Ի՞նչ տիպի մարտկոցներ են օգտագործում դրոնները։

Անօդային թռչող սարքերը (UAV-ներ) զգալիորեն գերազանցել են իրենց սկզբնական նշանակությունը՝ որպես սիրողական խաղալիքներ, և այժմ դարձել են աշխարհում տարբեր ոլորտներում անփոխարինելի ակտիվներ: Այսօր թռչող սարքերը լայնորեն կիրառվում են տրանսպորտային ծառայություններում, բժշկական փոխադրումներում, ճշգրիտ գյուղատնտեսությունում, ենթակառուցվածքների ստուգման մեջ, պրոֆեսիոնալ կինոնկարահանման մեջ և բարձրարագության մրցումներում: Քանի որ այս հարթակները ավելի և ավելի բարդանում են իրենց կառուցվածքով, դրանց շարժիչային համակարգերի վրա դրվող պահանջները շարունակում են աճել:

Այնպես ինչպես շատ այլ բաղադրիչներից կազմված է ժամանակակից դրոնը, այնպես էլ մեկը՝ ակումուլյատորային համակարգը, ամենակրիտիկն է: Դրոնի ակումուլյատորի աշխատանքը ուղղակիորեն որոշում է թռիչքի տևողությունը, թրոթլի արձագանքի արագությունը, բեռնավորման հնարավորությունը, թռիչքի անվտանգությունը և ամբողջ դրոնների շահագործման հասանելիությունը: Ճիշտ էներգիայի աղբյուրի ընտրությունը շատ ավելի շատ է, քան պարզապես ակումուլյատորի փաթեթի տեղադրումը օդանավի մեջ՝ դա հիմնարար ճարտարագիտական որոշում է, որը կարող է որոշել առաջադրանքի հաջողությունը կամ ձախողումը:

Այս համապարփակ ուղեցույցը մանրամասն կուսումնասիրի ժամանակակից դրոնների ակումուլյատորների կառուցվածքային մեխանիզմները, կգնահատի այսօր հասանելի գերակշռող ակումուլյատորների տարբերակները, կսահմանի պարզ ընտրության չափանիշներ և կտրամադրի խիստ սպասարկման պրոտոկոլներ՝ օգնելու ձեզ մաքսիմալացնել շահագործման արդյունավետությունը:

Դրոնների ակումուլյատորների հիմնական տեսակներ

Դրոնների արդյունաբերությունը օգտագործում է մի շարք տարբեր քիմիական բաղադրություններ՝ համապատասխանելու տարբեր թռիչքային բնութագրերի: Յուրաքանչյուր քիմիական բաղադրություն իր մեջ պարունակում է յուրահատուկ փոխհատուցումներ քաշի, էներգիայի տարողության, արտանետման հնարավորության, աշխատանքային ժամանակի և անվտանգության միջև:

1. Լիթիում-պոլիմեր (LiPo) ակումուլյատորներ

Լիթիում-պոլիմերային մարտկոցները անվիճելի ստանդարտ են սպառողական կարգի հոբբի դրոնների, FPV (առաջին անձի տեսանկյուն) մրցավազքերի և բարձր կատարողականությամբ բազմառոտորային սարքերի համար: Ավանդական գլանաձև բջիջներից տարբերվելով՝ LiPo մարտկոցները օգտագործում են ժել-պոլիմերային էլեկտրոլիտ, որը տեղադրված է ճկուն ալյումինե թերթիկի պայուսակում: Այս կառուցվածքը վերացնում է ծանր մետաղական պայմանավորվածությունը՝ մաքսիմալացնելով ակտիվ քիմիական նյութի հարաբերակցությունը ընդհանուր քաշին։

Առավելությունները.

