1. Təyyarələrin Şərhi, Batareyaların Əhəmiyyəti və Bu Məqalənin Məzmunu
Təyyarələr tez bir zamanda niş istehlak elektronikası məhsullarından fotoşəkillər çəkmək, kənd təsərrüfatı, təhqiqat, infrastruktur yoxlaması, ictimai təhlükəsizlik və lojistika daxil olmaqla bir neçə sənayedə vacib alətlərə çevrilib. Təyyarə platformaları daha güclü hala gəldikcə və missiya tələbləri artırıqca, uçuş davamlılığına dair gözləntilər də artır. Təyyarə yüksək sürətli FPV yarışları üçün nəzərdə tutulmuş olsun və ya çoxsaatlı təhqiqat missiyaları üçün nəzərdə tutulmuş olsun, ümumi performansı əsas komponentdən asılı olaraq məhdudlaşır: batareya.
Batareya təyyarənin uçuş müddətini, yükləmə tutumunu, manevr etmə həddini və missiyanın etibarlılığını müəyyən edir. Batareya seçimi yalnız uçuş müddətinə deyil, həm də operativ təhlükəsizliyə, ömür dövrü xərclərinə və təmir tələblərinə təsir edir.
Bu məqalə drone batareyaları texnologiyasına sistemli bir şəkildə baxış təqdim edir və drone batareyasının tərifini, ümumi kimyəvi sistemləri, dronlarda "ən uzun uçuş müddəti" ifadəsinin həqiqi mənasını, drone batareyalarının faktiki ömrünü və uçuş müddətini təsir edən əsas amilləri izah edir. Həmçinin uçuş müddətini hesablamaq üçün sadə üsullar təqdim edir və çox yüksək davamlılıq tələbləri olan drone tətbiqlərini nəzərdən keçirir.
2. Drone Batareyası Nədir?
2.1 Tərif və Funksiya
Drone batareyası, dronun bütün ehtiyati elektron sistemlərini işə salmaq üçün xüsusi olaraq hazırlanmış yenidən doldurulabilən enerji saxlama cihazıdır. Bu sistemlərə adətən təchizat mühərrikləri, elektron sürət nəzarətçiləri (ESC), uçuş nəzarətçiləri, GPS kimi naviqasiya modulları, rabitə kanalları və kameranın, LiDAR sensorlarının və ya topoqrafik avadanlıqlar kimi tapşırıq yükü daxildir.
Smartfon və ya noutbuklarda istifadə olunan batareyalardan fərqli olaraq, dron batareyaları eyni zamanda iki sərt tələbi ödəməlidir: birincisi, əhəmiyyətli uçuş müddətini təmin etmək üçün kifayət qədər enerji saxlamaq; ikincisi isə, xüsusilə qalxış, yuxarı çıxma, sürətli sürətlənmə və təcili manevrlər zamanı yüksək cərəyanı dərhal və təkrar-təkrar təmin edə bilmək. Yüksək enerji sıxlığı və yüksək güc çıxışı tələbi bu batareya dizaynını son dərəcə çətinləşdirir.
2.2 Ümumi Kimyəvi Sistemlər (Lityum Polimer, Lityum İon) və Tətbiq Sahələri
Lityum Polimer Batareyalar (Li-Po)
Lityum polimer batareyalar maye və ya jeləbənzər elektrolitdən istifadə edir və yumşaq qablaşdırma daxilində yerləşdirilir. Bu konstruktiv dizayn ona yüngül və müxtəlif formalı xüsusiyyətlər verir ki, bu da çəki və ölçülərə yüksək tələblər qoyan dronlar üçün son dərəcə cəlbedici olur.
Lityum polimer batareyalar, adətən 25C-dən 100C-dən yuxarı qədər olan çox yüksək boşalma dərəcələri ilə tanınır və bu onların tutumuna nisbətən yüksək cərəyan çıxışı verə biləcəyini bildirir. Bu xüsusiyyət onları güclü anlıq güc və sürətli reaksiya tələb edən dronlar üçün ideal edir.
Tipik tətbiqlərə FPV yarış dronları, sərbəst stil dronları və ağır yük daşıyan və yüksək güc tələb edən çoxrotorlu platformalar daxildir.
Lityum-ion batareyalar (Li-ion)
Lityum-ion batareyalar adətən sərt metal qablaşdırma ilə silindr və ya prizmatik elementlərdən istifadə edir. Onların dizaynı maksimum cərəyan çıxışı deyil, daha yüksək enerji sıxlığı və uzun ömürə üstünlük verir.
