EN
1. Оршил
Дроннын үргэлжлэх хугацаа нь түүний практик утгыг тодорхойлох хамгийн чухал илтгэлчүүдийн нэг юм. Дрон (БАХ) нь киносъемка, хөдөө аж ахуйн хяналт, дотоод бүтцүүдийн шинжилгээ эсвэл онцгой нөхцөлд хариу үйлдэл зэрэг үүрэгт хөдөлмүүрт ашиглагдаж байгаа эсвэл не бүх тохиолдолд түүний агаарын дунд үргэлжлүүр хугацаа нь миссияг хэрхэн үр дүнтэй гүйцэтгэхийг тодорхойлдог. Хөдөлгүүр системүүд ба дрон дээрх оюун ухааны хурдан хөгжил харин цахиур хязгаарлалт нь ихэнх цахиурын дронд үлдсэн гол саад юм. Түүн дагуу цахиурын хугацааг уртасгах нь ганц цэгт хийгдэх сайжруулалт биш, харин химийн бүрдэл, аэродинамика, электроник, үйлдлийн стратеги гэх мэт олон талаас бүрдсэн систем түвшний оптимизацийн дуудлага юм. Энэ статья нь дроннын цахиурын хугацааг уртасгах арга замуудын түүнд утгатай нөлөө үзүүлж чадах арга замуудын түүнд гүнзгилүүр, техник хүрээд баяжуулж үзүүлсэн яриа юм.
2. Цахиурын химийн бүрдэл ба энергийн нөөцлөлт
Урт нислэгийн үндэс нь энергийн үүсгүүр дээр оршит. Хүчтүүрт хөндлөн нисэгчдийн зах зээлд литий-полимер ба литий-ион батарейнууд доминант байр эзэлж буй тул түүний гүйцэтгэл нь материалан бүрдэл ба дотоод архитектураас хамаарч их хэмжээний өөрчлөлт орж болой. Орчин үеийн литий-ион батарейнуудын хувилбарууд, жишээ нь NMC ба NCA, өмнөх LiPo батарейнуудтай харьцуулж үлдэхүүн энергийн нягт үлдэхүүн дулааны үйлчлэлд илүү сайн үзүүлэлт үзүүлд. Эдгээр химийн бүрдэлт батарейнууд нь дронд илүү их энергийг жингүүр нэмэгдүүлэхгүйн хооронд хадгалах болой, үүнээс шууд урт нислэгүүд бүтд.
Хуучин литийн системүүдийн хязгаарыг давж, дараагийн үеийн технологиуд гарч байна. Жишээлбэл, баттариудын хатуу бүрхүүлт хувилбар нь цахилгаан дамжуулалт хийгүй шингэн электролитыг хатуу дамжуулагчаар солих бөөрнүүр, үүн дагаад энергийн нягт өсөж, дулааны газархан аюул багасна. Литий-хүхэр баттариуд, мөн циклд төвөгтэй бөөрнүүр, одоогийн литий-ион баттариудын харьцангуй энергийн нягт хэд дахин өсөж, илүү үр дүнтэй бөөрнүүр. Устөрөгчийн шатахуун цэлүүд ба литий-агаарын концепцүүд нь мөн ультра-урт үйлдлийн БПЛА-уудын хувьд урт хугацааны боломжийг илтгэнэ. Харин эдгээр технологиуд одоо хүртэл үндсэн гүнзгий тархалтад орж неэ, түүн дагаад БПЛА-уудын цахилгаан системүүд яаж хөгжихийн чиглэлүүдийг харуулж байна.
3. Бүтцүүдийн сонголт ба жингийн бүүрнүүр
Массыг багасгах нь хүчдэл үүсгэхийн тулд шаардагдах хүч нь жинтэй пропорциональ өсдөг учир нислэг хугацааг уртасгахын хамгийн үр дүнтэй арга орхимуйн нэг юм. Материалын шинжлэх ухааны ахишын дүнд дрон-ийн хайрцагуудыг зөвхөн хөнгөн бүтээх л бүт не, хүчтүүн бүтээх ч боломжтой болой. Нүүрстөрөлдөс композит, өндөр хүчтүүн полимер, магнийн хавсралтууд одоо бүтцийн массыг багасгахад өргөн ашиглагдаж, түүн дотроо туршилтын хүчийг хадгалж байна.
