Ո՞րն է ամենաերկարակյաց անօդաչու մեքենայի մարտկոցը

Երկարատև աշխատանքային ունակությամբ անօդաչու մեքենաների մարտկոցներ. արդյունավետ թռիչքի համար անհրաժեշտ էներգիայի բացում

Թռիչքի տևողությունը թռչող սարքերի կարողությունների ամենակարևոր ցուցանիշներից է՝ արդյոք օդային լուսանկարչության, համապատասխան համակարգերի, գյուղատնտեսության, զննումների, տրանսպորտային ծառայությունների կամ հանգստի թռիչքների համար: Երկարաժամկետ աշխատող սարքի մարտկոցը թույլ է տալիս թռչող սարքին երկար օդում մնալ, բարելավել աշխատանքային արդյունավետությունը, նվազեցնել վերադարձի թռիչքների քանակը, ապահովել ավելի մեծ անվտանգություն և թույլատրել թռչող սարքին կատարել ավելի բարդ առաջադրանքներ: Մասնագիտացած օպերատորների համար երկարացված մարտկոցի կյանքը նշանակում է ավելի բարձր շահագործման արդյունավետություն, ավելի կայուն տվյալների հավաքագրում և ավելի վստահելի թռիչքային կարողություններ: Քանի որ մարտկոցների տեխնոլոգիան անընդհատ զարգանում է, «ո՞ր թռչող սարքի մարտկոցն ունի ամենաերկար աշխատանքային տևողություն» հարցին պատասխանելը դարձել է հատկապես կարևոր:

I. Թռչող սարքերի մարտկոցները՝ թռիչքային ուժի հիմնական աջակցությունը

Անօդաչու սարքի մարտկոցը լիցքավորվող էներգետիկ համակարգ է, որն ապահովում է անօդաչուի շարժիչների, թռիչքի ղեկավարման համակարգի, սենսորների և բոլոր առկա էլեկտրոնային սարքավորումների աշխատանքը: Այն պետք է բարձր էներգատարություն, կայուն լարման ելք և անվտանգ լիցքաթափման հնարավորություն ունենա՝ կայուն թռիչքն ապահովելու համար: Ներկայումս մարտկոցների մեծամասնությունն ընդունված է լիթիում-հիմնված, որոնք հիմնականում ներառում են երեք տեսակ. Լիթիում-պոլիմերային մարտկոցներ (LiPo)՝ բարձր լիցքաթափման արագությամբ (C-rating), թեթև քաշով և հզոր էներգամատակարարման հնարավորություններով, ինչը դարձնում է դրանք ռասինգային անօդաչուների, FPV համակարգերի և բարձր կարողություններով բազմառոտորային անօդաչուների համար ընտրված տարբերակը. Լիթիում-իոնային մարտկոցները (Li-ion) ավելի բարձր էներգատարություն ունեն և հարմար են երկար տևողությամբ թռիչքների, ֆիքսված թևերով անօդաչուների և հեռու տարածություններ կատարող առաջադրանքների համար. Լիթիում երկաթ ֆոսֆատային մարտկոցները (LiFePO4) ավելի կայուն են, ավելի անվտանգ են և ավելի երկար են ծառայում, սակայն դրանց էներգատարությունը ցածր է և հիմնականում օգտագործվում են արդյունաբերական կամ հատուկ նշանակության անօդաչուներում:

Բատարեան բաղկացած է մի քանի «սեղաններից»: Մեկ լիթիում-իոնային սեղանի անվանական լարումը 3,6–3,7 Վ է, իսկ լիթիում-պոլիմերային սեղանինը՝ 3,7 Վ: Անօդաչու սարքերի համար նախատեսված մարտկոցները սովորաբար միացվում են հաջորդական (S) կամ զուգահեռ (P) կոմբինացիաներով, ինչպիսիք են 3S, 4S, 6S կամ 12S, որպեսզի բավարարվեն հզորության պահանջները: Բարձրորակ անօդաչու սարքի մարտկոցը պետք է հավասարակշռություն ապահովի լարման կայունության, լիցքի ապաթոփման հզորության, քաշի և տարողականության հարաբերակցության, ջերմային կայունության և ցիկլային կյանքի միջև: Այս գործոնները համատեղ որոշում են, թե որքան ժամանակ կարող է թռչել անօդաչու սարքը և արդյոք նրա թռիչքային կատարումը կայուն է:

