EN
Дрон технологиясы соңғы онжылдықта тез дамыды, ол қарапайым ойыншық ұшақтардан аэрофотосуретке түсіру, дәл аграрлық бақылау, топографиялық түсіру, логистика, іздеу-спасатель жұмыстары мен энергетиканы тексеру сияқты кәсіби жағдайларда кеңінен қолданылатын құралдарға дейін өзгерді. Барлық дрондар үшін аккумулятор әрқашан ең маңызды компоненттердің бірі болып табылады — ол тікелей ұшу уақытын, сенімділікті, пайдалы жүктеме сыйымдылығын және жалпы жұмыс шығындарын анықтайды.
Қазіргі қоғамның дамуымен байланысты дрон ұшу уақытын ұзарту талабы тұрақты түрде артып келеді, бұл дрондардың батареясы технологиясының жаңашылығын қоғамның назарының орталығына айналдырады. Мақсат анық: басқа шарттарды өзгертпей, ұшу уақытын ұзарту, батареяның жұмыс істеу өмірін арттыру және қауіпсіздікті жақсарту.
Бұл мақалада дрондар батареяларының түрлері, «ең ұзақ ұшу уақыты» анықтамасы, қазіргі кезде кең таралған дрон батареяларының қызмет ету мерзімі, қай дрондардың ең ұзақ батареялық қоры бар екендігі, ұшу уақытына әсер ететін негізгі факторлар және дронның ұшу уақытын қалай есептеуге болатыны сияқты практикалық мәселелер жүйелі түрде таныстырылады.
Дрон батареясы дегеніміз не?
Дрон батареясы — бұл дронға электр энергиясын қамтамасыз ететін, қозғалтқыштар, басқару жүйелері, сенсорлар және кескін беру жүйелері сияқты барлық құрылғыларға қуат беретін қайта зарядталатын энергия көзі. Іштен жану қозғалтқыштарын пайдаланатын ұшақтардан өзгеше, қазіргі кезде көптеген дрондар толығымен батареямен жұмыс істейді, сондықтан ұшу өнімділігі үшін батареяның энергия тығыздығы, салмағы мен тұрақтылығы өте маңызды.
Қазір дрондар негізінен екі батарея химиялық жүйесін пайдаланады:
1. Литий-полимерлі батарея (LiPo)
LiPo батареялары энергияның салмаққа қатынасы мен жоғары разрядтық сыйымдылығына байланысты тұтынушы және көптеген кәсіби дрондарда кеңінен қолданылады. Бұл батареялар икемді пакеттік конструкцияны пайдаланады, осылайша әртүрлі өлшемдер мен пішіндерде шығаруға мүмкіндік береді және әртүрлі дрон модельдеріне бейімделеді. Дегенмен, LiPo батареяларының цикл өмірі салыстырмалы түрде төмен, әдетте шамамен 300–500 зарядтау-разрядтау циклін құрайды және пайдалану мен сақтау кезінде тым көп разрядталуға және тым көп зарядталуға сезімтал, сондықтан оларға ұқыпты қарау қажет.
2. Литий-иондық батарея (Li-ion)
Li-ion батареялар энергия тығыздығы жоғары және цикл өмірі ұзақ болғандықтан, өнеркәсіптік және ұзақ мерзімді ұшуға арналған дрондарда барша күн сайын танымал болып келеді. Олар әрбір бірлік салмаққа көбірек энергия сақтай алады, дрондардың ұзағырақ ұшуына мүмкіндік береді және 500–1000 немесе одан да көп циклға жетуге қабілетті. Li-ion батареялардың максималды разрядтау сыйымдылығы LiPo батареяларына қарағанда сәл төмен болса да, олар аэрофотосуретке, түсіруге және тексеруге арналған дрондар сияқты тұрақты қуатты қажет ететін дрондар үшін қолайлы.
Ең ұзақ қызмет ететін дрон батареясы қандай?