Բարձր էներգիայի խտություն. LiPo քիմիական կազմը մեծ քանակությամբ էլեկտրական էներգիա է սեղմում այնպիսի այնքան թեթև և փոքր ձևաչափում, որը անհրաժեշտ է սահնակային ակրոբատիկայի համար անհրաժեշտ բարձր թրաստի և քաշի հարաբերակցության համար։

Այնքան բարձր թափման արագություն. «C-գնահատական»-ով չափվող LiPo մարտկոցները կարող են ամբողջ լիցքը թափել րոպեների ընթացքում՝ առանց կատաստրոֆիկ լարման անկման: Այս հատկանիշը ապահովում է անհրաժեշտ ակնթարտ հոսանքի վայրկյանային վերաբերմունքները ագրեսիվ արագացման և ուժեղ քամու մեջ կայունության համար։

Ձևաչափի ճկունություն. Քանի որ դրանք օգտագործում են մետաղական կոշտ տարաների փոխարեն մետաղաֆոլիայի պաշտպանություն, արտադրողները կարող են դրանք ձևավորել արտասովոր բարակ շերտերի կամ հատուկ երկրաչափական ձևերի, որոնք ճշգրիտ հարմարվում են առավել օդադինամիկ օպտիմալ անօդային սարքերի շրջանակներին։

Թերությունները:

Քիմիապես անկայուն. Անկայուն լիթիումի միացությունների և բոցավառվող օրգանական լուծիչների համադրումը ստեղծում է ջերմային վայրագացման ռիսկ։ Պատռվածքը, ֆիզիկական հարվածը, ավելցված լիցքավորումը կամ ծանր արտադրական թերությունները կարող են հանգեցնել փքվածության, թույլ գազերի արտանետման կամ նույնիսկ բռնությամբ ընթացող քիմիական հրդեհների։

Կարճ ծառայության ժամանակաշրջան. Նույնիսկ կատարյալ խնամքի դեպքում սովորական LiPo բջիջները համեմատաբար արագ են մաշվում։ Օպերատորները սովորաբար նկատում են նշանակալի տարողության և արդյունավետության նվազում 200–300 լիցքավորման և ավարտման ցիկլերից հետո։

Ծախսման խիստ պահանջներ. LiPo մարտկոցների ամբողջությամբ լիցքավորված կամ ամբողջությամբ սպառված վիճակում մի քանի օրից ավելի պահելը հանգեցնում է մշտական քիմիական մաշվածության, կառուցվածքային փքվածության և տարողության կորստի։ Դրանք պետք է պահվեն շատ հստակ պահելու լարման վրա՝ անգործության ժամանակ։

Ամենալավ կիրառություններ.

FPV մրցավազք, ազատ ոճի ակրոբատիկ անօդային սարքեր, անմիջապես թրոթլի ռեակցիա պահանջող ծանր բեռնատար կինոանօդային սարքեր և սեփական ձեռքով ստեղծված սիրողական մոդելներ։

2.Լիթիում-իոնային (Li-ion) մարտկոցներ

Լիթիում-իոնային մարտկոցները երկար շահագործման ժամանակահատված ունեցող առևտրային հարթակների, հետազոտական անօդային սարքերի և շատ ստանդարտացված ձեռնարկատիրական ու սպառողական կամերային անօդային սարքերի (օրինակ՝ DJI-ի Mavic շարքի) հիմնական էներգիայի աղբյուրն են։ Ավանդաբար ստեղծվում են կոշտ գլանաձև ձևավորմամբ (օրինակ՝ տարածված 18650 կամ 21700 բջիջներ), իսկ Li-ion տեխնոլոգիան առաջնային կերպով նախատեսված է հաստատուն, երկարատև էներգիայի արտադրության համար՝ այլ ոչ թե մեծ հզորության կարճատև արտադրության համար։

Շուկայում այժմ երկու հիմնական տարատեսակներ են առկա՝ հեղուկ էլեկտրոլիտով և կիսահաստացած մարտկոցներ։ Չնայած հեղուկ Li-ion բջիջները հուսալի աշխատանքային մեքենաներ են, արդյունաբերությունը կատարել է նշանակալի տեղաշարժ դեպի կիսահաստացած Li-ion մարտկոցներ արդյունաբերական կիրառումների համար։ Հեղուկ բռնկվող լուծիչի մեծ մասը փոխարինելով կայուն, բարձր հաղորդականություն ունեցող կիսահաստացած պոլիմերային կավի մատրիցով՝ կիսահաստացած բջիջները ներկայացնում են էներգիայի պահպանման տեխնոլոգիայում հեղափոխական վերածնունդ։

Առավելությունները.