II. Ամենաերկար թռիչքային ժամանակ ունեցող անօդաչու սարքերի մարտկոցների տեսակները

Ամենաերկարատև աշխատող անօդաչու սարքերի մարտկոցները սովորաբար մեծ տարողությամբ, բարձր էներգախտությամբ լիթիում-իոնային մարտկոցներ են, որոնք նախատեսված են երկարատև առաջադրանքների համար: Այս մարտկոցների հիմնական առանձնահատկությունը «էներգիայի պահեստավորման տարողության» վրա կենտրոնացումն է, այլ ոչ թե «ակնթարթային լիցքի տարողության», ինչը թույլ է տալիս անօդաչու սարքերին անընդմեջ թռչել 1–3 ժամ: Ներկայումս ամենաերկար թռիչքային ժամանակն ունեցող մարտկոցների տեսակներն են՝ բարձր էներգախտությամբ 18650/21700 լիթիում-իոնային մարտկոցներ, որոնց էներգախտությունը հասնում է 300–350 Վտ/կգ, որոնք հաճախ օգտագործվում են երկարատև թռիչքային տևողությամբ քարտեզագրման անօդաչու սարքերում, անշարժ թևերով կամ VTOL (ուղղահայաց վերացած և վայրէջք կատարող) անօդաչու սարքերում. հիբրիդային Li-ion/LiPo մոդուլային մարտկոցներ, որոնք հավասարակշռություն են պահպանում քաշի և լիցքի արդյունավետության միջև. ինչպես նաև հաջորդ սերնդի արտակարգական մեծ տարողությամբ լիթիում-իոնային մարտկոցային համակարգեր (համատեղելի արդյունավետ էներգահամակարգերի հետ), որոնք կարող են հասնել ռեկորդային մի քանի ժամ տևող թռիչքային ժամանակների: Պետք է նշել, որ չնայած LiPo մարտկոցները հզոր են, սակայն հիմնականում օգտագործվում են բարձր հոսանքի ելքի համար և ամենաերկար թռիչքային ժամանակի համար օպտիմալ ընտրությունը չեն: Ընդհանուր առմամբ, ամենաերկարատև աշխատող անօդաչու սարքերի մարտկոցները բարձր էներգախտությամբ լիթիում-իոնային մարտկոցներ են:

III. Մարտական Ափսեի «Կրկնակի Տևողությունը»՝ Մեկ Թռիչքի Տևողություն և Լիցքավորման Ցիկլերի Դիմացկունություն

Մարտական ափսեի մարտական ակտիվության տևողությունը կարող է բաժանվել երկու մասի՝ մեկ թռիչքի տևողություն (որքան ժամանակ կարող է թռչել մեկ լիցքավորմամբ) և լիցքավորման ցիկլերի քանակ (քանի անգամ կարող է լիցքավորվել և լիցքը վերականգնվել): Սովորական մեկ թռիչքի տևողություններն են՝ խաղալիք ափսեներ՝ 5–10 րոպե, սպառողական դասի լուսանկարչական ափսեներ՝ 20–40 րոպե, մասշտաբային մարտական ափսեներ՝ 45–60 րոպե, ամրակայված թևերով մարտական ափսեներ՝ 90–180 րոպե, իսկ հիբրիդային համակարգերը (գազ-էլեկտրական հիբրիդ) կարող են հասնել 2–5 ժամի կամ ավելին: Լիցքավորման ցիկլերի տևողության տեսանկյունից՝ LiPo լիթիում-պոլիմերային մարտական ակտիվություններն ունեն մոտ 150–300 ցիկլ, Li-ion լիթիում-իոնային մարտական ակտիվությունները՝ 300–500 ցիկլ, իսկ LiFePO4 լիթիում-երկաթ-ֆոսֆատային մարտական ակտիվությունները՝ ավելի քան 1000 ցիկլ: Ցիկլերի տևողությունը նաև զգալիորեն կախված է լիցքավորման եղանակից, պահման լարումից և ջերմաստիճանից:

