EN
Sissejuhatus
Drone'ide kiire kasvu taustal fotograafias, logistikas, põllumajanduses, tööstuslikus kontrollis ja rekreatsioonitegevustes on avaliku huvi nende vastupidavuse ja keskkonnakohastumise vastu oluliselt kasvanud. Mitmete murede hulgas on üks kõige sagedamini esitatud küsimusi: Kas drone'i aku on veekindel?
See küsimus pole sugugi triviaalne. Akupakk on iga pilootita lennukeseadme (UAV) südamik; ilma usaldusväärse toiteallikata ei saa lennuk funktsioneerida. Vee sattumine võib põhjustada katastroofilise rikke, ohutusotseseid ohtusid või tagasipöördumatud kahjustused nii akupakile kui ka droonile. Seetõttu on droonioperaatorite, inseneride ja harrastajate jaoks oluline mõista seost drooniakude ja veekindluse vahel.
See artikkel uurib teemat süvitsi. Selles selgitatakse täpsemalt, mida tähendab „veekindel“, selgitatakse, kuidas drooniakud on ehitatud, tehakse erinevust veekindlate droonide ja veekindlate akude vahel, analüüsitakse riskisid, mis kaasnevad veega kokkupuutmisega, käsitletakse inseneriprobleeme ning uuritakse uusi veekindlate akude tehnoloogiaid. Käsitatakse ka reaalmaailma stsenaariume, parimaid tavasid ja levinud ebatõesid. Lõpuks on vastus selge: drooniakud ei ole veekindlad, kuigi täielik selgitus on pigem nüansseeritud.
1. „Veekindluse“ tähenduse mõistmine
Enne lennukite akude veekindluse hindamist on vajalik määratleda see mõiste inseneriteaduslikus kontekstis. Elektronikaseadmete veekindlus mõõdetakse tavaliselt IP (Ingress Protection) kaitseastme süsteemiga, mis liigitab kaitset tolmu ja vee eest.
Olulised IP-klassifikatsioonid on:
• IPX4: Kaitstud pritsimise eest
• IPX7: Kaitstud ajutise uputamise eest
• IPX8: Kaitstud pideva uputamise eest
• IP67: Tolmukindel ja uputamiskindel
• IP68: Tolmukindel ja pikaajalise uputamisega vastupidav
Paljud dronid, mida turustatakse kui veekindlaid, kuuluvad IP67 või IP68 kategooriasse. Siiski kehtivad need klassifikatsioonid tavaliselt droni korpusharjale, mitte akule. Akud sisaldavad elektrilisi ühendusi, ventilatsioonikanaleid ja keemiliselt aktiivseid elemente, mistõttu on täielik vee kindlustamine äärmiselt keeruline.
Veekindlate droonide ja veekindlate akude vaheline erinevus on üks kõige rohkem eksitavamaid aspekte UAV disainis. Veel maandumisvõimeline droon ei pruugi sisaldada veekindlat akut; pigem on aku tavaliselt kaitstud hermeetiliselt ruumis.
2. Drooniakude ehitus
Kaasaegsed droonid kasutavad peamiselt liitium polümeer (LiPo) või liitium ioon (Li-ioon) akusid nende kõrge energiatiheduse ja kerge kaalu tõttu.
Tüüpiline drooniaku koosneb:
• Liitiumakurakud
• Akuhaldussüsteem (BMS)
• Voolukontaktid
• Soojuse hajutavad konstruktsioonid
• Välimine karp
2.1 Liitiumakurakud
Liitiumakud on hermeetiliselt suletud, kuid mitte veekindlad. Kui vesi jõuab kontaktide juurde, võib see põhjustada:
• Lühiseid
• Korrosiooni
• Soojusläbikipumist
• Tule või plahvatust
2.2 Aku haldussüsteem (BMS)
Aku haldussüsteem on niiskuse suhtes äärmiselt tundlik. Isegi pikk kestvusega niiskus võib halvendada lõimeliite ja elektroonikat.
2.3 Voolukontaktid
Kontaktid peavad laadimise ja voolu edastamise ajal olema avatud, mistõttu on nende veekindlustamine ebaefektiivne.
