Miks surevad lennukite akud nii kiiresti?

Lennukipiloodid puutuvad sageli kokku sama tüütu probleemiga: tooteleheküljel näidatud lendamisaeg ja tegelikult saavutatav lendamisaeg võivad olla väga erinevad. Lennukit võib reklaamida 30-minutilise lendamisajaga, kuid igapäevases kasutuses võib madala aku taseme hoiatus ilmuda juba pärast 20–25 minutit.

See ei tähenda vajadusel, et drone’il või akul oleks midagi valesti. Tootja poolt deklareeritud lennuaegu mõõdetakse tavaliselt väga range kontrolli all. Tegelik lendamine on palju nõudlikum. Tuul, temperatuur, kasuliku koorma kaal, lennukiirus, korduv kiirendamine ja pidurdamine, paigalseisv lend, aku vananemine ning isegi piloodi juhtimiskäigu viis võivad kõik mõjutada aku kiirust, millega see tühjeneb.

Kõigi nende tegurite hulgas on kolm eriti levinud: agressiivne lendamine, külm ilm ja aku vananemine. Selle mõistmine, kuidas iga üks neist mõjutab teie drone’i, aitab teil pikemaks ajaks õhus püsida, vältida ootamatuid madala aku taseme olukordi ning saada akudest rohkem kasulikku eluiga.

Kui palju mõjutab lendamise stiil drone’i aku eluiga?

Lendamise stiil on üks suurimaid tegureid, millele piloot saab ise mõju avaldada. Kaks inimest saavad kasutada sama drone’i ja sama aku, kuid saavutada siiski märgatavalt erinevaid lennuaegu lihtsalt seetõttu, et nad lendavad erinevalt.

Drone, mis liigub sujuvalt ja stabiilselt, tarbib tavaliselt vähem energiat kui drone, mis pidevalt kiirendab, pidurdab, tõuseb järsult, teeb teravnurkseid pöördeid ja muudab liikumissuunda.

Iga kord, kui mootorid peavad tootma rohkem tõukejõudu, suureneb voolutarve. Kui see juhtub lennu suuremas osas, tühihtub aku palju kiiremini.

Kiire kiirendamine on eriti nõudlik, sest mootoritel tuleb kiirus peaaegu kohe suurendada. Kiirusega lendamine tarbib ka rohkem energiat, sest drone peab ületama suurema aerodünaamilise takistuse. Kiired tõusud, äkklõpetused, agressiivsed pöörded ja korduvad suunamuudatused suurendavad kõik propulssioonisüsteemi koormust.

Õhufotograafias, kaardistamisel, inspekteerimisel või lihtsalt naudingulendudes võib sujuvad joogipuksi juba märgatavat erinevust teha. Pehme kiirendamine ja kontrollitud liikumised hoiavad energiatarvet stabiilsemas olekus, mitte sundides aku korduvalt andma kõrget voolutugevust.

Lendamine Sport-režiimis

Sportrežiim on mõeldud kiiruse ja reageerimisvõime jaoks, mitte energiatõhususe jaoks.

Selles režiimis lubab lennuk tavaliselt suuremat edasiliikumiskiirust, kiiremat kiirendust, teravnemaid pöördeid ja tugevamat mootoriväljundit. Kõik need tegurid suurendavad voolutarvet.

Patareiga, mis annab teile umbes 25 minutit rahulikku lennukäiku, võib olla märgatavalt lühem lendamisaeg, kui suur osa lennust toimub kõrgel kiirusel. Täpne erinevus sõltub lennukist, patareikapatsiitist, tuuleoludest ja sellest, kui agressiivselt te lennate.

Kui maksimaalne kiirus pole vajalik, on tavaliselt parem valida tavarežiim või kino-režiim.

Kino-režiim võib olla eriti kasulik õhufotograafias, sest aeglasemad ja sujuvamad liikumised vähendavad mitte ainult energiatarvet, vaid annavad ka stabiilsemat väljanägemist pildile.

Sportrežiimi tuleks säilitada olukordadele, kus täiendav kiirus on tegelikult vajalik, mitte kasutada seda iga lennu ajal.

Lend tuule vastu

Tuul võib vähendada lendamisaega rohkem, kui paljud piloodid eeldavad.

Kui lennuk lendab vastutuulega, peavad mootorid töötama raskemini, et säilitada soovitud maapinnal kiirust ja asukohta. Isegi paigalseis on nõudlikum, kuna lennukontroller peab pidevalt tegema väikseid parandusi, et takistada lennuki liikumist külje poole.

