Дронның батареясы суға төзімді ме?

Кіріспе

Фотосуретке түсіру, логистика, ауылшаруашылығы, өнеркәсіптік тексеру және демалыс іс-шаралары сияқты салаларда дрондардың тез қарқынмен таралуына байланысты олардың беріктігі мен қоршаған ортаға бейімделуіне деген қоғамдық қызығушылық күрт артты. Көптеген мәселелердің ішінде ең жиі қойылатын сұрақ: Дронның батареясы суға төзімді ме?
Бұл сұрақ мүлдем қарапайым емес. Батарея кез-келген ұшуға арналмаған ұшақтың (UAV) жүрегі болып табылады; сенімді қуат көзі болмағанда, ұшақ жұмыс істей алмайды. Суға тікелей әсер ету батарея мен дронның өзіне қайтарымсыз зақым келтіруі немесе қауіп-қатер туғызуы мүмкін. Дрон операторлары, инженерлер мен қызығушылар үшін дрон батареялары мен суға төзімділіктің арасындағы байланысты түсіну маңызды.
Бұл мақалада берілген тақырып терең қарастырылады. «Суға төзімді» дегеннің нақты мағынасы түсіндіріледі, дрон батареяларының құрылысы түсіндіріледі, суға төзімді дрондар мен суға төзімді батареялардың айырмашылығы анықталады, суға әсер етумен байланысты қаупі-қатерлер талданады, инженерлік шақтар қарастырылады және жаңа суға төзімді батарея технологиялары зерттеледі. Нақты өмірдегі жағдайлар, ең жақсы тәжірибелер мен орын ауыстыратын дұрыс емес түсініктер де қамтылады. Нәтижесінде жауап анық: дрон батареялары суға төзімді емес, бірақ толық түсіндіру бұдан да күрделі.

1. «Суға төзімді» дегеннің мағынасын түсіну

Дрондардың батареялары суға төзімді ме екенін бағалаудан бұрын, инженерлік контексте осы терминді анықтау қажет. Электроникалық құрылғылардағы суға төзімділік жиі IP (Ingress Protection) рейтинг жүйесі арқылы өлшенеді, бұл жерде шаң мен судан қорғау деңгейі санаттандырылады.
Негізгі IP рейтингтеріне мыналар жатады:
• IPX4: Брызгалардан қорғалған
• IPX7: Уақытша суға батыруға қарсы қорғалған
• IPX8: Тұрақты суға батыруға қарсы қорғалған
• IP67: Шаңнан толық қорғалған және суға батыруға төзімді
• IP68: Шаңнан толық қорғалған және ұзақ уақыт суға батыруға төзімді
Жарнамалық материалдарда суға төзімді деп көрсетілетін көптеген дрондар IP67 немесе IP68 санатына жатады. Дегенмен, бұл рейтингтер, әдетте, дронның ауа рамасына қатысты, батареяға емес. Батареялар электрлік контактілерді, желдеткіш жолдарды және химиялық түрде белсенді элементтерді қамтиды, сондықтан оларды толықтай суға төзімді ету өте қиын.
Бақылау пультінен ажыратылған дрондар мен суға төзімді аккумуляторлар арасындағы айырмашылық - БАҰ жобалаудың ең көп түсініксіз аспектілерінің бірі. Суға қонуға қабілетті дронның міндетті түрде суға төзімді аккумуляторы бар дегенді білдірмейді; оның орнына, аккумулятор әдетте герметиктелген бөлімге орналасады.

2. Дрон аккумуляторларының құрылысы

Қазіргі заманғы дрондар негізінен жоғары энергия тығыздығы мен жеңіл салмақтық сипаттамаларына байланысты литий-полимерлік (LiPo) немесе литий-иондық (Li-ion) аккумуляторларды пайдаланады.
Типтік дрон аккумуляторы мыналарды қамтиды:
• Литийлік аккумулятор элементтері
• Аккумуляторды басқару жүйесі (BMS)
• Электр қосылғыштар
• Жылу шығару құрылымдары
• Сыртқы қаптама

2.1 Литийлік аккумулятор элементтері

Литий элементтері герметикалық жабылған, бірақ суға төзімді емес. Егер судың контактілерге түсуі орын аласа, мыналар болуы мүмкін:
• Қысқа тұйықталу
• Коррозия
• Жылулық басып кету
• Өрт немесе жарылыс

2.2 Батареяны басқару жүйесі (BMS)

BMS ылғалға өте сезімтал. Тұрақты ылғал да флюстің балқуын және электроникасының бұзылуына әкелуі мүмкін.

2.3 Электр қосылатын құрылғылар

Зарядтау мен электр энергиясын беру үшін қосылатын құрылғылар ашық тұруы керек, сондықтан оларды суға төзімді ету практикалық емес.

2.4 Жылу шығарудың талаптары

Жұмыс істеу кезінде аккумуляторлар жылу бөледі. Толығымен герметикті корпус жылуды ұстап, пісіп-жаю немесе жұмысын тоқтату қаупін арттырады.