Жингийн багасгал нь хайрцагт хязгаарлагдахгүй. Нислэг удирдагчид, GPS модулиуд, камерууд, холбооны системүүд гэх мэт цахилгаан бүрдүүлэлтийн багасгал нь мөн нислэг хугацааг уртасгахад хувь нэмрүүлдөг. Олон функцийг нэг хавтас дээр интеграцилах нь утасны нарийн бүтэц ба нийт массыг багасгадөг. Аэродинамикаар сайжруулалт нь үр дүнтэй бүтэцдээ нэмрүүлдөг. Хөнгөн руу хүртүүлсэн сүүдэр, гладк гадаргуу, оптимизацилсэн биеийн хэлбэр нь сүүдрийг багасгадөг, дрон-ийн өндөрт байхын тулд цөөн хүч шаардагдахыг хангадөг.
4. Хөдөлгүүр системийн үр дүнтэй бүтэц
Хөдөлгүүр систем нь олон роторт дронд хамгийн их энергия хэрэглэдэг систем юм, түүнд жижигхэн сайжруулалт ч нислэгийн хугацааг ач холбогч байдлаар уртасгаж чадна. Хөдөлгүүр сонгох нь онцгой чухал үүрэг гүйцэтгэнэ. Дотоод эсүртэл бага, өндөр чанарын соронзтой, тохиромжтой KV үзүүрлэлттэй хөдөлгүүрүүд ачаалал доор илүү үр дүнтэй ажилладаг. Хүнд дронд илүү том хөдөлгүүрүүд бага эргэлтийн хурдтай ажилладаг бөлгөвч, түүн дээр түлш-хүчний харьцаа илүү сайн бывает.
Нисгүүрүүдийн загвар зохиомж нь мөн тийнхүү чухал. Бага хурдтай эргэдэг илүү том диаметртэй нисгүүрүүд нь ерөнхийдөө илүү үр дүнтэй үүрдүүр үүсгэнэ. Нисгүүрүүдийн хэлбэр, налуу өнцөг, материалын хаткүүр бүх нь аэродинамик үр дүнд нөлөөлөнө. Жишээлбэл, карбон шил нисгүүрүүд нь пластмассын нисгүүрүүдтэй харьцуулж ачаалал доор хэлбэртэй үлдмүүр, нисгүүрүүдийн хумсны уртасгалын улмаас үүсгүүр энергия алдагдал багасмүүр. Цахилгаан хурд зохицуулагчид (ESC) мөн үр дүнтэй байдлын хувьд хувь нэмрүүд внесмүүр. Тал-ориентированын хяналт (FOC) ашиглаж буй орчин үеийн ESC-үүд нь хөдөлгүүрийн ажиллагааг илүү гладкий болгож, цахилгаан хүчлийн хөрвөлдүүр бүхнүүд багасмүүр, нийт түлш ашиглалтыг сайжруулмүүр.
5. Ухааныг ашиглан энергийн удирдлага ба нислэг удирдлага
Программ хангамжийн сонголт нь батарейн нууц хугацааг уртасгахад их нөлөө үзүүлдэг, гэтэд нь ихэнхдээ хаягддаг арга. Бодит цагт үүрд хувьсах нөхцлүүд дээр моторын гаралтыг тохируулж, хэрэгцээс илүү хүч хэрэглэхийг хориглох адаптив алгоритмд суурилсан үндэсний нислэг удирдлагчид. Урьдчилан таамаглаж буй хяналт системүүд салхины нөлөөллийг урьдчилан таамаглаж, шүүрхүүдийн хурдан зөрүүдийн оронд гладкийн зөрүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүүрлүүдийн хүчдүү......
