لماذا تستخدم الطائرات المُسيرة بطاريات ليبو

أولاً: نظرة عامة على بطاريات الليثيوم أيون والليثيوم بوليمر

1.1 ما هي بطاريات الليثيوم أيون (Li-ion)؟

• البنية وكثافة الطاقة
تستخدم بطاريات الليثيوم أيون عادةً أغلفة معدنية أسطوانية أو مستطيلة مملوءة بسائل إلكتروليت. وتشمل خصائصها:
كثافة طاقة حجمية ممتازة (وات ساعة/كغ)
قوة هيكلية عالية واستقرار
وزن أثقل قليلاً
قدرة تفريغ أقل مقارنة ببطاريات لي-بو
بسبب كثافة طاقتها العالية، تُستخدم بطاريات الليثيوم أيون على نطاق واسع في:
أجهزة الكمبيوتر المحمولة
السيارات الكهربائية
طائرات مُصوِّرة جوية
المنصات طويلة المدى

• الميزات الرئيسية للبطاريات الليثيوم أيون
كثافة طاقة عالية، مما يتيح أوقات طيران أطول
عمر دورة طويل (~300–500 دورة)
أكثر فعالية من حيث التكلفة لنفس السعة
كيمياء أكثر استقرارًا، وتشغيل أكثر أمانًا
معدل تفريغ أقل، تيار لحظي محدود
مثالي ل:
طائرات بدون طيار للتصوير الجوي، أنظمة FPV طويلة المدى، طائرات مسح جوي، طائرات ذات أجنحة ثابتة.

1.2 ما هي بطاريات الليثيوم بوليمر (LiPo)؟

• البنية والمرونة
تستخدم بطاريات LiPo إلكتروليت بوليمر هلامي وتعبئة في غلاف لين، مما يوفر مزايا رئيسية:
خفيف الوزن للغاية
مقاس مرن / قابل للتخصيص بسهولة
مقاومة داخلية أقل
معدلات تفريغ عالية جدًا (25C–150C)
وبالتالي، تهيمن بطاريات ليثيوم بوليمر على:
طائرات بدون طيار للسباقات FPV
الطائرات المسيرة الحرة
الطيران عن بعد

• الميزات الرئيسية لبطاريات ليثيوم بوليمر
قدرة تفريغ قوية للغاية
مقاومة داخلية منخفضة مع استقرار ممتاز للجهد الكهربائي
خفيفة الوزن، وشكلها المرنا
كثافة طاقة أقل
عمر أقصر ومعرض للتورم
مثالي ل:
تطبيقات الطائرات المسيرة عالية الأداء وسريعة الاستجابة.

1.3 الفروق الرئيسية بين بطاريات الليثيوم أيون والليثيوم بوليمر

• مقارنة بكثافة الطاقة والوزن
الجدول 1 — نظرة عامة على بطاريات الليثيوم أيون مقابل الليثيوم بوليمر

الليثيوم أيون = "يطير لفترة أطول"
الليثيوم بوليمر = "يطير بقوة وأسرع"
• معدل التفريغ وأداء الطيران
الجدول 2 — مقارنة معدلات التفريغ

إن قدرة الليثيوم بوليمر العالية للغاية على التفريغ هي السبب الرئيسي وراء عدم إمكانية استخدام الليثيوم أيون في الطائرات المسيرة للسباقات.

ثانيًا. عمر بطاريات الليثيوم أيون والليثيوم بوليمر

2.1 مقارنة دورة الشحن والتفريغ

• أداء عمر بطارية الليثيوم أيون
300–500 دورة
مقاومة قوية للتدهور أثناء التخزين
نادرًا ما يتورم
فقدان بطيء للسعة عند التفريغ المنخفض/المتوسط
عمر افتراضي أطول بشكل عام من ليثيوم بوليمر

• أداء عمر بطارية ليثيوم بوليمر
150–300 دورة (تختلف حسب شدة الاستخدام)
يزيد التفريغ عالي التيار من سرعة التقادم
معرض للتورم
متطلبات صارمة للشحن/التخزين
أداء عالٍ → عمر افتراضي أقصر.

2.2 العوامل الرئيسية المؤثرة على عمر البطارية

• عادات الشحن والتفريغ
تجنب الشحن الزائد (الحد الأقصى 4.2 فولت/خلية)
تجنب التفريغ العميق (لا يقل عن 3.3 فولت/خلية)
الشحن المتوازن أمر ضروري
جهد التخزين 3.75–3.85 فولت/خلية
التفريغ العميق ضار بشكل خاص ببطاريات ليثيوم بوليمر (LiPo).

• الظروف البيئية
ارتفاع درجة الحرارة يسرع من عملية الشيخوخة والتورم
انخفاض درجة الحرارة يقلل من قدرة التفريغ
الشحن الكامل أو التفريغ الكامل لفترات طويلة يزيد من التدهور
بطاريات ليثيوم بوليمر أكثر حساسية للظروف البيئية.

ثالثاً: العوامل المتعلقة بأداء الطائرة المسيرة

3.1 كثافة الطاقة ومدة الطيران

• تأثير المدى الزمني
كثافة طاقة أعلى → مدة طيران أطول
ليثيوم أيون: أفضل أداء من حيث المدى الزمني
ليثيوم بوليمر: قدرة عالية ولكن مدة تشغيل أقصر
وبالتالي، تُفضّل الطائرات المسيرة طويلة المدى بطاريات الليثيوم أيون.

• أي بطارية توفر مدة طيران أطول؟
الفائز: بطاريات الليثيوم أيون
الأكثر ملاءمة لـ:
التصوير الجوي
المسح
التحكم عن بعد على مسافات طويلة
الطائرات المُسيرة ذات الجناح الثابت
تناسب بطاريات ليثيوم بوليمر الرحلات القصيرة ولكن عالية القدرة.