IV. Ամենաերկար թռիչքի տևողություն ունեցող մարտական ափսեների մոդելներ

Ներկայումս շուկայում ամենաերկար թռիչքային ժամանակ ունեցող անօդաչու թռչող սարքերը հիմնականում ամրակցված թևերով անօդաչու թռչող սարքերն են և VTOL ուղղահայաց վերամբարձությամբ երկարատև թռիչք ունեցող անօդաչու թռչող սարքերը, որոնք հիմնականում օգտագործվում են ամպրոպային համակարգերի հետազոտություններում, հսկողության և գյուղատնտեսության մեջ: Տիպիկ առավելագույն թռիչքային ժամանակը հետևյալն է. մասնագիտական ամրակցված թևերով անօդաչու թռչող սարքեր՝ 120–180 րոպե, VTOL երկարատև թռիչք ունեցող անօդաչու թռչող սարքեր՝ 90–150 րոպե, և հիբրիդային անօդաչու թռչող սարքեր՝ 4–6 ժամ կամ ավելի: Սպառողական շուկայում (օրինակ՝ ծալվող ամպրոպային լուսանկարչական անօդաչու թռչող սարքեր) առավելագույն թռիչքային ժամանակը սովորաբար 40–50 րոպե է, ինչը հիմնականում հասնում են բարձր էներգախտությամբ Li-ion մարտկոցների և թեթև շասսիների շնորհիվ:

Ե. Թռիչքի տևողության վրա ազդող հիմնական գործոններ

Անօդաչու թռչող սարքի թռիչքի տևողությունը միայն մարտկոցի տարողությամբ չի որոշվում, այլ մի քանի գործոնների համատեղ ազդեցությամբ: Կան վեց հիմնական ազդող գործոններ.
1. Մարտկոցի տարողություն (mAh/Վտ·ժ). Որքան մեծ է տարողությունը, այնքան երկար է տեսական թռիչքի տևողությունը, սակայն քաշը նույնպես ավելանում է.
2. Անօդաչու թռչող սարքի զանգվածը (ներառյալ բեռը). Որքան ծանր է սարքը, այդքան բարձր է շարժիչի հզորության պահանջը և այդքան արագ է լիցքի սպառումը.
3. Շարժիչի արդյունավետություն և պտուտակի համատեղելիություն. արդյունավետ էներգաապահովման համակարգը կարող է զգալիորեն բարելավել թռիչքի տևողությունը.
4. Շրջակա միջավայրի պայմաններ (քամի, ջերմաստիճան). Ցածր ջերմաստիճանները կարող են հանգեցնել լարման անկման, իսկ ուժեղ քամին մեծացնում է շարժիչի բեռը.
5. Թռիչքի ռեժիմ և օդային արագություն. բարձր արագությամբ թռիչքը կամ հաճախադեպ շրջադարձերը զգալիորեն կրճատում են թռիչքի տևողությունը.
6. Սարքի կառուցվածք (բազմապտուտակավոր ընդդեմ ամրացված թևերով). Բազմապտուտակավորները ամբողջությամբ կախված են շարժիչներից բարձրացման համար, իսկ ամրացված թևերով սարքերը կարող են սահել, ուստի ավելի երկար թռիչքի տևողություն ունեն.

ՎԻ. Անօդաչու թռչող սարքի թռիչքի տևողությունը հաշվարկելու եղանակ

Թռիչքի տևողության գնահատումը օգնում է թռչկաններին պլանավորել առաջադրանքները, որոշել արդյոք բավարար է մարտկոցի լիցքը և գնահատել թռիչքի արդյունավետությունը: Սա կարող է իրականացվել չորս քայլանի հաշվարկման մեթոդով. Առաջին՝ ստուգեք մարտկոցի տարողությունը (մԱ/ժ); երկրորդ՝ վերափոխեք այն ամպեր-ժամերի (Ա/ժ), օրինակ՝ 6000 մԱ/ժ = 6 Ա/ժ; երրորդ՝ որոշեք անօդաչու սարքի միջին հոսանքի սպառումը թռիչքի ընթացքում (Ա); չորրորդ՝ օգտագործեք «Թռիչքի տևողություն (րոպե) = (Մարտկոցի տարողություն Ա/ժ ÷ Հոսանք Ա) × 60 × արդյունավետության գործակից» բանաձևը, որտեղ արդյունավետության գործակիցը սովորաբար մոտ 0.85 է: Օրինակ, եթե մարտկոցը 6000 մԱ/ժ (6 Ա/ժ) է, իսկ թռիչքի հոսանքը՝ 18 Ա, բանաձևում տեղադրելով ստանում ենք (6 ÷ 18) × 60 × 0.85 ≈ 17 րոպե: VII. Այն դեպքերը, երբ անհրաժեշտ են երկարակյաց մարտկոցներ