2.4 Soojuse hajutamise nõuded
Akud toodavad töö ajal soojust. Täielikult suletud korpuse korral koguneks soojus, suurendades paisumise või rikke ohtu.
3. Kas dronide akud on veekindlad?
Otse vastates: ei — tavalised droniakud ei ole veekindlad. Neid ei ole mõeldud kasutamiseks vees, tugeva pritsimise või pikemaajalise vihmaga kokkupuutes.
Veekindlad droonid saavutavad kaitse järgmiselt:
• Tihendatud akuhoiad
• Kummirõngad
• Surve lukustusmehhanismid
Kui auru on kahjustatud või see pole korralikult suletud, siis muutub aku kohe haavatavaks.
4. Miks dronide akud ei ole veekindlad
Arhitektuurilised ja ohutuspiirangud takistavad sellele, et dronide akud oleksid veekindlad:
• Soojuse hajutamisega seotud probleemid
• Vajadus avatud elektriliste ühenduste järele
• Kaalupiirangud
• Kulud ja tootmise keerukus
Veekindlus lisab kaalu, kogub soojust ja suurendab kulusid, andes enamikule kasutajatele vähe olulisi eeliseid.
5. Veekindlad droonid vs veekindlad akud
Mõned droonid on loodud merikeskkonnas kasutamiseks, kuid nende veekindlus tuleneb drooni konstruktsioonist, mitte akust.
Veekindlate droonide omadused hõlmavad:
• Hermmeetiliselt suletud kere
• Vesihigutavad pinnakatted
• Veekindlad mootorid
• Tihendatud akuhoiad
Kui vesi jõuab akusse:
• Lühiseid
• Lennul toitekaotus
• Akumahla paisumine või süttimine
6. Oht, et vesi jõuab drooni aku alla
Vee kokkupuude võib põhjustada nii kohe kui ka pikaajalist kahju:
• Lühiseid
• Korrosiooni
• Keemilised reaktsioonid liitiumiga
• Akumahla paisumine
Isegi väikesed niiskuse kogused võivad halvendada akumahla jõudlust ja ohutust.
7. Kas drooni akud saab veekindlaks teha?
Mõned hobiharrastajad proovivad ise teha veekindlust, kasutades:
• Silikoonist tihendusaineid
• Kuumutust kahanevat torujuhet
• Pinnakatteid
Siiski need meetodid:
• Pidurdavad soojus
• Blokeerivad ühendusi
• Tühistavad garantiid
• Suurendavad tuleohtu
Tootjad soovitavad seda tüüpi muudatusi väga hoolikalt vältida.
8. Parimad tavad droonide kasutamiseks veekogude lähedal
Ohtude vähendamiseks:
• Kasutage droone, mille akupesad on hermeetiliselt suletud
• Vältige vihmasidet
• Kontrollige tihendeid enne lendu
• Ärge sisestage niiskeid akusid
• Kuivatage akud hoolikalt
• Hoidke akusid õigesti
Need tavade järgimine suurendab turvalisust oluliselt.
9. Veekindla aku tehnoloogia tulevik
Loodustavad uuringualad hõlmavad:
• Tahkeolekuga akud
• Veekindlad elektrolüüdid
• Enesetervendavad pinnakatted
• Täielikult hermeetilised moodulid
Need tehnoloogiad on endiselt eksperimentaalsed, kuid võivad tulevikus võimaldada veekindlaid akusid.
Kohustuslik väljaandmine
Kas dronni aku on siis veekindel?
Ei. Dronnide akud on olemuselt haavatavad veekahjustuse suhtes ja isegi veekindlate dronnide puhul kasutatakse hermeetiliselt suletud ruume, mitte veekindlat aku konstruktsiooni. Tehnilised piirangud — soojuse hajutamine, avatud kontaktid, kaal ja maksumus — muudavad täielikult veekindlate akude loomise praegu ebaefektiivseks.
Siiski, sobiva konstruktsiooni ja hoolika käsitluse korral saavad dronnid turvaliselt töötada niiske keskkonnas, ilma et aku oleks veega kokku puutunud. Teadustehnika arenguga võivad ilmneda keerukamad veekindlustuslahendused, ent hetkel peavad operaatorid jääma ettevaatlikuks ja teadlikuks.