Tagasitee võib muutuda eriti ohtlikuks.

Kui teete pika teekonna tuulepoolel ja peate seejärel tagasiteele pöörduma vastutuulega, võib lennuk kasutada tagasiteel palju rohkem energiat kui edasiteel.

Turvalisem lähenemisviis on kontrollida tuule suunda enne starti ja planeerida marsruut vastavalt. Võimalusel tuleks edasiteel lennata vastutuulega ja tagasiteel tuulega kaasa. See annab teile rohkem akuvaru koju jõudmiseks.

Soovitav on ka mitte liialt uskuda rakenduses kuvatavat hinnangulist järelejäänud lennuaega. Tuuletingimused võivad kiiresti muutuda ning tugev vastutuul võib teha tagasitee palju nõudlikumaks, kui oodatakse.

Liiga pikk paigalseis

Kõrgusel paigutumine näib vaevatu olevat, kuid lennuk on siiski pidevalt töös.

Paigale jäämiseks peavad mootorid tekitama piisavalt tõukejõudu, et toetada lennuki täielikku kaalu. Samal ajal teeb lennuregulaator pidevalt väikseid kohandusi tuule, liugumise ja asendimuutuste kompenseerimiseks.

See tähendab, et kõrgusel paigutumine kulutab ikkagi olulise koguse energiat.

Õhufotograafias juhtub sageli tarbetut kõrgusel paigutumist siis, kui piloot otsustab järgmise kaadri üle, ootab subjekti liikumist soovitud asukohta või vaatab tagasi salvestatud materjali.

Mõni minut kõrgusel paigutumist missiooni ajal võib ära võtta olulise osa kasutatavast lennuaegast.

Kaamerate kasutamise planeerimine enne starti aitab. Kui te juba teate marsruuti, pildistamiskohad ja liikumise järjestust, saate õhus ootamise aegu vähendada ja rohkem aega kulutada tegelikult missiooni täitmisele.

Liiga suur kaalakoormus

Lisakaal suurendab otsest võimsustarbimist.

Kui kinnitada lisaseadmeid, näiteks tulesid, kaitseid, maandumisrattaid, sensooreid, kaameraid või muid koormaid, peavad mootorid tekitama rohkem tõstejõudu. See suurendab voolutarvet ja lühendab lennuaega.

Isegi suhteliselt väikesed lisaseadmed võivad kompaktsete droonide puhul märgatavat erinevust teha, sest nende akud ja propulssioonisüsteemid on disainitud piiratud kaaluvahemiku jaoks.

Enne starti eemaldage kõik, mis missiooni jaoks ei ole vajalik.

Professionaalsed operaatoreid peaksid vastupidiselt tootja reklaamitud lennuaegadele oma lennukindluse hinnangusse arvestama ka koorma kaalu.

Miks on külm ilm nii raske drone’i akude jaoks?

Külm ilm võib drone’i aku jõudlust mõjutada ühe silmatorkavama efektina.

Enamik kaasaegseid drone’i kasutab liitiumipõhiseid laaditavaid akusid, sealhulgas liitium-ioon- ja liitium-poliimeer-akusid. Need akud toimivad keemiliste reaktsioonide abil, mis võimaldavad ioonidel liikuda laadimise ja tühjenemise ajal.

Kui temperatuur langeb, aeglustuvad need reaktsioonid.

Külm akus tekib ka suurem sisemine takistus. See teeb akus oleva kõrgvoolu tõhusa üleandmise raskemaks.

Tulemuseks on sageli pinge langus.

Pinge langus on ajutine aku pingelangus, kui aku on suure koormuse all. Lendu alustades, tõusdes või kiiresti kiirendades võivad mootorid nõuda suurt vooluhulka. Kui külm aku ei suuda seda vooluhulka tõhusalt tarnida, võib tema pinge kiiresti langeda.

Rakenduses kuvatav aku protsent võib ka langeda kiiremini kui oodatakse. Mõnel juhul võib lennuk aktiveerida madala aku taseme hoiatuse või isegi käivitada automaatset tagasipöördumise protseduuri, kuigi akus on veel energiat.

Energia ei ole kadunud. Probleem on selles, et külm aku ei suuda seda suure koormuse all tõhusalt tarnida.

Seetõttu võib lennuk, mis soojas ilmastikus töötab normaalselt, talvel äkki palju lühema lendamisaegaga silma tulla.

Hoidke akud soojad enne starti

Üks tõhusamaid talvetingimustes lennata aitavaid harjumusi on ka üks lihtsamaid: hoidke aku mõistlikult soe enne lennu.