Ներքևում ներկայացված վեց ոլորտները հիմնականում կախված են երկարատև աշխատանք ունեցող անօդաչու սարքերից՝ առաջադրանքի շարունակականությունն ու տվյալների ամբողջականությունն ապահովելու համար.
1. Հատակագրություն և տեղագրական մոդելավորում. Մասշտաբային օդային հատակագրումները պահանջում են երկարատև անընդհատ թռիչք.
2. Գյուղատնտեսական պաշտպանություն և դաշտի հսկում. Տարածքների հսկումը հարյուրավոր ակրերով պահանջում է երկարատև աշխատանք կատարող ան pilոտ թռչող սարքեր՝ մատակարարման փոփոխությունները նվազեցնելու համար.
3. Որոնողական և փրկարարական (SAR) առաքելություններ. Երկարատև աշխատանք կատարող ան pilոտ թռչող սարքերը կարող են երկար տևողությամբ կատարել ջերմային տեսողությամբ որոնողական աշխատանքներ.
4. Ենթակառուցվածքների ստուգում. Պահանջվում է էլեկտրական գծերի, խողովակների, երկաթուղիների, կամուրջների և այլնի անընդհատ հսկում.
5. Շրջակա միջավայրի և վայրի կենդանիների հսկում. Գիտական հետազոտությունները հաճախ պահանջում են մասշտաբային՝ երկարաժամկետ տվյալների հավաքագրում.
6. Տրանսպորտային ծառայություններ և ան pilոտ թռչող սարքերի միջոցով առաքում. Երկար հեռավորության տրանսպորտավորումը պահանջում է արդյունավետ էներգահամակարգեր կամ հիբրիդային համակարգեր։

Արդյունք

Ներկայումս ամենաերկարակյաց անօդաչու սարքերի մարտկոցները բարձր էներգախտությամբ լիթիում-իոնային մարտկոցային համակարգեր են, որոնք նախատեսված են երկար թռիչքային ժամանակի և մասնագիտական խնդիրների համար: Սպառողական անօդաչու սարքերը, որպես կանոն, թռչում են առավելագույնը 20–40 րոպե, իսկ մասնագիտական ամրակցված թևերով անօդաչու սարքերը, VTOL ինքնաթիռները և հիբրիդային համակարգերը կարող են հասնել 90 րոպեից մինչև մի քանի ժամ կամ ավելի երկար թռիչքային ժամանակի: Անօդաչու սարքերի մարտկոցների արդյունավետությունը կախված է ոչ միայն քիմիական համակարգից, այլ նաև տարողությունից, քաշից, ուժային համակարգի արդյունավետությունից, թռիչքի միջավայրից և թռիչքային ռազմավարությունից: Երկարակեցությանը ազդող գործոնները և թռիչքային ժամանակը հաշվարկելու մեթոդները հասկանալով՝ թռիչքային օպերատորները կկարողանան ընտրել ավելի հարմար մարտկոցային համակարգեր և կարողանալու են զգալիորեն բարելավել թռիչքային արդյունավետությունը: Քանի որ մարտկոցների տեխնոլոգիան շարունակում է զարգանալ, անօդաչու սարքերը կկատարեն ավելի երկար հեռավորության, բարձր արդյունավետությամբ աշխատանքներ, իսկ երկարակյաց մարտկոցները սա հնարավոր դարձնելու հիմնաքարն են:

Նկարագրություն

Երկար տևողությամբ թռիչքի ապահովման համար նախատեսված անօդաչու սարքերի մարտկոցները՝ հատկապես բարձր էներգախտությամբ լիթիում-իոնային մարտկոցները, կտրուկ մեծացնում են թռիչքի տևողությունը, բարելավում են արդյունավետությունը և աջակցում են այնպիսի բարդ առաքելությունների, ինչպիսիք են համայնքային համակարգերի հսկումը, գյուղատնտեսությունը, զննումները և տրանսպորտային ծառայությունները: Մարտկոցների տեսակները, ծառայողական ընդհանուր ժամկետը, թռիչքի տևողությունը և հաշվարկման մեթոդները հասկանալով՝ օպերատորները կարող են ընտրել ճիշտ էներգամատակարարման համակարգը և ապահովել ավելի երկար, ավելի անվտանգ և ավելի հուսալի անօդաչու սարքի աշխատանք: