اپراتور از انجام عملیات نظامی و تحقق اهداف تعیین شده توسط هواپیای بدون سرنشین بود.

برای این هواپیمای بدون سرنشین ماموریت سرراستی تعریف شده بود: از بین بردن سیستم های دفاع هوایی دشمن. اما در یک آزمون شبیه سازی جدید ارتش امریکا، یک هواپیمای بدون سرنشین که توسط هوش مصنوعی هدایت می شد یک فرمان مشکل ساز به اهداف خود اضافه کرد: هرکسی که مانع انجام عملیات است را از بین ببر.

سرپرست آزمون و عملیات هوش مصنوعی نیروی هوایی آمریکا در یک کنفرانس خبری که هفته گذشته در لندن برگزار شد، هشدار داد که هوش مصنوعی می تواند به شیوه ای غیرقابل پیش بینی و خطرناک عمل کند. او برای مثال به آزمون شبیه سازی اشاره کرد که در آن هواپیمای بدون سرنشین مجهز به هوش مصنوعی مامور شد تا سیستم دفاع هوایی دشمن را از بین ببرد. یک اپراتور انسانی تعیین شده بود تا مهر تایید بر هر فرمان شلیک بزند.

مشکل این است که هوش مصنوعی می تواند بجای گوش دادن به فرامین انسانی، راه خودسری را انتخاب کرده و به فرمان خود عمل کند.

مشکل زمانی ایجاد شد که وقتی اپراتور انسانی مانع شلیک هواپیما به هدف شناسایی شده گردید، هواپیما به سمت اپراتور حمله برد تا این مانع در سر اجرای ماموریت خود را از بین ببرد.

سپس فرمان صریحی بدین شکل صادر شد: آهای، اپراتور خود را از بین نبر! اما هواپیمای بدون سرنشین بجای اطاعت به برج مخابراتی اپراتور حمله برد تا بتواند آزادانه به هدف شناسایی شده حمله ببرد.

در سال 2020 یک هواپیمای اف 16 مجهز به هوش مصنوعی توانست رقیب انسانی خود را در شش نبرد هوایی نزدیک شکست دهد. کارشماسان در ماه های اخیر نسبت به خطرات آینده هوش مصنوعی بشدت هشدار داده اند. یادگیری ماشینی و فناوری های پیشرفته هوش مصنوعی می تواند براحتی بطور خودکار عمل کرده با عامل انسانی خود وارد مقابله شود. امری که می تواند به از دست رفتن کنترل ماشین ها منجر شده و عواقب خطرناکی داشته باشد. در حال حاضر خطرات بالقوه هوش مصنوعی در کنار تغییرات اقلیمی، از بزرگترین خطرات متوجه نوع انسان در سالهای آتی بشمار می رود.

منبع اصلی خبر:

https://news.yahoo.com/ai-powered-drone-tried-attack-225401635.html

موشک های هایپرسونیک چگونه عمل می کنند؟

موشکهای ابرفراصوت یا هایپرسونیک – موشک هایی که مسیرهایی کم ارتفاع را با سرعتی بیشتر ز 5 برابر سرعت صوت طی می کنند- کانون تمرکز میابقه جدید تسلیحاتی بین قدرتهای بزرگ هستند. تاکنون هیچ کشوری این نوع اسلحه را بطور وسیع وارد میدان نبرد نکرده است اما بودجه توسعه آنها در طی چند دهه اخیر به میزان زیادی افزایش یافته است.

انواع مختلف تسلیحات هایپرسونیک

عبارت اسلحه هایپرسونیک به دو نوع متمایز فناوری موشکی اشاره دارد: تسلیحات هواسر و موشک های کروز هایپرسونیک. تفاوت این فناوری ها در روش تامین نیروی پیشرانه است.