Lityum polimer batareyalara nisbətən lityum-ion batareyalar ümumiyyətlə hər bir şarj üçün daha uzun uçuş müddəti və daha yaxşı dövrləşmə ömrü təqdim edir, lakin maksimum boşalma dərəcələri daha aşağıdır. Buna görə də onlar agressiv manevralardan daha çox sabit güc istehlakı tələb edən tətbiqlər üçün ən yararlıdır.
Lityum-ion batareyalar adətən: uzun məsafəli FPV dronlarda, sabit qanadlı dronlarda və dayanıqlılıq əsas tələb olduğu dron platformalarında rast gəlinir.
3. Ən "uzunömürlü" dron batareyası hansıdır?
3.1 "Uzunömürlü" ifadəsinin iki mənası
"Uzunömürlü dron batareyası" ifadəsinin iki fərqli mənası var və bu ikisi arasındakı fərq son dərəcə vacibdir:
Tək uçuş müddəti
Bir mənada "uzunömürlü" ifadəsi dronun tək bir şarjla havada qala bildiyi müddətə aiddir. Bu əsasən batareanın ümumi enerji saxlama tutumundan və dronun enerji səmərəliliyindən asılıdır. Daha yüksək enerji sıxlığı (vatt-saat bir kiloqram üçün Vt/sa-kq) adətən daha uzun uçuş müddətinə səbəb olur.
Bu cəhətdən lityum-ion batareyalar və yeni yüksək enerjili kimyəvi batareyalar tez-tez yüksək boşalma sürətli lityum polimer batareyalardan daha yaxşı nəticə əldə edir.
Çevrilmə ömrü
Digər mənada "ən uzunömürlü" batareyanın özünün ümumi ömrünü, yəni yükün boşalma dövrləri ilə ölçülən ömrünü nəzərdə tutur. Daha uzun dövr ömrünə malik batareyalar əhəmiyyətli tutum itkisi baş verməzdən əvvəl daha çox dəfə işarələnə və istifadə edilə bilər.
Lityum-ion batareyalar ümumiyyətlə lityum polimer batareyalardan daha uzun dövr ömrünə malikdir, xüsusilə mülayim yüklərin təsiri altında istifadə olunduqda. 3.2 Tipik yüksək tutumlu aralıq (10 000–30 000 mAh)
Peşəkar və sənaye dronları adətən uzun uçuş müddəti üçün yüksək tutumlu batareya bloklarına güvənir. Yaygın tutum aralıqlarına aşağıdakılar daxildir:
Kompakt peşəkar dronlar: 10 000-12 000 milliamper-saat (mAh)
Ərazi surveyası və kənd təsərrüfatı dronları: 16 000-22 000 milliamper-saat (mAh)
Ağır iş və ya uzunmüddətli platformalar: 28 000-30 000 milliamper-saat (mAh) və ya daha çox
Daha yüksək tutum daha çox enerji saxlama demək olsa da, eyni zamanda çəkini artırır ki, bu da dronun səmərəliliyini azalda bilər. Buna görə də uçuş müddətini maksimuma çatdırmaq üçün tutum və çəki arasındakı optimal balansı tapmaq vacibdir.
3.3 Yeni Kimyəvi Sistemlər (Bərk Halın Nikel Mangan Kobalt Akkumulyatorları və s.)
Lityum polimer və lityum-ion akkumulyatorların məhdudiyyətlərini aradan qaldırmaq üçün yeni akkumulyator texnologiyaları daim inkişaf etdirilir. Yarım bərk və bərk halın lityum akkumulyatorları enerji sıxlığını, istilik sabitliyini və təhlükəsizliyi yaxşılaşdırmağı hədəfləyir.
Məsələn, bərk halın nikel mangan kobalt (NMC) akkumulyatorları maye elektrolitin əksər hissəsini əvəz etmək üçün bərk və ya yarım bərk materiallardan istifadə edir. Bu akkumulyatorlar uzun davamlılıq və təhlükəsizlik baxımından böyük potensial göstərir, xüsusilə yüksək dəyərli sənaye dronu əməliyyatları üçün, lakin hazırda hələ də maya dəyəri və kütləvi istehsal baxımından çətinliklərlə qarşılaşır.