«Ең ұзақ қызмет ететін» дрон батареясы туралы сөз болғанда, шынында ол екі негізгі өлшемді қамтиды:
1. Бір рет зарядтаудан кейінгі ең ұзақ ұшу уақыты
Бұл батареяның бір рет зарядталғаннан кейін дронның ұшуын қолдауы мүмкін болатын максималды уақытты білдіреді. Әдеттегі тұтынушылық дрондар үшін 30–50 минут — бұл өте жақсы көрсеткіш, ал кейбір өнеркәсіптік дрондар идеалды жағдайларда 60 минуттан астам, тіпті одан да ұзағырақ болуы мүмкін.
Zhuoxun Intelligent Technology
2. Ең ұзақ батарея қызмет ету мерзімі
Бұл батареяның орындай алатын зарядтау-разрядтау циклдерінің санын білдіреді. Цикл саны неғұрлым көп болса, батареяның қызмет ету мерзімі соғұрлым ұзақ және жалпы шығын төмен болады. Жетілдірілген Li-ion батареялар мен кейбір жаңа жартылай қатты денелі батарея технологиялары осы критерий бойынша жақсырақ нәтиже көрсетеді.
ViBMS Батарея
Ұшу уақытын ұзарту үшін батарея өндірушілері тұрақты түрде энергия тығыздығы жоғары және жылулық тұрақтылығы жақсырақ болатын элементтік конструкцияларды, сондай-ақ одан да ақылды батарея басқару жүйелерін (BMS) енгізуде. Бұл ұшу уақытын ұзартады, қауіпсіздікті жақсартады және жиі батарея алмастырудың қажеттілігін азайтады.
Дрон батареясы қанша уақыт ұшады?
Дрон батареясының қызмет ету уақыты әдетте екі тұрғыдан өлшенеді:
1. Ұшу уақыты
Қарапайым тұтынушы дрондарының ұшу уақыты әдетте 20–30 минут аралығында болады, ал кәсіби аэрофотосуретке түсіру дрондары сияқты жоғарғы деңгейлі модельдер 40–50 минуттан аса ұшады. Кейбір оптимизацияланған өнеркәсіптік дрондар 60 минуттан астам уақыт ұша алады.
Zhuoxun Intelligent Technology
2. Зарядтау/разрядтау циклінің саны
Батареяның жалпы қызмет ету мерзімі әдетте цикл саны арқылы өрнектеледі: LiPo батареялар 300–500 циклдан кейін сыйымдылығының біршама төмендеуіне ұшырайды, ал Li-ion батареялар 500–1000 цикл немесе одан да көп цикл шыдай алады. Дұрыс пайдалану мен сақтау (артық зарядтаудан, тым аз разрядтаудан, экстремал температуралардан және толық зарядталған күйінде ұзақ сақтаудан қашу) батарея қызмет ету мерзімін ұзартуға мүмкіндік береді.
Дрон ұшу уақытына әсер ететін факторлар
Батареяның жақсы жұмыс істеуіне қарамастан, дронның нақты ұшу жұмыс істеуі бірнеше факторға байланысты:
1. Батарея сыйымдылығы
Wh (ватт-сағат) немесе mAh (миллиампер-сағат) өлшем бірлігінде өлшенетін жоғары батарея энергиясы теория жүзінде ұшу уақытының ұзаруына әкеледі. Алайда, сыйымдылықтың өсуі әдетте салмақтың өсуіне әкеледі, сондықтан компромисс жасау қажет.
2. Дрон салмағы мен пайдалы жүк
Ұшақ салмағы және камера немесе сенсорлар сияқты қосымша пайдалы жүктер қуаттың тұтынуын арттырады және ұшу уақытын қысқартады.
3. Ұшу ортасы
Желдің жылдамдығы, температура және ауа тығыздығы сияқты экологиялық факторлар ұшу тиімділігіне әсер етеді; жоғары және төмен температура да батарея тиімділігін төмендетеді.