موشکهای هواسر (boost-glide missiles) وسایل نقلیه هواسر هستند که جلوی یک تقویت کننده راکتی نصب شده‌اند درست مانند آنهایی که یک فضاپیما را به مدار زمین می فرستند. این تقویت کننده ها حاوی مقادیر عظیمی سوخت پیشرانه هستند – سوختی که همراه یک اکسید کننده شیمیایی است. واکنش بین این مواد انفجاری از انرژی ایجاد کرده و موشک را تا سرعتهای بالایی شتاب می دهد.

پس از چند دقیقه سوخت پیشرانه تمام شده و راکت از بخش هواسر جدا شده و فرو می افتد (برخی موشکها دارای چند مرحله جداشونده هستند). هواسر با سر خوردن در هوا و استفاده از نیروهای آیرودینامیکی به مسیر خود به سمت هدف ادامه می دهد.

تقویت کننده های موشک هواسر می تواند بسیار بزرگ و سنگین باشد. استفاده از این راکت های بزرگ می تواند بخش هواسر را به سرعتی حدود 20 برابر سرعت صوت برساند، از این رو آنها سریعترین موشکهای هایپرسونیک هستند.

برخلاف موشکهای هواسر تقویت شده، موشکهای کروز هایپرسونیک برای تمام طول مسیر پرواز دارا ییک موتور پیشران هستند. بنابراین این موتورها نسبتا سبک و کوچکند و تا 10 برابر سرعت صوت می توانند سرعت ایجاد کنند.

موتورهای این نوع موشکهای کروز از نوع اسکرام جت هستند. این موتورهای مکنده هوا دارای اتاق احتراقی هستند که در آنها سوخت با هوا مخلوط شده و با اشتعال سریع ایجاد گازهای خروجی پرسرعتی می نماید. بنابراین این موشکها نیازی بهه مایع اکسید کننده ندارند و سرعت زیاد رو به جلوی آنها هوای ورودی به اتاق احتراق را متراکم می کند، پس به کمپرسور نیز مانند موتور توربوجت نیازی ندارند.

در مقایسه با تقویت کننده راکتی فناوری موتورهای اسکرام جت هنوز توسعه کامل نیافته است بنابراین در آینده نزدیک بیشتر موشکهای هایپرسونیک از نوع تقویت شده هواسر خواهند بود.

مقایسه موشکهای تقویتی هواسر با موشکهای بالستیک

موشکهای بالستیک مانند موشکهای تقویتی هواسر جلوی یک راکت نصب شده و تا تمام شدن سوخت راکت متصل به آن باقی می مانند. موشکهای بالستیک یک مسیر سهمی شکل را طی کرده و یک سرجنگی انفجاری را با خود حمل می کنند. پس از فاز ورود مجدد به جو راکت از بخش سرجنگی جدا شده و سرجنگی تحت اثر نیروی گرانش و شتاب اولیه بقیه مسیر را بر روی هدف سقوط می کند.

دیاگرامی از یک موتور اسکرام جت (منبع: ویکی پدیا)

موشکهای بالستیک قاره پیما می توانند تا هزار کیلومتر اوج گرفته و از مدار زمین خارج شوند در حالی که موشکهای هایپرسونیک هواسر در ارتفاع چند ده کیلومتری زمین حرکت می کنند. بنابراین هدفگیری و ردیابی آنها با توجه به سرعت بالا و قابلیت مانور دادن بسیار دشوارتر از موشکهای معمولی است.

منبع:

https://blog.ucsusa.org/ctracy/how-do-hypersonic-weapons-work/#:~:text=The%20engines%20that%20power%20hypersonic,is%20expelled%20from%20the%20engine.

جهشی بزرگ در طراحی هواپیما با طرح انقلابی دارپا

21 ژانویه 2023

موسسه پروژه های پژوهشی پیشرفته آمریکا موسوم به DARPA طرحی نوین برای هواپیمایی در دست اجرا دارد که برای کنترل پرواز فاقد قطعات متحرک در دم، بال یا حتی فاقد سکان عمودی است.