Нислэгийн замын төлөвлөлт мөн энергийн хэрэглээд нөлөө үзүүлдэг. Үр дүнтэй даалгаврын дизайн нь хурдан эргүүлэлт, гэнэт өндөр өөрчлөлт ба давхардуулан хамрахыг саадтайлах ёстой. Газрын зурагт бүтээх ажилд давхардуулан хамрах хувьд оптимизацийн хийх, нислэгийн хурдыг тохируулах нь энергийн хэрэглээг хүчтэй бүүр багасгаж чаддаг. Олон роторт дронд хүчтэй хүч хэрэглэдэг хүүрхүүрлүүд (hovering) нь микро-колебацийн хэмжээг багасгах улучшон штабилизацийн алгоритмд суурилсан хүүрхүүрлүүдийн илүү үр дүнтэй ажиллахыг хангаж чаддаг.
6. Орчин ба үйлдлийн нөхцлүүд
Хамгийн үндэсний хардвер ч муу ажиллуулалтад үл тоомсорлоо газар доорх үр дүн үзүүлж болно. Орчин нөхцөл батарейн нууц хугацаанд хүчтэй нөлөө үзүүлдэг. Бага температурт литийн батарейн доторх химийн урвалын хурд замундаж, хүртэмүүр багтаамж бүүр буурдаг. Хүчтэй салхин дронд тогтвортой байрлал хадгалахын тулд илүү их энергия зарцуулахыг хүчтэй шаарддаг. Түүн дагуу, дундаж цаг агаарын нөхцөлд нислэг хийх нь нислэгийн хугацааг хамгийн их хүртэмүүр хийх зам юм.
Батарейн нөхцөлдүүлэлт — үүн дотроо нөхцөлдүүлэлт нь мөн чухал хүчин зүйл. Батарейг оновчтой температурын хязгаарт дүүрэн халуун хийх нь түүний цахилгааныг ялгаруулах үр дүнг сайжруулдаг. Хүчтэй толкүүр даралтын оролт, тогтвортой хурдасгал хадгалах, хэрэгцээс гадуурх хөдөлгөөнүүдийн тоог хязгаарлах нь нислэгийн хугацааг уртасгахад тусалдаг. Ачааны удирдлагачин мөн тийнхүү чухал. Хэрэгцээс гадуурх нөмрүүдийг тавих, хөнгөн камеруудыг ашиглах, жингийн тархалтыг тэнцвэрт байлгах нь тогтвортой нислэгийн тулд шаардагдах цахилгааныг бүүр буурдаг.
Зөв батарейн үйлдүүрлэл нь хүртэлхүүн үр дүнг ба урт хугацааны ажиллах чадварыг үр дүнтэй сунгаж өгдөг. Батарейг хэсгийн цэнхэрт хадгалах, гүн цэнхэрт оруулахыг саархах, ажиллах үед дотоод эсүртэлд үл мөрдөх шалгах нь батарейн багтаамжийг хугацааны турш хадгалахад тусалдөг.
7. Урт хугацааны даалгаврын хүрдүүрт солионгуй хүчирдүүр системүүд
Урт хугацааны ажиллах чадвар шаардлагатай хэрэглээсүүдэд традициональ батарейн хүрдүүрт хангах боломжгүй тохиолдолд гибрид ба солионгуй хүчирдүүр системүүд нь итгэлтүүн шийдлүүд саналдож буй. Хий-цахилгаан гибрид дронууд нь нислэгт үед жижиг дотоод шатахуун хөдөлгүүрүүдийн тусламжтайгаар цахилгаан үүсгэдөг, үүнээр олон роторт платформууд нь цагийн дотор нислэгт үед үлдмүүрт бүүрхүүн. Урт нислэгт хугацаа үзүүлдөг, бага ялгаруулалттой устөрөм хүчирдүүрт дронууд нь ажилд орлуулалттой индустриал үйлдвэрлэлд ашиглаж буй.