Ärge jätke droonide akusid pikaks ajaks külmunud temperatuuridesse.

Kui te reisite külmale kohale, hoidke akusid soojendatud kotis, sõiduki kabiinis või kaitstud taskus, kui see on otstarbekas ja ohutu.

Eesmärk ei ole aku kuumutamine. Soovitud on lihtsalt vältida aku sügavat jahtumist enne lennu alustamist.

Paigaldage aku vahetult enne starti, mitte jättes drooni väljaspoole aku juba paigaldatuna.

Piloodid, kes regulaarselt lendavad talvingimustes, võivad kasutada sobivat aku soojendusseadet, kuid tuleb alati järgida aku tootja soovitusi temperatuuri piirangute kohta.

Soogendage aku kergelt pärast paigaldamist

Kui aku on paigaldatud, võib lennu alustamisel aidata kergelt.

Vältige kohe täielikus võimsuses tõusmist või otseselt kõrgtehnilisse režiimi lülitumist.

Kui olud ja tootja juhised seda lubavad, võib aku soojenemisele aidata kaasa umbes 60–90 sekundit lennurakenduses maapinnast üleval hoverdamine kõrgusel üks kuni kaks meetrit.

Kui vool läbib akut, tekib see loomulikult osaliselt soojust.

Selle ajavahemiku jooksul jälgige lennurakenduses aku temperatuuri ja pinge andmeid. Kui aku saavutab tervislikuma töötemperatuuri, paraneb tavaliselt selle võimekus voolu tarnida.

Vältige ägedat kiirendamist kohe pärast starti külmaga akuga. Äkne kõrgvoolu nõudmine on üks lihtsamaid viise, kuidas põhjustada tugevat pingelangust.

Jälgige pinget, mitte ainult aku protsenti

Aku protsent on kasulik, kuid külmil ilmastikul ei tohiks see olla ainus näitaja, millele te tähelepanu pöörate.

Protsent, mis rakenduses kuvatakse, on hinnang, mis põhineb akusurve, koormusel, aku seisundil ja tarkvaraliste arvutustel. Külmades tingimustes võib surve käitumine muutuda ebatäpsemaks.

Üksiku elemendi pinge võib anda kasulikumat teavet aku tegelikust seisundist.

Kui üks element koorma all järsult langub, võib see tähendada, et aku ei suuda piisavalt voolu tarnida.

Järgige alati lennukite või akude tootjate poolt antud miinimumpinge soovitusi. Ärge jätkake lennuga lihtsalt seetõttu, et protsentuaalne näitaja näib endiselt aktsepteeritavat.

Kui pinge langeb erakordselt madalale kiirendamise, tõusmise või tugeva tuule ajal, on tavaliselt turvalisem varasem maandumine.

Kas aku lihtsalt vananeb?

Mõnikord on ilm hea ja piloot lendab tavapäraselt. Aku lihtsalt vananeb.

Laaditavad lennukite akud ei säili igavesti tehases uue seisundis.

Iga laadimis- ja tühjenemistsükkel põhjustab rakendes järk-järgult muutusi. Aeglaselt väheneb maksimaalne mahutavus ja suureneb sisemine takistus.

See tähendab, et aku salvestab vähem energiat ja ei suuda enam nii tõhusalt tagada kõrgvoolu.

Uus aku võib pakkuda lennuaega, mis on lähedal reklaamitud väärtusele, samas kui sama aku võib pärast sadu tsükleid märgatavalt halveneda.

Paljudel lennukite akudel on sobivate tingimuste korral võimalik läbi teha mitusada laadimistsüklit. Tavaliselt mainitakse vahemikku umbes 300–500 tsüklit, kuigi tegelik akueluiga võib erineda oluliselt.

Raku keemia, töötemperatuur, tühjenemissügavus, säilitamise tavandid, laadimismeetodid ja lendamistingimused mängivad kõik oma rolli.

Aku, mida kasutatakse ettevaatlikult ja säilitatakse õigesti, võib kesta palju kauem kui aku, mida kuumutatakse sageli üle, sügavalt tühjendatakse või säilitatakse täielikult laetuna.

Aku vananemine võib ka ohutusprobleemiks muutuda.

Vanemad akud võivad alustada paisumist, muutuda ebatavaliselt kuumaks, näidata suurenevaid erinevusi rakukitste pinge vahel või ootamatult kaotada suurt osa näidatavast mahust.

Neid hoiatusmärke ei tohi ignoreerida.

