كيفية إطالة عمر بطارية الطائرة المسيرة

مقدمة

تُعدّة عمر البطارية أحد العوامل الأكثر أهمية في تجربة طيران الطائرات المُسيرة، سواء كنت مستخدمًا عاديًا أو طيّارًا محترفًا. فعمر البطارية يحدد مدة طيران الطائرة المُسيرة في كل مرة، كما يحدد أيضًا العمر الافتراضي الكلي للبطارية.

تستخدم معظم الطائرات المُسيرة الحديثة بطاريات ليثيوم بوليمر (LiPo) أو ليثيوم أيون، والتي تشتهر بكثافتها العالية للطاقة وتصميمها الخفيف الوزن. ومع ذلك، فإن هذه البطاريات يمكن أن تتدهور بسرعة دون صيانة مناسبة. يمكن لبطارية الليثيوم بوليمر النموذجية للطائرات المُسيرة أن تتحمل حوالي 300 إلى 500 دورة شحن وتفريغ، لكن العمر الفعلي يعتمد على الاستخدام والصيانة. ولتحقيق أوقات طيران أطول وعمر بطارية أطول، نحتاج إلى تعلّم بعض التقنيات الأساسية للعناية بالبطارية.

التحديات التي تواجه عمر بطارية الطائرة المُسيرة

قبل أن نناقش كيفية إطالة عمر البطارية، من الضروري فهم سبب محدودية عمر البطارية. غالبًا ما تكون بطاريات الطائرات المُسيرة أول مكوّن يتعرض للمشاكل لأن:
غالبًا ما تتطلب الطائرات المُسيرة إخراج تيار عالي، خاصة أثناء الإقلاع أو المناورات السريعة أو التحوّم، مما يستهلك البطارية بسرعة.
تكون البطاريات حساسة للغاية للحرارة — حيث يمكن أن يؤثر ارتفاع الحرارة أو انخفاضها بشكل كبير على الأداء وطول العمر الافتراضي.
يمكن أن تؤدي عادات الشحن الخاطئة (مثل الشحن الزائد، أو الشحن أثناء سخونة البطارية، أو استخدام شاحن غير مناسب، إلخ) إلى تسريع الشيخوخة الكيميائية للبنية الداخلية للبطارية.
يمكن أن يتسبب الحمل الزائد أو بيئات الطيران القاسية في استهلاك المحركات لمزيد من الطاقة، وبالتالي زيادة الضغط على البطارية.
من خلال اتخاذ تدابير مناسبة لمعالجة هذه المشكلات، يمكننا تمديد عمر البطارية بشكل كبير وتحسين تجربة الطيران.

نصيحة 1: لا تشحن البطارية بشكل زائد أبدًا

الشحن الزائد هو أحد أكثر المشاكل شيوعًا التي تضر بصحة البطارية. وعلى الرغم من أن عددًا متزايدًا من البطاريات الذكية والشواحن مزود بآليات حماية، فإن ترك البطارية متصلة بالشاحن بعد اكتمال الشحن يزيد مع ذلك من الإجهاد الكيميائي الداخلي.

لماذا يعد الشحن الزائد ضارًا؟

يؤدي ترك البطارية مشحونة بالكامل عند نسبة 100٪ لفترة طويلة إلى زيادة الإجهاد على هيكلها الكيميائي الداخلي، مما يسرّع من عملية التقادم. وفي الحالات القصوى، إذا فشلت أنظمة الحماية، قد تتضخم البطارية أو تسخن بشكل مفرط أو حتى تشتعل.

أفضل الممارسات

✔ استخدم شاحنًا مخصصًا موصى به من قبل الشركة المصنعة لشحن البطارية. لا تستخدم مصادر طاقة غير متوافقة أو شواحن عالمية.
✔ افصل مصدر الطاقة فور اكتمال شحن البطارية.
✔ تجنب الشحن في البيئات ذات درجات الحرارة العالية، مثل التعرض المباشر لأشعة الشمس أو داخل سيارة مغلقة.
يساعد هذا السلوك في الشحن على الحفاظ على حالة داخلية أفضل للبطارية، وبالتالي إطالة عمرها الافتراضي الكلي.