Բարձր էներգիայի խտություն. Ստանդարտ Li-ion կոնֆիգուրացիաները, մասնավորապես առաջադեմ կիսահեղուկ տարատեսակները, ավելի բարձր գրավիտացիոն էներգիայի խտություն (Վտ·ժ/կգ) են ապահովում, քան ստանդարտ LiPo մարտկոցները: Դա ուղղակիորեն նշանակում է լիցքավորման մեկ ցիկլի ընթացքում թռիչքի տևողության զգալի մեծացում։

Երկարատև ցիկլերի կյանք. Li-ion բջիջները ժամանակի ընթացքում շատ ավելի դանդաղ են մաշվում: Լավ կառավարվող Li-ion մարտկոցի փաթեթը կարող է դիմանալ 500-ից 1000 լիցքավորման ամբողջական ցիկլի, մինչև նրա տարողությունը նվազի մինչև սկզբնական արժեքի 80%-ը, ինչը այն շատ ավելի տնտեսապես օգտակար է անելու համար առևտրային մեքենաների շարասյունների համար։

Բարելավված ջերմային անվտանգություն. Քանի որ կիսահեղուկ Li-ion մարտկոցները չեն պարունակում սովորական բջիջներում առկա ազատ հոսող հեղուկ էլեկտրոլիտը, դրանք բավականին դիմացկուն են ներքին կարճ միացումների, կառուցվածքային բացվածքների և ջերմային անկայունության տարածման նկատմամբ։

Թերությունները:

Բարձրացված թիշտի հարաբերությունը քաշին. Շրջանաձև տարատեսակները օգտագործում են ծանր պողպատե կամ ալյումինե պատյաններ, որոնք ավելացնում են դրոնի կառուցվածքային մեռյալ քաշ: Նույնիսկ պայուսակաձև կիսահաստատուն տարատեսակները՝ իրենց բնորոշ քիմիական բնույթի պատճառով, չեն կարող համեմատվել ավանդական LiPo մարտկոցների հետ արագացման առումով:

Ցածր հոսանքի դուրսբերման հնարավորություն. Li-ion մարտկոցները ունեն բարձր ներքին դիմադրություն: Դրանք չեն կարող տրամադրել մեծ միանվայրական հոսանքի վայրկյանային վերաբերմունք (ցածր C-գործակից): Li-ion մարտկոցի ստիպումը չափից ավելի արագ դուրսբերել նշանակալի լարման անկում է առաջացնում, ինչը ակտիվացնում է վաղաժամկետ ցածր լարման զգայարանները և ստիպում է դրոնը վայրէջքի ենթարկվել:

Ամենալավ կիրառություններ.

Առևտրային հարթակային հարթագրություն, երկար հեռավորության քարտեզագրություն, ավտոմատացված գյուղատնտեսական սփրեյինգ, արդյունաբերական ստուգման դրոններ, տրանսպորտային/բեռնատար դրոններ և caրգավորված սպառողական կամերային դրոններ, որտեղ թռիչքի տևողությունը առաջնային է ագրեսիվ մանեւրայի համեմատ:

3. Նիկել-կադմիում (NiCd) և նիկել-մետաղային հիդրիդ (NiMH) մարտկոցներ

Նիկելի հիմնված մարտկոցների համակարգերը ներկայացնում են վերալիցքավորվող էներգիայի ավելի հին սերունդը: Դրանք պատրաստված են ծանր մետաղային համաձուլվածքներից և եղել են վաղ ռադիոկառավարվող (RC) թռչող սարքերի և վաղ բազմառոտորային նախատիպերի ստանդարտը՝ մինչև լիթիումի հիմնված մարտկոցների առևտրայնացումը: Այսօր դրանք գրեթե ամբողջությամբ դուրս են եկել ժամանակակից անօդային սարքերի աշխատանքային հոսքերից:

Առավելությունները.