Нарны энергийн тусламжтай нисэх бүрхүүлүүд нь өөр нэг замыг илтгэнэ. Хөнгөн нарны панелтэй тогтмол хөндлөн орчинтой НБХ-ууд нислэг үед энергийг цуглуулж, нислэгийн хугацааг ач холбогдомуйн хэмжээнд уртасгаж чадна. Зарим туршилтын платформууд нарны энергийн хамт өндөр үр дүнтэй батарейнуудыг ашиглан олон хоногийн туршид нислэг хийж чаджээ.
8. Аппликацид тулгуурласан стратегийн
Янз бүрийн НБХ-уудын ашиглалт янз бүрийн нислэгийн хугацааг уртасгах стратегийн давуу талыг ашиглаж чадна. Судалгаа ба зурагт газарзүйн НБХ-ууд нь сонгож авсан нислэгийн замууд ба хөнгөн жинтэй зурагт системүүдээс хамгийн их ашгийг олж чадна. Хүргэлтийн НБХ-ууд нь ачааны удирдлагыг сайн хяналтанд байлгах шаардлагатай бөгөөд гибрид хөдөлгүүр системүүдээс ашгийг олж чадна. Шинжилгээний НБХ-ууд, ялангуяа урт хугацааны хөвөл нислэг хийдэг НБХ-ууд нь том пропеллерүүд, бага KV-тэй моторууд ба зогсож буй нислэгт хүч хэрэглэхийг бүүр багасгах үр дүнтэй тогтвортой байлгах алгоритмүүдээс ашгийг олж чадна.
9. Ирээдүйн чиглэлүүд
Унагаагүй агаарын хөлөг (UAV) төхөөрөмжийн батарейн нууц хугацааг уртасгахын тулд олон салбарын шиновнрүүлэлт хурдассаа. Искусственный интеллект (AI) дэмжит энергийн сүүлд оптимизаци, үлдэгдэл бүхий нөгөөрсөн материал, шинэ батарейн хими нь UAV-ийн боломжийг дахин хэлбэржүүлж үлдмүү. Батарейн цуваа ба лити-сульфур батарейн технологи хөгжих нь хүлээж буй зүйл бөгөөд ийнхүү полётны хугацаа хүчтэр нэмэгдмүү. Түлшний гальваник элементийн технологи нь худалдааны логистик ба урт зайн наад захын хяналтын салбаруудад тархаж үлдмүү. Аэродинамика, хөнгөн бүтцүүд, хүмүүсийн хамтын ажиллах алгоритмд оруулж буй сайжруулалт нь үйлдлийн үр дүнд нь нэмэлт дэмжлүүлэлт үзүүлмүү.
10. Дүгнэлт
Дронуудын батарейн ажиллах хугацааг нэмэгдүүлэх нь энергийн хадгалалт, бүтцүүдийн инженерчлэл, хөдөлгүүрүүдийн дизайн, оюун ухааны удирдлагын систем, ажиллах дисциплин гэх мэт олон талаас бүрдмүүлсэн хандлага шаардаж. Нэг талаас хийгдсэн улучшения хүрэлцээтүй биш; илүү чухал үр дүн нь олон стратегийн интеграцид суурилдаг. Технологийн хурдассан хөгжлийн хамт дронууд урт нислэгийн хугацаа олж, илүү нарийн сүүлдүүлсэн даалгавруудыг гүйцэтгэж, үйлдвэрлэлийн олон салбарт өөрсдийн үүрэг-хүрээг өргөтгөж чадмүүлсэн. Хүндхүрдүүлсэн хүчтүүдийн ирээдүй нь дэвшилтэт материалын, оюун ухааны алгоритмуудын, шинэлэг хүчтүүдийн системүүдийн нийлүүлсэн хэрэглэд суурилдаг — бүгд нь агаарын робототехникойн боломжийг хязгаарлана.