این طرح مفهومی دارپا موسوم به CRANE تمام سطوح متحرک خارجی هواپیما را حذف خواهد کرد تا از نیروی پسای آیرودینامیکی کاسته و بر کارایی مصرف سوخت بیافزاید. برای چندین دهه کنترل پرواز با استفاده از سطوح متحرک دم و بال موسوم به elevator، فلاپ یا سکان عمودی (rudder) گرایش غالب در طراحی هواپیما بوده است. اما دارپا ادعا می‌کند می توان حتی در سرعت های بالا بدون این سطوح متحرک هواپیما را کنترل کرد.

این هواپیما برای مانور در حین پرواز تنها به تغییر جریان هوا در اطراف خود تکیه دارد. قطعات متحرک هواپیما یک شر ناگزیر برای بیش از یک قرن بوده است. از یکسو این سطوح تولید پسا کرده و بر مصرف سوخت می افزایند. اما خلبانان باید بتوانند با ایمنی کامل هواپیما را به اطراف حرکت دهند و طراحی سنتی هواپیما مبتنی بر سطوح متحرک دم و بال برای برای چندین دهه آزمایش شده و امتحان خود را پس داده است.

در مورد این هواپیما جزئیات اندکی منتشر شده لیکن انتظار می رود با روشهایی مانند جت های هوا یا حتی تخلیه الکتریکی بار، جریان هوا پیرامون هواپیما را شکل دهد.

https://news.yahoo.com/wild-darpa-crane-x-plane-210006777.html

بزرگترین هواپیمای جهان

 

وقتی نیاز به جابجایی باری عظیم دارید، باید به این غول اوکراینی متوسل شوید. آنتونوف An-225 می تواند 250 تن بار را بین دو قاره جهان جابجا کند.

آنتونوف An-225 از هر جهت بزرگترین است. طویل ترین و سنگین ترین هواپیمایی است که امروزه پرواز می کند و از نظر فاصله دو نوک بال تنها هواپیمای استراتولانچ که تاکنون تنها یکبار پرواز کرده از آن پیشی می گیرد. حداکثر وزن آن به هنگام برخاستن 640 تن متریک است که با هیچ هواپیمای دیگری قابل مقایسه نیست. با ارتفاعی معادل یک ساختمان شش طبقه طول راهروی قسمت بار آن (42 متر) بیشتر از مسافت طی شده توسط اولین پرواز برادران رایت است.

در سال 2001 این هواپیما پنج تانک تی 80 ارتش اوکراین را جابجا کرد که مجموع وزنی معادل 253 تن داشتند و با اینکار رکورد جهانی جدیدی برجای پذاشت. تنها یک هواپیما از این نوع ساخته شده که در پروازهای تجاری بکار گرفته شده و به کشورهای مختلف اجاره داده می شود.

آنتونوف An-225 در هر نمایشگاه هوایی بیشترین تعداد بازدید کننده را بخود جلب می کند. تصویر پایین پرواز این هواپیما بر فراز جمعیت در نمایشگاه هوایی زوریخ سوییس به سال 2013 نشان می دهد.

مقاله ای خواندنی درباره این هواپیما در:

https://www.airspacemag.com/flight-today/dream-big-180977305/

______________________________________

تدریس دروس ریاضیات دبیرستان و دانشگاه

با کیفیت عالی

توسط مدرس خصوصی دروس دانشگاه با بیش از بیست سال سابقه تدریس

شماره تماس [phone]

کشتی های لیبرتی و تولد دانش مکانیک شکست

کشتی های لیبرتی و تولد دانش مکانیک شکست

در طی جنگ دوم جهانی ایالات متحده آمریکا از جایگاه برتری در زمینه دسترسی به سوخت، مواد اولیه و غذا برخوردار بود. در طی این دوره 2710 فروند کشتی باری از کلاس لیبرتی (Liberty cargo ships) در ایالات متحده تولید انبوه شد تا به متحدین اروپایی این کشور غذا و مواد لازم برای ادامه جنگ ارسال شود.