4. Dron Akkumulyatorlarının Həqiqətən Nə Qədər İşlədiyi
4.1 Uçuş Müddəti Aralığı (İstehlak, Peşəkar, Sənaye)
Uçuş müddəti dronun növündən və dizaynından asılı olaraq əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir:
İstehlak dronları: Adətən 20-40 dəqiqə uçur
Peşəkar hava çəkilişi və biznes dronları: Adətən 40-55 dəqiqəyə çatır
Sənaye təyinatlı qanadlı dronlar: 1-3 saat uçmağa qadir olur
Hibrid şaquli qalxış-enmə (VTOL) dronları və xüsusi uzunmüddətli dronlar: Bir neçə saat havada qala bilər
Yuxarıdakı məlumatlar ideal şərait və batareyanın yaxşı vəziyyətində əsaslanır. Həqiqi uçuş müddəti külək, temperatur və yükdən kimi xarici amillərdən əhəmiyyətli dərəcədə təsirlənir. 4.2 Litium-Polimer və Litium-İon Batareyaların Dövr Ömrü Müqayisəsi
Batareya ömrü adətən sikllarla ölçülür, harada bir sikl tam boşalmanın ardından tam şarj edilməni bildirir:
Litium-Polimer Batareyalar: Adətən 150-300 sikl ömür sürür; tez-tez yüksək cərəyanla boşalma degradasiyanı sürətləndirir.
Lityum-ion batareyalar: Orta yükləmə şəraitində istismar müddəti adətən 300-600 və ya daha çox sikldir.
Hər iki batareya növünün dövr ömrü intensiv uçuş, tam boşalma və yüksək temperaturlu mühitlərdə əhəmiyyətli dərəcədə qısalır.
4.3 Batareya İdarəetməsi üzrə Ən Yaxşı Təcrübələr
Batareyanın xidmət müddətini və performansını artırmaq üçün istifadəçilər aşağıdakı tövsiyə olunan tədbirlərə əməl etməlidirlər:
● Tövsiyyə olunan gərginlik həddindən yuxarı səviyyədə şarj etməkdən çəkinin.
● Təhlükəsiz səviyyənin aşağısına düşən boşalmadan qaçının.
● Uzun müddət işlətmədiyiniz zaman batareyanın hissən doldurulması halında saxlayın.
● Şarjdan əvvəl batareyanın otaq temperaturuna qədər soyumasına icazə verin.
● Çoxelementli batareya paketlərinin balanslaşdırılmış şarjı üçün xüsusi şarj cihazı istifadə edin.
düzgün batareya idarəetməsi yalnız xidmət müddətini uzatmır, həm də təhlükəsizliyi artırır.
5. Drone Uçuş Müddətini Təsir Edən Faktorlar
5.1 Batareya Tutumu
Batareya tutumu uçuş üçün mövcud olan ümumi enerjini müəyyən edir, lakin tutumun artırılması eyni zamanda çəkini də artırır və bu səmərəliliyi azalda bilər. Uçuş müddətini maksimuma çatdırmaq üçün bu ikisi arasında optimal balans tapmaq vacibdir.
5.2 Təyyarə/Yük Çəkisi
Ağır təyyarələr və yük çəkilişləri daha böyük itkili tələb edir, buna görə də enerji istehlakı artır. Yüngül materiallar, səmərəli mühərrik seçimi və aerodinamik dizaynın optimallaşdırılması uçuş müddətinin uzadılmasına kömək edir.
5.3 Ətraf Mühit Şəraiti
Külək, hava sıxlığı, hündürlük və temperatur kimi ətraf mühit amilləri enerji tələbinə birbaşa təsir edir. Aşağı temperatur batareya performansını azaldır, yüksək temperatur isə batareya degradasiyasını sürətləndirir.
5.4 Uçuş Üslubu (Sürət, Manevralar)
Sürətli sürətlənmə, kəskin dönüşlər və tez-tez qalxmaq və enmək kimi agressiv uçuş üslubları, sabit sürətli uçuşdan daha çox enerji sərf edir. Uçuş marşrutlarının optimallaşdırılması və orta sürətin saxlanması uçuş müddətini effektiv şəkildə artırmağa kömək edə bilər.
5.5 Batareya Sağlamlığı və İtki Sisteminin Səmərəliliyi
Batareyalar yaşlandıqca onların daxili müqaviməti artır, mövcud tutumu isə azalır. Həmçinin mühərrik səmərəliliyi, elektron sürət nəzarətçisinin (ESC) keyfiyyəti və pervanə dizaynı ümumi enerji səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə təsir edir.