Kuidas kontrollida aku tervist ja pikendada aku eluiga?

Hea akuhooldus ei suuda vananemist täielikult peatada, kuid see võib aeglustada ebavajalikku degradatsiooni ja muuta aku tööd ennustatavamaks.

Kontrollige tsüklite arvu

Paljud intelligentsed lennukite akud salvestavad tehtud laadimistsüklite arvu.

Seda teavet saab sageli leida tootja lennurakenduses või akuhalduse tarkvaras.

Tsüklite arv on kasulik, sest see annab üldise ettekujutuse sellest, kui intensiivselt aku on kasutatud, kuid seda ei tohi pidada ainus põhjus aku asendamiseks.

Aku, millel on 250 tsüklit, kuid mis on regulaarselt ülekuumenenud või ülelaetud, võib olla halvemas seisus kui teine aku, millel on rohkem tsükleid, kuid mida on hoolikalt hooldatud.

Pöörake tähelepanu tegelikule jõudlusele.

Kui aku, mis varem andis teile umbes 25-minutise lenuaegu, pakub nüüd samadel tingimustel vaid 15–18 minutit, on selge, et toimus oluline degradatsioon.

Kui aku on läbinud umbes 300 tsüklit ja näitab samal ajal ka vähenenud mahutavust, ebatavalist pinge käitumist või märgatavalt halvenenud lenutulemusi, tuleb seda täpselt uurida ja see võib vajada asendamist.

Hoia akusid õigesti

Salvestamise harjumused mõjutavad liitiumakude vananemist oluliselt.

Liitiumaku pikaajaline täielik laadimine avaldab rakendele täiendavat keemilist koormust. Kõrgemad temperatuurid teevad probleemi veelgi tõsisemaks.

Teisel äärmusel on aku täielikult lahti laadimine salvestamiseks samuti riskantne.

Akud kaotavad kasutamata seisundis loomulikult osa oma laadimisest. Kui rakupinge langeb liiga madalale, võib aku püsivalt kahjustuda või enam tavaliselt laadida hakkama.

Pikaajalisel salvestamisel on liitiumakud üldiselt paremini hoitud osaliselt laetud olekus.

Neid tuleb ka hoida külmus, kuivus koht, kus puudub otsene päikesesära, liialdav soojus, süttivad materjalid ja keskkonnatingimused, mis ei vasta tootja soovitustele.

Kasutage sobivat ladumislaengut

Kui te ei kavatse drone aku kasutada umbes üle nädala, on paljude liitiumaku süsteemide puhul levinud praktika hoida seda umbes 40–60% laengus.

See vahemik vähendab pinge stressi, mis tekib pikaajalisel täielikul laengul, samal ajal jättes piisavalt energiat, et takistada elementide liialdatud laengu kaotamist tavapärasel ladumisel.

Paljud kaasaegsed nutikad drone akud vähendavad ise oma laengut turvalisema ladumistasemele määratud päevade möödudes.

Kui teie aku toetab seda funktsiooni, kontrollige sätteid rakenduses.

Piloodid, kes kasutavad tasakaalustavaid laadijaid ning tavapäraseid LiPo akusid, saavad tavaliselt valida eraldi ladumisrežiimi, mis laeb või tühjendab iga elemendi sobivasse ladumispingesse.

Pärast lennu lubage aku jaheneda enne uuesti laadimist. Kuumas oleku korral laadimine kiirendab aku vananemist.

Muud tegurid, mis võivad vähendada lennuaega

Lennustiil, temperatuur ja aku vanus on kolm suurimat põhjust lühikeseks lennuaegselt, kuid need ei ole ainukesed.

Propellerite seisukord on samuti oluline.

Kahjustatud, painutatud, mustad või valesti paigaldatud propellerid vähendavad õhutakistuse efektiivsust ja sunnivad mootoreid raskemini töötama.

Kõrgus võib ka mõjutada toimimist, sest õhukese õhu tõttu peab propulssioonisüsteem teostama rohkem tööd piisava tõstmise loomiseks.

Sagedane tõus kulutab rohkem energiat kui stabiilne horisontaalne lend. Korduvad kiired laskumised koos järsult järgnevate tõusudega võivad samuti suurendada kogu energiakulutust.

Kaamera, pardal asuvad protsessorid, takistuste vältimise andurid, videokandlusüsteem ja muud elektroonikakomponendid tarbivad energiat, kuigi mootorid moodustavad tavaliselt suurima osa kogu energiakulutusest.