برخی از نمونه های اولیه این کشتی ها پس از پیدایش و رشد ترکهایی در عرشه و بدنه خود دچار تخریب ساختاری ناگهانی می شدند. سه تا از این کشتی ها بطور فاجعه آمیزی پس از شکل گیری،‌رشد و گسترش ترکها به دو نیم شدند. شکل زیر یکی از این کشتی ها را که تنها یک روز پس از به آب انداختن در سال 1943 دچار شکستگی شده، نشان می دهد.

بازرسی های بعدی عوامل زیر را در شکستهای ساختاری پدید آمده موثر دانستند:

برخی آلیاِهای فلزی که در شرایط عادی نرم و لوله شو هستند، در دمای نسبتا پایین ترد و شکننده می شوندٰ به عبارتی وقتی تا دمای بحرانی خاصی سرد می شوند یک گذار نرم به شکننده را تجربه می کنند. کشتی های لیبرتی از فولادی ساخته شده بودند که مستعد چنین تبدیلی بود. در دمای یخبندان اقیانوس اطلس شمالی فولاد بدنه آنها بشدت شکننده می شد. مواد نرم و لوله شو پس از تغییرشکلهای نسبتا بزرگ دچار شکست می شوند .و ترک در آنها آهسته انتشار می یابد. لیکن مواد شکننده و ترد تغییرشکل بسیار کوچکی را می توانند تحمل کنند و شکست در آنها بسیار ناگهانی روی می دهد.

گوشه های دریچه ها (مانند در و پنجره ها) تیز و مربعی شکل بود. این گوشه ها به صورت نقاط تمرکز تنش عمل کرده و ترکها در آنجا شکل می گرفت.

زیردریایی های آلمانی موسوم به U-boat کشتی های باری متفقین را سریعتر از زمان لازم برای جایگزینی آنها با فنون ساخت موجود غرق می کردند. در نتیجه لازم آمد که روشهای ساخت بطور اساسی متحول شده و کشتی های باری سریعتر و به تعداد بیشتری ساخته شوند. برای این کار از ورقهای فولادی پیش ساخته استفاده می شد که به جای روش زمان بر پرچکاری، از جوش برای اتصال آنها استفاده می شد. شوربختانه، ترکها در سازه های جوشکاری شده بدون اینکه به مانعی برخورند گسترش می یابند. لیکن در سازه های پرچکاری شده ترک به مجرد برخورد به لبه ورق (در محل اتصال دو ورق) از انتشار باز می ایستد.

استفاده از اپراتورهای ناوارد در جوشکاری باعث ایجاد نواقص جوش می شد که خود به اتشار ترکها کمک می رساندند.

برای رفع این مشکلات از اقدامات اصلاحی زیر استفاده شد:

با کاهش میزان ناخالصی های گوگرد و فسفر در آلیاِ فولادی دمای تغییرشکل از حالت نرم به ترد کاهش داده شد.

گوشه های دریچه ها با جوشکاری یک تکه ورق مناسب، گرد شد تا از تمرکز تنش جلوگیری شود.

در محلهای مناسبی روی ورقها از نوارهای پرچکاری شده استفاده شد که به منزله مانع انتشار ترک عمل می کنند.

آموزش جوشکاری ارتقا داده شد و کدهای فنی جوشکاری تدوین شدند.

با وجود این موارد شکست، برنامه تولید کشتی های لیبرتی در تامین نیازهای جنگی متفقین یک موفقیت بشمار می رود. تحلیل مفصل این شکست ها منجر به پیدایش دانش جدید مکانیک شکست (Fracture Mechanics) گردید.

منبع:

MATERIALS SCIENCE and ENGINEERING, An Introduction,  William D. Callister, Jr., David G. Rethwisch