نصيحة 2: قم بشحن البطارية في الوقت المناسب

مبدأ آخر شائع ولكن يتم التغاضي عنه بسهولة هو: لا تترك البطارية في حالة شحن منخفضة جدًا لفترات طويلة.

تفريغ الشحن والتركيب الكيميائي للبطارية

عندما تكون بطارية الليثيوم بوليمر أو الليثيوم أيون مشحونة بنسبة 0٪، فإن تركيبها الكيميائي الداخلي يتعرض للإجهاد، مما يؤدي إلى فقدان دائم في السعة. تُعرف هذه الظاهرة بالتفريغ الزائد، وبما أن قراءات الجهد قد تكون متأخرة عن الحالة الفعلية، فقد لا يدرك العديد من طياري الطائرات المُسيرة أن البطارية قد تضررت.

عادات شحن مفيدة

✔ قم بشحن البطارية في أسرع وقت ممكن بعد الهبوط؛ لا تترك البطارية غير مستخدمة لفترة طويلة مع شحن منخفض.
✔ تأكد من أن البطارية قد بردت بشكل طبيعي قبل الشحن؛ فشحن البطارية في درجات حرارة عالية يسرّع من التلف.
✔ إذا لم يتم استخدام الطائرة المُسيرة لفترة طويلة، حافظ على شحن البطارية بين 30٪ و60٪. إن هذا النوع من حالة الشحن المعتدلة أكثر استقرارًا من 100٪ أو 0٪، ما يساعد على الحفاظ على صحة البطارية بشكل أفضل.
يمكن أن يمنع اتباع هذه العادات بقاء البطارية في ظروف قصوى لفترة طويلة، وبالتالي إبطاء عملية التقادم.

نصيحة 3: استخدم بطاريات ذكية قابلة للفصل

يُعد استخدام "البطاريات الذكية" أو عدة بطاريات مستقلة استراتيجية مهمة أخرى لتحسين إدارة البطارية وزيادة عمرها الافتراضي.

مزايا البطاريات الذكية

عادةً ما تحتوي البطاريات الذكية على نظام مدمج لإدارة البطارية (BMS) يمكنه:
● مراقبة جهد كل خلية في الوقت الفعلي.
● موازنة الخلايا تلقائيًا.
● منع الشحن الزائد والتفريغ الزائد.
تساعد هذه الميزات البطارية على العمل دائمًا في حالة أكثر أمانًا وصحة، مما يؤدي إلى إطالة عمرها مقارنة بالبطاريات العادية.

فوائد تكوين بطاريات متعددة

بدلاً من الاعتماد على بطارية واحدة فقط:
✔ إعداد عدة بطاريات ذكية لتتداور خلال جلسة طيران، وبالتالي توزيع الحمل.
✔ قلل من تدهور البطارية مع تجنب استخدام نفس البطارية بكثرة حتى جهدتها الحرجة.
✔ تقلل استراتيجية البطاريات المتعددة من خطر "دفع البطارية إلى حدودها القصوى"، وهي التفريغ العميق الذي يُلحق ضررًا بالغًا بعمر البطارية.
يتيح نهج الإدارة المعيارية استخدام البطارية بشكل أكثر كفاءة وتجربة طيران أكثر استقرارًا.

نصيحة 4: اختر بطارية ذات سعة أكبر

يمكن أن يؤدي استخدام بطارية ذات سعة أعلى إلى إطالة عمر البطارية إلى حد ما — ولكن هناك مبدأ يجب اتباعه: يجب أن تكون مطابقة بشكل مناسب لمواصفات الطائرة بدون طيار واحتياجاتها.

تأثير السعة على العمر الافتراضي

سعة بطارية أكبر:
تخزن طاقة أكثر، مما يترك شحنة متبقية أكثر بعد إكمال مهمة طيران.
التفريغ الضحل (أي لا يتم استنفاد البطارية تمامًا) يتسبب في إجهاد كيميائي أقل على البطارية، مما يساهم في إطالة عمر الدورة الكلية.
⚠ ومع ذلك، فإن السعة الأكبر غالبًا ما تعني زيادة الوزن. يتطلب الوزن الزائد من الطائرة المسيرة توليد قوة أكبر للحفاظ على الطيران، مما قد يُفقد جزءًا من مزايا الزيادة في السعة.