3.2 قدرة التفريغ والقدرة الناتجة

• متطلبات الطيران عالية الأداء
تتطلب الطائرات المسيرة للسباقات:
تسارع سريع
دوران، انقلابات، ومناورات حادة
غوص عالي السرعة
استجابة فورية للتسريع
توفر بطاريات ليبو تيارًا فوريًا قويًا.

• الليثيوم أيون مقابل الليثيوم بوليمر في الطائرات المسيرة التنافسية
الجدول 3 — مقارنة الأداء التنافسي

يجب أن تستخدم الطائرات المسيرة التنافسية بطاريات ليبو.

3.3 التأثير الناتج عن الوزن والحجم

• الوزن والأداء أثناء الطيران
تستفيد الطائرات المسيرة الأخف وزناً من:
تسارع أسرع
قدرة أعلى على المناورة
كفاءة أفضل في المحرك
تصميم حزمة ليثيوم بوليمر اللينة → مثالي للطائرات المسيرة الحساسة للوزن.

• مزايا للطائرات المسيرة الصغيرة
يمكن تشكيل بطاريات ليثيوم بوليمر إلى:
أكياس رقيقة
خلايا مربعة/مستطيلة
أحجام مخصصة
أي تكوين متسلسل/متوازي
مثالي للطائرات المسيرة الصغيرة والبنية التحتية المدمجة لـFPV.

رابعًا. سلامة بطاريات الليثيوم أيون وليثيوم بوليمر

4.1 تحليل المخاطر الشائعة

• مخاطر الليثيوم أيون
دائرة قصيرة داخلية
الهروب الحراري
التعرض لدرجات حرارة عالية
الضرر المادي
الشحن غير الصحيح

• الغلاف المعدني → يزيد من الحماية.

• مخاطر بطاريات ليثيوم بوليمر
كيس بطاريات ليثيوم بوليمر اللين أكثر هشاشة:
انتفاخ سهل
حساس للضغط/الثقب
الشحن الزائد = خطر نشوب حريق
معدل خطر الانطلاق الحراري أعلى
تتطلب بطاريات ليثيوم بوليمر معالجة أكثر حذرًا.

4.2 إجراءات السلامة

• الشحن والتخزين السليم
استخدم شاحن توازن
لا تتجاوز 4.2 فولت/خلية
جهد التخزين حوالي 3.8 فولت
استخدم أكياس ليثيوم بوليمر المقاومة للحريق
لا تشحن البطارية دون مراقبة أبدًا

• الصيانة اليومية
افحص انتفاخ البطارية قبل كل رحلة
تجنب إسقاط البطارية أو سحقها
اترك البطارية لتبرد قبل الشحن
توقف عن الاستخدام في حال تضررها
يمكن أن تكون بطاريات الليثيوم أيون والليثيوم بوليمر آمنة مع الممارسات السليمة.

خامسًا. كيفية اختيار البطارية المناسبة للطائرة المسيرة

5.1 الأفضل للطائرات المسيرة للسباقات — لماذا تتفوق بطاريات LiPo

تتطلب الطائرات المسيرة للسباقات:
قوة انفجار عالية جدًا
استجابة سريعة للجهد
وزن منخفض للغاية
أشكال مرنة
يلبي LiPo جميع المتطلبات → المعيار الصناعي لـ FPV.

5.2 الأفضل للتصوير الجوي — لماذا يعتبر Li-ion مثاليًا

يتطلب التصوير الجوي:
مدة طيران طويلة
إخراج جهد مستقر
تيار مستمر أقل
يوفر Li-ion:
كفاءة أعلى في السير
عمر افتراضي أفضل
أداء أكثر استقرارًا
تستخدم العديد من الطائرات المسيرة الاحترافية (مثل DJI) أنظمة ليثيوم أيون أو هجينة من ليثيوم بوليمر عالي الجهد.

5.3 موازنة الأداء وطول العمر

اختر ليثيوم بوليمر إذا كنت بحاجة إلى:
إخراج طاقة عالي
استجابة سريعة لمقياس السرعة
أقصى درجات المرونة في المناورة
سباق أو أسلوب حر
اختر ليثيوم أيون إذا كنت بحاجة إلى:
مدة طيران أطول
الرحلات الطويلة المسافة
تشغيل فعال منخفض الطاقة
التصوير الجوي / المهام الصناعية

الاستنتاج النهائي: لماذا تُستخدم بطاريات ليثيوم بوليمر عادةً في الطائرات المُسيرة؟
تُهيمن بطاريات ليثيوم بوليمر على تطبيقات الطائرات المُسيرة بسبب:
معدل تفريغ مرتفع للغاية
هيكل خفيف الوزن
مقاومة داخلية منخفضة
قوة انفجار قوية
مناسبة للطيران عالي المناورة
توفر حزم الليثيوم أيون مدى أطول وعمرًا افتراضيًا أطول، لكنها لا يمكنها تزويد التيار الفوري اللازم للسباقات والطيران الحر، مما يجعل بطاريات ليثيوم بوليمر لا غنى عنها للطائرات المُسيرة بنظام الرؤية الأولى (FPV).

الوصف： تستخدم الطائرات المُسيرة بطاريات ليثيوم بوليمر لأنها خفيفة الوزن، وتقدم معدلات تفريغ عالية جدًا، وتوفر طاقة انفجار قوية للتسارع السريع والمناورة. توفر خلايا ليثيوم بوليمر مقاومة داخلية منخفضة واستجابة سريعة للجهد، ما يجعلها مثالية لسباقات الرؤية الأولى (FPV) وتطبيقات الطائرات المُسيرة عالية الأداء.