Արտակարգ ամուր կառուցվածք. Այս մարտկոցները մեխանիկորեն ճկուն են, բարձր դիմացկունություն ունեն ֆիզիկական հարվածների նախատեսված են և կարող են դիմանալ ծանր վերալիցքավորման կամ վերալիցքավորման բացակայության՝ առանց պայթյունի:

Կլիմային դիմացկունություն. Նիկելի հիմնված քիմիական կազմերը առավել լավ են աշխատում ծայրահեղ ջերմաստիճանային պայմաններում՝ պահպանելով նոմինալ արտադրությունը զրոյից ցածր Ալպյան ձմեռներում կամ այրող անապատային տաք եղանակներում:

Թերությունները:

Ցածր զանգվածի խտություն. Այս մարտկոցները չափազանց ծանր են և ծավալային՝ համեմատած նրանց պահվող էլեկտրական էներգիայի փոքր քանակի հետ: NiMH մարտկոցների օգտագործումը ժամանակակից անօդային սարքը սահմանափակեր մի քանի րոպե դանդաղ թռիչքով:

Հիշողության էֆեկտ. NiCd և NiMH տարրերը տառապում են քիմիական «հիշողության էֆեկտից»։ Եթե դրանք կրկնաբար լիցքավորվում են ամբողջությամբ չվարձված վիճակում, ապա կորցնում են իրենց լիցքի ամբողջ ծավալը օգտագործելու կարողությունը, ինչը հետագայում նվազեցնում է արդյունավետ աշխատաժամանակը։

Ամենալավ կիրառություններ.

Վաղեմի Ռ/Կ թռչող սարքերի, ստացիոնար հողային կառավարման սարքավորումների կամ բարձրաստիճան մասնագիտացված արդյունաբերական կիրառումների վերականգնում, որտեղ քաշը աննշան է, սակայն ֆիզիկական վնասվածքը գրեթե ապահովված է։

4. Ջրածնային վառելիքային տարրեր (Արտահայտվող տեխնոլոգիա)

Ջրածնային վառելիքային տարրերը ներկայացնում են դրոնների շարժիչների ձեռնարկատիրական մակարդակի վերջին սահմանը։ Ավանդական մարտկոցներից տարբերվելով, որոնք էներգիան պահպանում են քիմիական մատրիցայի մեջ ստատիկ ձևով, վառելիքային տարրերը էլեկտրականություն են արտադրում դինամիկ էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի միջոցով՝ սեղմված ջրածնի և մթնոլորտային թթվածնի միջև, իսկ արտանետվող միակ նյութը մաքուր ջրի գոլորշին է։

Առավելությունները.

Հեղափոխական տևողություն. Ջրածնի համակարգերը կորսվում են «45-րոպեանոց արգելքից», որը բազմառոտորային սարքերի մեջ օգտագործվող լիթիում-հիմնված տարրերի համար է բնորոշ: Ջրածնի վառելիքի տարրերով աշխատող անօդային սարքերը սովորաբար կարող են անընդհատ թռչել 2–5 ժամ:

Արագ վերականգնում. Սեղմված, բարձր ամրության ածխածնի մանրաթելերից պատրաստված ջրածնի տանկը լցնելը տևում է 5 րոպեից պակաս, ինչը ամբողջովին բացառում է մեծ մարտկոցային փաթեթների հետ կապված մի քանի ժամ տևող լիցքավորման խոչընդոտները:

Թերությունները:

Արգելված արժեք. Ենթակառուցվածքը՝ ներառյալ թաղանթային էլեկտրոդային հավաքածուները, թանկարժեք պլատինե կատալիզատորները, ածխածնի մանրաթելերից պատրաստված պահեստավորման տանկերը և տեղական ջրածնի արտադրության կամ տրանսպորտավորման սարքավորումները, պահանջում է մեծ մեծ կապիտալային ներդրում՝ ստանդարտ մարտկոցային համակարգերից շատ ավելի մեծ:

Այնքան բարդ տրանսպորտային տրամադրում. Բարձր ճնշման տակ գտնվող ջրածնի տանկերի մատակարարումը, պահեստավորումը և անվտանգ սպասարկումը պահանջում են խիստ կարգավորող համապատասխանություն, մասնագիտացված տրանսպորտային թույլտվություններ և նվիրված գետնային աջակցության թիմեր:

Ամենալավ կիրառություններ.

Գծային ենթակառուցվածքների ստուգում (էլեկտրահաղորդման գծեր և երկայնքով երկրամասային գազամուղեր) և մասշտաբային ծովային փրկարարական գործողություններ: