EN
Дрон технологиясының дамуы батарея химиясындағы жетістіктермен тығыз байланысты. Электрмен қамтамасыз ету — ұшу уақытын, өнімділік диапазонын және жалпы мүмкіндіктерін анықтайтын пилоттар үшін ұшпайтын ұшақтардың (БАҰ) негізі болып табылады. Мамандандырылмағаннан бастап кәсіби пилоттарға дейінгі қолданушылар үшін негізгі батарея түрлерінің сипаттамаларын, артықшылықтары мен шектеулерін түсіну дұрыс құралдарды таңдау және олармен қауіпсіз және тиімді жұмыс істеу үшін маңызды. Бұл мақала дрондар батареяларының үш негізгі түрін қарастырады: литий-полимерлі (LiPo), литий-ионды (Li-ion) және никель-кадмийлі (NiCd).
Литий-полимерлі (LiPo) батареялар: жоғары өнімділікті электр көзі
LiPo батареялары жарысқа, трюктерге және жоғары сапалы кино съемкасына арналған көптеген тұтынушылық және өнімділікке бағытталған дрондар үшін стандарт болып табылады. Олардың танымалдылығы заманауи дрондардың қатаң талаптарын қанағаттандыратын сипаттамаларынан туындайды.
● Химиясы мен құрылымы: Сұйық электролиттерді қолданатын литий-ионды аккумуляторлардан өзгеше, LiPo аккумуляторлар жартылай қатты немесе гель тәрізді полимерлі электролиттерді пайдаланады. Олар қатты металл цилиндрлерге емес, жұмсақ алюминий-пластикалық пленкалы қапшықтарға оралады. Бұл икемді конструкция өндірушілерге әуе және аэродинамикалық дрон денелеріне сәйкес келетін әртүрлі пішіндегі жеңіл аккумуляторлар жасауға мүмкіндік береді.
● Қызметтердің плюслері: LiPo аккумуляторлары жоғары энергия тығыздығын (әдетте 150–250 Вт/сағ/кг) және жоғары разрядтау жылдамдығын ұсынады. Бұл ұшу уақытын ұзартуға және үдеуге, басқарылуға және жоғары тартымды қозғалтқыштарға қуатты импульстер беруге мүмкіндік береді. Олардың төмен өз-өзінен разрядталу деңгейі қолданбаған кезде сақталған энергияны сақтауға да көмектеседі.
● Техникалық сипаттамалар мен белгілеу: Сыйымдылық миллиампер-сағатпен (mAh) немесе ампер-сағатпен (Ah) өлшенеді. Кернеу әрқайсысы 3,7 В беретін тізбектей қосылған ұяшықтар санына (S) байланысты. Мысалы, 3S пакет 11,1 В береді, ал 6S пакет 22,2 В береді. C-деңгей қауіпсіз үздіксіз разрядтау мүмкіндігін көрсетеді; 30C, 5000mAh аккумулятор үздіксіз 150A ток беруі мүмкін.
● Сақтық шаралары мен қауіпсіздік: LiPo аккумуляторлары дұрыс пайдаланбауға сезімтал. Ұяшық басына 4,2 В-тан жоғары зарядтау немесе 3,2 В төмен разрядтау тұрақты зақымдануға, ісінуіне немесе тіпті өртке әкелуі мүмкін. Олар теңестіру функциясы бар арнайы зарядтағыштарды және мұқият бақылауды талап етеді. Цикл өмірі әдетте 150–300 цикл шамасында, литий-ионды аккумуляторлардан қысқа. Қызмет ету мерзімін ұзарту үшін олар салқын, құрғақ ортада шамамен 50% зарядпен сақталуы керек.
Литий-ионды (Li-ion) аккумуляторлар: Шыдамдылық чемпионы
Li-ion аккумуляторлар - ең көп қуат шығысына емес, ұзақ ұшу уақыты мен жұмыс істеу мерзіміне мұқтаж қолданбалар үшін таңдалатын басқа бір негізгі литий негізіндегі химиялық құрама.
● Химиясы мен құрылымы: Li-ion аккумуляторлар сұйық электролиттерді пайдаланады және жиі қатты цилиндрлі (мысалы, 18650 ұяшықтар) немесе призматикалық қораптарда кездеседі, бұл оларды берік және ұзақ қызмет ететін етеді.
● Қызметтердің плюслері: Олар жоғары энергия тығыздығын ұсынады, жиі LiPo аккумуляторларымен салыстырмалы немесе олардан да жоғары болады. Бұл бақылау, тексеру, бақылау және фотосуретке түсіру үшін қолданылатын дрондар үшін идеалды, өйткені мұндағы шыдамдылық маңызды рөл атқарады. Li-ion аккумуляторлар әдетте 300–500 цикл қызмет етеді, ал алдыңғы қатарлы құрамалар 500–1000 циклға жетеді. Олар тұрақтырақ, ісінуі төменірек және қалыпты пайдалану кезінде қауіпсізірек.
● Кемшіліктері: Li-ion аккумуляторлар жалпы жағдайда LiPo пакеттеріне қарағанда төменірек максималды разрядтау жылдамдығына ие, сондықтан олар жарыс немесе трюк жасайтын дрондар үшін сәл қолайсыз. Сондай-ақ, олар бірдей сыйымдылықта сәл ауыр болуы мүмкін. Алайда, жоғары энергиялық тығыздықты литий батареялар (1 кг-ға дейін 400 Вт/сағ) сияқты инновациялар шектерді кеңейтіп жатыр, ұшу уақытын ұзартуға және кең температура диапазонында (-40°C тан 60°C дейін) тұрақты жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
Никель-кадмий (NiCd) аккумуляторлары: Бекем және ұзақ қызмет ететін ветерандар
NiCd аккумуляторлары ескірек технологияны білдіреді, тұтынушылық дрондарда негізінен литий негізіндегі химиялық құрамдармен ауыстырылған, бірақ олар бекімділігіне байланысты кейбір нақты қолданыстарда пайдалы болып қала береді.
● Химиялық құрамы мен тарихы: NiCd аккумуляторлары сілтілі электролитпен қоса кадмий мен никель гидроксид электродтарын қолданады. Олардың энергиялық тығыздығы әлдеқайда төмен (40–60 Вт/сағ/кг), сондықтан литий аккумуляторларымен салыстырғанда олар ауырлау және үлкенірек болып келеді.
● Артықшылықтар: NiCd аккумуляторлар -20°C және 60°C (кейде -30°C пен 50°C) аралығында сенімді жұмыс істеу қабілеті арқасында экстремалды жағдайларда жақсы жұмыс істейді. Олар физикалық соққыларға, тербеліске, артық зарядтауға және терең разрядқа литий аккумуляторларына қарағанда төзімдірек. Сонымен қатар, олар жоғары разрядтау жылдамдығын қамтамасыз етеді және әдетте арзан болып келеді.
● Кемшіліктері мен техникалық қызмет көрсету: NiCd аккумуляторлары «есте сақтау эффектісін» басынан өткереді, яғни зарядтың жиі толық емес циклдары сыйымдылықты төмендетеді. Өнімділікті сақтау үшін регулярлы толық разряд қажет. Олардың өздігінен разрядталу деңгейі жоғары және улы кадмийден тұрады, бұл экологиялық мәселелер туғызады. Зарядтау баяу (тігінен зарядтау кезінде 10–16 сағат), алайда 1C жылдамдықпен шамамен бір сағат ішінде жылдам зарядтау мүмкін.
Қорытынды: Дұрыс қуат көзін таңдау
● LiPo аккумуляторлар жоғары өнімділікті дрондар үшін, мысалы жарыстарда, трюктерде немесе қосымша жинақталған моделярда пайдалануға ең жақсы таңдау болып табылады, себебі олар қуатты импульстер мен жеңіл конструкция ұсынады, бірақ ұқыпты пайдалануды талап етеді.
● Li-ion аккумуляторлар энергия тығыздығын, қауіпсіздікті және ұзақ циклды қызмет ету өмірін тепе-теңдікте ұстау арқылы коммерциялық мақсаттарға, фотосуретке түсіруге және шыдамдылыққа бағытталған дрондар үшін идеалды болып табылады.
● NiCd аккумуляторлар тек өте беріктік пен температураға төзімділік олардың кемшіліктерінен асып түсетін нақты өнеркәсіптік, әскери немесе ескі жабдықтарда қолдануға лайық.
Аккумулятор технологиясы дамуды жалғастырумен қатар, жоғарырақ энергия тығыздығы, жақсартылған қауіпсіздік және температураға бейімделу қабілеті пайда болуда. Қуат, шыдамдылық және беріктік арасындағы теңдестіру дрондық авиацияның негізгі мәселесі болып қала береді. Бұл негізгі аккумулятор түрлерін түсіну арқылы пилоттар мен операторлар дрондарына миссияға сәйкес «жүрек» таңдау үшін дұрыс шешім қабылдай алады.