6. Qərəzin Uçuş Müddətini Necə Hesablamaq Olar?
6.1 Tutum - Cərəyan Hesablama Formulu (T = C / I)
Uçuş müddətini təxmini hesablamaq üçün sadə formula:
Uçuş Müddəti (saat) = Batareya Tutumu (amper-saat, Ah) ÷ Ortalama Cərəyan Sərfi (amper, A)
Nümunə: Qərəz 20 amper-saat (Ah) batareya istifadə edir və orta cərəyan sərfi 25 amper (A) təşkil edir. Təxmini uçuş müddəti 0,8 saatdır (təxminən 48 dəqiqə).
6.2 Həqiqi Ekoloji Dəyişənlər
Yuxarıdakı hesablama yalnızca təxmini hesabdır. Həqiqi uçuş müddəti cərəyan dalğalanmaları, gərginlik düşməsi, ekoloji şərait və batareya köhnəlməsi kimi amillərdən asılı olaraq teorik qiymətdən adətən 10-20% aşağı olur.
7. Uçuş Müddəti Ən Çox Tələb Olunan Dron Tətbiqləri Hansılardır?
7.1 Sadələşdirmə və Xəritəçəkilmə
Geniş ərazilərin ölçülərək xəritəyə salınması kimi tapşırıqlar uzun uçuş müddətindən böyük qazanc əldə edir, bu da qalxma və enmə sayını azaldır və məlumatların davamlılığını artırır.
7.2 Kənd Təsərrüfatı
Dəqiq kənd təsərrüfatında daha uzun uçuş müddəti dronlara bitki monitorinqi, səpintilər və analiz üçün daha geniş sahəli torpaqları effektiv şəkildə əhatə etməyə imkan verir.
7.3 Axtarış və Xilasetmə
Axtarış və xilasetmə əməliyyatlarında uzun uçuş müddəti həyati əhəmiyyət daşıyır; uçuş müddəti və əhatə dairəsi birbaşa xilasetmənin nəticədarlığına təsir göstərir.
7.4 Ekoloji Monitorinq
Vəhşi təbiətin izlənilməsi, çirklənmənin aşkarlanması və ekoloji tədqiqatlar kimi tapşırıqlar tez-tez bir neçə saat davam edən kəsilmədən uçuş təminatı tələb edir.
7.5 İnfrastukturun Yoxlanması
Uzun uçuş müddətinə malik dronlardan istifadə edərək elektrik xətlərinin, kəmərlərin və nəqliyyat infrastrukturunun yoxlanılması əhəmiyyətli dərəcədə səmərəliliyi artırır.
7.6 Lojistika/Təhvil
Təhvil dronları üçün daha uzun uçuş müddəti böyük təhvil radiusu, daha yüksək yük tutumuna və batareya dəyişmələrinin azalmasına imkan verir ki, bu da bütün əməliyyat səmərəliliyini artırır.
Nəticə
Batareya texnologiyası müasir dronların performansı və praktikliyində qətiyyətli rol oynayır. Müxtəlif batareya tərkibləri arasındakı fərqləri, uçuş müddətinə təsir edən amilləri və "ən uzun uçuş müddəti" anlayışının həqiqi mənasını başa düşmək dron dizaynerlərinin və istifadəçilərinin daha yaxşı qərarlar qəbul etməsinə kömək edir.
Yüksək güc tətbiqetmələri üçün əsas seçim litium polimer batareyalar qalsa da, litium-ion batareyalar və inkişaf etməkdə olan bərk hal batareya texnologiyaları davamlılıq həddini daim artırır. Batareya texnologiyasındakı irəliləyişlərlə dronlar daha uzun müddət, təhlükəsiz və səmərəli şəkildə artan miqdarda sahələrdə işləyə biləcək.
Təsvir： Ən uzun batareya ömrü çoxrotorlu dronlardan daha çox sabit qanadlı və hibrid VTOL dronlarda rast gəlinir. Uzunömürlü sabit qanadlı İHA kimi sənaye platformaları bir neçə saat uçabilir, rekord sinfinə aid hibrid dronlar isə 10 saata qədər uçuş müddətinə malikdir. İstehlakçı dronları adətən hər batareyada bir saatdan azdır.
EN