3. Дрон аккумуляторлары суға төзімді ме?

Тікелей жауап: жоқ — стандартты дрон аккумуляторлары суға төзімді емес. Олар суға батуға, күшті шайқалуға немесе ұзақ уақыт бойы жаңбырға төзуге арналмаған.
Суға төзімді дрондар қорғанысты мыналар арқылы қамтамасыз етеді:
• Герметикті аккумулятор бөлімшелері
• Резеңке O-сақиналар
• Қысымды блокирлеу механизмдері
Егер бөлімше зақымданған немесе дұрыс жабылмаған болса, аккумулятор дереу қауіп-қатерге ұшырайды.

4. Неге дрон аккумуляторлары суға төзімді емес?

Дрон аккумуляторларының суға төзімді болуына бірнеше инженерлік және қауіпсіздік шектеулері кедергі болады:
• Жылу шығарудың қиындықтары
• Электрлік контактілердің ашық болуы қажеттілігі
• Салмақ шектеулері
• Құны мен өндіру күрделілігі
Суға қарсы қорғау салмақ қосады, жылуды ұстайды және көпшілік пайдаланушылар үшін маңызды пайда әкелмейді.

5. Суға қарсы дрондар мен суға қарсы аккумуляторлар

Кейбір дрондар теңіз ортасына арналып жасалған, бірақ олардың суға қарсы қасиеті аккумулятордан емес, дрон конструкциясынан туындайды.
Суға қарсы дрондардың қасиеттеріне мыналар жатады:
• Герметизацияланған фюзеляж
• Гидрофобты қаптамалар
• Суға төзімді қозғалтқыштар
• Герметикті аккумулятор бөлімшелері
Егер су батареяға жетсе:
• Қысқа тұйықталу
• Ауада қуатты жоғалту
• Батареяның ісінуі немесе тұтатынуы

6. Дрон батареяларына су тиген кезде болатын қауіптер

Суға ұштасу лездік және ұзақ мерзімді зақымданудың екеуін де туғызуы мүмкін:
• Қысқа тұйықталу
• Коррозия
• Литиймен химиялық реакциялар
• Батареяның ісінуі
Тіпті аз мөлшердегі ылғал да батареяның өнімділігі мен қауіпсіздігін нашарлатуы мүмкін.

7. Дрон батареяларын суға төзімді етіп жасау мүмкін бе?

Кейбір сүйеніштер мыналарды қолданып суға қарсы өз бетінше жұмыс жасайды:
• Силиконды герметиктер
• Жылулық түзеткіш қаптамалар
• Конформдық қаптамалар
Бірақ осы әдістер:
• Жылуды ұстап қалады
• Коннекторларды блоктайды
• Кепілдікті жояды
• Өрт қаупін арттырады
Өндірушілер мұндай өзгерістерге қарсы шұғыл ұсыныс береді.

8. Су жағалауында дрондармен жұмыс істеудің ең жақсы тәжірибелері

Қауіп-қатерді азайту үшін:
• Туын бөлмелері герметикталған дрондарды пайдаланыңыз
• Күшті жаңбырдан қашық болыңыз
• Ұшу алдында сақтандырғыштарды тексеріңіз
• Ылғалды аккумуляторды ешқашан енгізбеңіз
• Аккумуляторларды мұқият кептіріңіз
• Аккумуляторларды дұрыс сақтаңыз
Бұл шаралар қауіпсіздікті едәуір арттырады.

9. Суға төзімді аккумулятор технологиясының болашағы

Болашаққа құмар зерттеу салаларына мыналар жатады:
• Қатты күйдегі аккумуляторлар
• Суға төзімді электролиттер
• Өзін-өзі жөндеуге қабілетті қаптамалар
• Толығымен герметикті модульді қуат блоктары
Бұл технологиялар әлі де тәжірибелік сипатта, бірақ болашақта суға төзімді аккумуляторлардың пайда болуына мүмкіндік беруі мүмкін.

Қорытынды

Демек, дронның аккумуляторы суға төзімді ме?
Жоқ. Дрондардың аккумуляторлары табиғатынан суға сезімтал, сонымен қатар суға төзімді дрондар да аккумулятордың өзі суға төзімді болмағанымен, герметикті бөлмелерге сүйенеді. Инженерлік шектеулер — жылу шығару, ашық контактілер, салмақ және құны — толығымен суға төзімді аккумуляторларды қазіргі уақытта практикалық емес етеді.
Алайда, дұрыс конструкциялау мен ұқыпты пайдалану арқылы дрондар аккумуляторды суға тигізбей-ақ ылғалды ортада қауіпсіз жұмыс істеуі мүмкін. Технология дамуына сай суға төзімділіктің күрделі шешімдері пайда болуы мүмкін, бірақ әзірге операторлар естерінде болуы және ақпарат алуды жалғастыруы қажет.