4. Ұшу режимі
Жедел бұрылыстарға немесе жоғары жылдамдықпен үдеуге/баяулауға қарағанда, тегіс межеу кем қуат тұтынады.
5. Қозғалтқыш жүйесінің тиімділігі
Қозғалтқыштардың, винттердің және жалпы қозғалтқыш жүйесінің тиімділігі электр энергиясының ұшу қозғалтқышына айналуын анықтайды.
Дронның ұшу уақытын қалай есептеуге болады?
Дронның ұшу уақытын бағалау үшін ықшамдалған әдіс:
Ұшу уақыты (минут) = [Аккумулятор энергиясы (Wh) / Орташа қуат тұтыну (W)] × 60
Ұшу уақыты (минут) = [Орташа қуатты тұтыну (Вт) / Батарея энергиясы (Вт·сағ)] × 60
Дегенмен, нақты пайдалану кезінде желге қарсылық пен нақты қуат қажеттіліктері сияқты бірнеше факторларды ескеру керек. Сондықтан, бұл есептеу тек шамалы бағалау болып табылады және нақты ұшу уақыты теориялық мәннен жиі аздап төмен болады.
Қай қолданбалар ұзақ ұшу шыдамдылығын ең көп талап етеді?
Әртүрлі дрон қолданбалары ұшу шыдамдылығына әртүрлі талаптар қояды:
1. Үлкен аймақтарды карталастыру және бақылау
Ауыл шаруашылығы, қазба өндіріс, орман шаруашылығы және басқа да салалар үлкен аймақтарды қамту талап етеді, ал ұзақ ұшу шыдамдылығы әлдеқайда сапалырақ нәтиже береді.
2. Іздеу-құтқару және тез қолдау
Іздеу-құтқару операцияларында дрондар ұзақ уақыт бойы үздіксіз іздеу жүргізуі керек, ал ұшу шыдамдылығы тікелей құтқару тиімділігіне әсер етеді.
3. Қоршаған орта мен метеорологиялық бақылау
Қоршаған ортаны бақылау үшін бірнеше нүктелерде ұзақ уақыт бойы ұша алатын әуе аппаратының үздіксіз ұшуы немесе сынама алуы қажет, сондықтан ұшуға төзімділік ерекше маңызды.
4. Инфрақұрылымдарды тексеру
Электр желілері мен құбырларды тексеру сияқты тапсырмалар үшін үздіксіз ұшу мүмкіндігі тоқтап қалуларды азайтады.
5. Логистика және жеткізу
Дрондар тауарларды жеткізу үшін қолданылатын жағдайларда ұшуға төзімділік тікелей қамту аймағы мен қызмет көрсету радиусын анықтайды.
Қорытынды
Дрондардың батарея технологиясындағы жетістіктер дрондардың қолданылу ауқымын кеңейтудегі негізгі қозғаушы күштердің бірі болып табылады. Дәстүрлі LiPo батареялардан бастап жоғары энергиялық тығыздыққа ие Li-ion батареяларға, алдағы уақытта одан да үлкен потенциалға ие жартылай қатты күйдегі батарея жүйелеріне дейін батареялар үздіксіз ұшуға төзімділік пен қызмет ету мерзімінің шектерін кеңейтуде.
Әртүрлі аккумулятор түрлерін, ұшу уақыты мен цикл өмірін өлшеу әдістерін және ұшу уақытына әсер ететін негізгі факторларды түсіну әртүрлі тапсырмалар үшін ең сәйкес аккумулятор мен дрон платформасын таңдауға көмектеседі. Болашақта аккумулятор химиясы, материалдар технологиясы мен аккумулятор басқару жүйелерінің үздіксіз оптимизациялануы арқылы дрондардың ұшу уақыты мен жалпы сенімділігі арта түседі, бұл көптеген салаларға одан әрі тиімді зиялы азаматтық шешімдер әкеледі.