كيفية اختيار السعة المناسبة

✔ راجع واتبع النطاق المقترح للسعة المذكور في دليل تعليمات الطائرة المسيرة.
✔ إذا كنت تخطط لترقية سعة البطارية، فتأكد من أن نظام التحكم في الطيران ونظام الطاقة، وما إلى ذلك، يمكنه تحمل الحِمل الإضافي.
✔ أثناء زيادة السعة، فكّر في كفاءة الطيران بشكل عام، بدلاً من السعي ببساطة وراء أقصى سعة ممكنة.
عندما تكون السعة متطابقة بشكل مناسب مع هيكل الطائرة المسيرة، يمكن أن تؤدي هذه الترقية فعليًا إلى تمديد زمن الطيران وتقليل عمق تفريغ البطارية.

نصيحة 5: تقليل الوزن الكلي

الوزن الكلي للطائرة المسيرة مرتبط مباشرة بعمر البطارية. كلما زاد الوزن، زاد العبء على البطارية.
لماذا يكون الوزن مهمًا؟
كل وزن إضافي يتم إضافته إلى الطائرة المسيرة يعني أن المحركات يجب أن تستهلك طاقة كهربائية أكثر للحفاظ على استقرار الطيران.
يؤدي ارتفاع مخرج التيار إلى زيادة حرارة البطارية والإجهاد الكيميائي، وبالتالي يسرّع من عملية التقادم.

كيفية تقليل الوزن؟

✔ قم بإزالة الملحقات غير الضرورية، مثل الكاميرات الاحتياطية، أو الأضواء، أو الأحمال التعليقية (إذا لم تكن ضرورية للعملية الحالية).
✔ استخدم مكونات خفيفة الوزن متى أمكن ذلك (مثل الدعامات الخفيفة، أو أجزاء ألياف الكربون، إلخ).
✔ قم بتحسين تكوين المعدات؛ ولا تسمح للوزن الزائد بأن يصبح عبئًا على البطارية.
الطائرة المسيرة الأخف وزنًا تكون أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة، وأسهل في التحكم، كما أنها أفضل لصحة البطارية على المدى الطويل.

توصيات إضافية للعناية بالبطارية

بالإضافة إلى النصائح الرئيسية المذكورة أعلاه، إليك بعض طرق صيانة البطارية المقبولة على نطاق واسع والتي تعد بنفس القدر من الأهمية:
● تجنب درجات الحرارة الشديدة
تكره البطاريات درجات الحرارة العالية، خاصة أثناء الشحن. يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى تسريع عملية تقادم البطارية وقد يكون خطيرًا حتى. علاوة على ذلك، يمكن أن تقلل درجات الحرارة المنخفضة جدًا من أداء البطارية بشكل مؤقت.
الممارسات الموصى بها: احفظ البطاريات في مكان بارد وجاف؛ واترك البطاريات لتصل إلى درجة حرارة الغرفة قبل الطيران أو الشحن.
●عادات طيران سلسة
يزيد التسارع السريع أو الميلان الحاد أو التوقف المطول في الجو بشكل كبير من استهلاك التيار، وبالتالي يزيد من حمل البطارية ويولد المزيد من الحرارة.
التوصية: حافظ على مناورات طيران سلسة وقلل من الإدخالات التحكمية العنيفة.
●حافظ على الصيانة الدورية
تحقق من نظافة مفاصل البطارية، والتورّم أو التشوه؛ وحدّث برنامج البطارية الذكية والطائرة بدون طيار فور توفر التحديثات. يساعد هذا في منع تحول المشكلات الصغيرة إلى مشكلات كبيرة.

الاستنتاج

تمديد عمر بطارية الطائرة المسيرة ليس تقنية معقدة، بل هو مزيج من الشحن العلمي، وتفريغ البطارية بشكل صحيح، واتباع عادات طيران جيدة، واستخدام المعدات المناسبة. وعلى الرغم من أنه يمكن استبدال البطاريات، فإن اتباع عادات صيانة جيدة سيمكن البطاريات من الطيران لفترة أطول وبشكل أكثر أمانًا بين يديك.
سواء كنت طيارًا مبتدئًا أو محترفًا، طالما التزمت بالعادات المذكورة أعلاه، فستحصل على تجربة طيران أكثر استقرارًا وعمرًا أطول للبطارية.