Samas mudelis ja vanuses akude vahel võib olla ka väikseid erinevusi. Ka kaks identset välja näivat akut ei pruugi pakkuda täpselt sama lendamise kestust.

Professionaalsetel operatsioonidel aitab lendamise kirjelduste pidamine neid erinevusi lihtsamini tuvastada.

Akunumbri, tsüklite arvu, aku temperatuuri, lendamise kestuse, maandumisel jäänud laadimise, kasutatava koorma ja ilmastikutingimuste registreerimine aitab teil tuvastada akusid, mille toimetus on alustanud langema.

Miks on reklaamitud lendamise kestus tavaliselt pikem?

On abiks mõista, kuidas maksimaalse lendamise kestuse andmeid tavaliselt mõõdetakse.

Need numbrid saadakse sageli väga kontrollitud tingimustes, mis on loodud tõhususe maksimeerimiseks.

Drone võib lennata ilma tarbetute lisaseadmeteta, uue ja terve aku jaoks, mõõdukas temperatuuris, väikeses või mitte üldse tuules ja etteplaneeritud lendamisprofilis.

Tegelik lendamine on harva nii täiuslik.

Piloot võib startida mõõdukas tuules, tõusta kõrgusele, salvestada videot, paigalduda korduvalt, kiirendada asukohtade vahel, tagasitulek tuule vastu ja siiski maanduda turvalise akuvaruga.

Nendel tingimustel on laboratooriumis määratud maksimumväärtuse saavutamine ebatõenäoline.

Reklaamitud lennuaeg tuleb pigem pidada kasuliku viitepunktina kui kindla garantiiga selle kohta, mida saate iga lennuga tegelikult.

Missiooniplaanimisel on teie enda lennuloog tavaliselt palju väärtuslikum.

Kui teie droon annab tavaliselt umbes 22 minutit enne teie eelistatud maandumisvaru saavutamist, plaanige oma lennud 22 minuti põhjal, mitte spetsifikatsioonilehel trükitud maksimaalse numbri järgi.

Kohustuslik väljaandmine

Kui drooni aku tundub erakordselt kiiresti tühjenemast, reageerib see sageli normaalsetele töötingimustele, mitte ühele konkreetsele rikkele.

Agreessiivne lennukiirus suurendab voolutarvet. Tugev kiirendus, Sport-režiim, teravnurksed pöördeid, suured koormad, pikenenud paigaldumine ja vastutuul panevad mootorid rohkem tööle.

Külma ilmaga kaasneb veel üks suur väljakutse. Madalad temperatuurid suurendavad sisemist takistust, mis teeb pingelanguse, äkki toimuvad protsendilangused ja varajased madala aku taseme hoiatused tõenäolisemaks. Akud enne starti soojendamine ja kõrgvõimsusega manöövrite vältimine võib külmas ilmast tingitud jõudlust parandada.

Akude vananemine on kolmas peamine tegur. Tsüklite arvu suurenemisega väheneb kasutatav maht järk-järgult ja sisemine takistus kasvab. Tsüklite arvu, rakukitste pinge, lennuaegu, temperatuuri ja akude füüsilist seisukorda jälgides saab tuvastada, millal aku on oma kasuliku eluea lõppu jõudnud.

Mõned lihtsad harjumused võivad tegelikult palju muuta. Soovi korral lennata sujuvalt, eemaldada kasutamata koormus, planeerida marsruute tuule suuna järgi, soojendada akusid külmas ilmast, vältida täielikku täitmist või tühjenemist ning kasutada sobivat säilituslaadimist.

Hea akuhaldus ei piirdu lihtsalt selle võimalusega saada iga lendu paar minutit pikemaks. See muudab ka lendamise aega ennustatavamaks, vähendab ootamatute madala pinge olukordade riski ning aitab kaitsta nii akut kui ka lennukit.

Kui piloodid mõistavad, kuidas lendamise stiil, temperatuur ja aku seisund koos toimivad, saavad nad enne ja iga lennu ajal paremini otsustada – ning saavutada iga aku puhul ühtlasema jõudluse.

Õppige, miks teie lennuki aku tühjeneb kiiremini kui oodatakse. Selles juhendis selgitatakse, kuidas agressiivne lendamine, külm ilm, raske koorma, tuul ja aku vananemine mõjutavad lendamise kestust. Avastage praktilisi näpunäiteid aku jõudluse parandamiseks, aku eluea pikendamiseks, pinge languse vähendamiseks ning ohutumate ja usaldusväärsemate lennukilendude saavutamiseks.