EN
Танилцуулга
Зураг авах, ложистик, хөдөө аж ахуй, үйлдвэрийн шалгалт, зугаа цуглаан зэрэг олон салбарт дронуудын хэрэглээ хурдацтай нэмэгдэж байгаа нь тэдгээрийн тэсвэрт чадал, орчны нөхцөлд дасан зохицох чадварын талаарх нийтийн сонирхлыг ихэд нэмэгдүүлсэн. Олон асуудлуудын дундаас хамгийн түгээмэл тавигддаг асуулт бол: Дроний батарей усныг эс тэсвэртэй юу?
Энэ асуулт маш чухал юм. Баттерей бол хэнгэргүй нисдэг тусгай хэрэгсэл (UAV)-ийн зүрх юм. Хамааралтай цахилгаан эх үүсвэргүйгээр нисдэг төхөөрөмж ажиллах боломжгүй. Усанд нэрэгдэх нь баттерей ба дронд элдэв аюул, аюултай хор хөнөөл эсвэл буцах шивдэшгүй гэмтэл учруулахад хүргэж болзошгүй. Дроны баттерей ба усны тэсвэрт чадлын хоорондын холбоог ойлгох нь дрон удирдагчид, инженерүүд, тамирчин хүмүүст маш чухал.
Энэхүү өгүүлэл нь энэ сэдвийг гүнзгий авч үзнэ. Энд “усанд тэсвэртэй” гэдэг үнэн хэрэг утгыг тодруулах, дроны баттерейг хэрхэн бүтээснийг тайлбарлах, усанд тэсвэртэй дрон ба усанд тэсвэртэй баттерейн ялгааг зааж өгөх, усанд нэрэгдэхтэй холбоотой эрсдэлийг шинжилж, инженерийн сорилтуудыг хэлэлцэх, усанд тэсвэртэй баттерейн шинэ технологийг судлах болно. Бодит ертөнцийн нөхцлүүд, сайн дадлын аргачлал, түгээмэл андуурдаг ойлголтуудыг мөн авч үзнэ. Эцэст нь хариулт тодорхой: дроны баттерей усанд тэсвэртэй биш, гэхдээ бүх тайлбар илүү нарийн төвөгтэй.
1. “Усны эсэргүүцэл” гэдэг нь юу болохыг ойлгох
Дронгийн батарей усны эсэргүүцэлтэй эсэхийг үнэлэхээс өмнө инженерийн хүрээнд энэ нэр томьёог тодорхойлох шаардлагатай. Цахилгаан багаж хэрэгслэл дэх усны эсэргүүцлийг ихэвчлэн тоос, уснаас хамгаалах зэрэглэлийг ангилах IP (Ingress Protection) систем ашиглан хэмждэг.
Голчлон хэрэглэгддэг IP зэрэглэлүүд:
• IPX4: Усны цацлагаас хамгаалалттай
• IPX7: Түр хугацаагаар усанд дүрэгдсэнээс хамгаалалттай
• IPX8: Байнгын усанд дүрэгдсэнээс хамгаалалттай
• IP67: Тоостойгоос бүрэн хамгаалалттай ба усанд дүрэгдэхээс эсэргүүцэлтэй
• IP68: Тоостойгоос бүрэн хамгаалалттай ба удаан хугацаагаар усанд дүрэгдэхээс эсэргүүцэлтэй
Усны эсэргүүцэлтэй гэж зарлаж буй олон дрон IP67 эсвэл IP68 ангилалд хамаардаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр зэрэглэлүүд ихэвчлэн дроны хөндий буюу airframe-д хамаардаг бөгөөд батарейд биш. Батарейнууд электрик холболтууд, агааржуулалтын зам, химийн идэвхитэй эсүүдийг агуулдаг тул бүрэн усны эсэргүүцэлтэй болгох нь маш хэцүү байдаг.
Усанд тусгаарлагдсан дрон ба уснаас хамгаалагдсан батарейн хоорондын ялгааг ойлгох нь БАС-ийн загварчлалын хувьд хамгийн ихээр андуурдаг аспектуудын нэг юм. Усанд суух чадвартай дрон гэдэг нь заавал уснаас хамгаалагдсан батарейтай гэсэн үг биш бөгөөд ихэвчлэн батарей нь тагласан хэсэгт байрладаг.
2. Дроны батерейн бүтэц
Орчин үеийн дронууд нь ихэвчлэн энерги нягтаршил өндөр, хөнгөн жинтэй лити-полимер (LiPo) эсвэл лити-ион (Li-ion) батерейнуудыг ашигладаг.
Типичный дроны батерейнд дараах хэсгүүд орно:
• Лити батерейн элементүүд
• Батерейн удирдлагын систем (BMS)
• Цахилгаан холбогчид
• Дулаан шингээх бүтэц
• Гадна талын хальс
2.1 Лити батерейн элементүүд
Литийн эсүүд бөглөөтэй боловч усны шахалтанд тэсвэртэй бус байдаг. Хэрэв ус электродод хүрвэл дараахь зүйлс үүсч болно:
• Богино залгаа
• Исэлдэлт
• Дулааны удирдлага алдагдах
• Гал гарах эсвэл хэт их дулаан ялгарах
2.2 Цахилгаан эрчим хүчний удирдлагын систем (BMS)
BMS нь чийгшилд маш мэдрэг. Урт хугацаагаар чийгшилт үргэлжлэх нь лужингийн зангилууд ба хэлхээний элементүүдийг гэмтээж болно.
2.3 Цахилгаан холбогчид
Цэнэглэх, цахилгаан хангамжийн үед холбогчдыг онгорхой байлгах шаардлагатай тул усны шахалтнаас хамгаалах нь бэрхшээлтэй байдаг.
2.4 Дулаан салгах шаардлага
Батареи ажиллаж байх үед дулаан ялгаруулдаг. Бүрэн таглаатай хайрцагт дулаан баригдаж, хэт халж, хавагнах эсвэл гэмтэх эрсдэл үүсдэг.
3. Дроний батареи усны эрэлтэй юу?
Шууд хариулт нь үгүй — стандарт дроний батареи усны эрэлтэй байдаггүй. Тэд усанд дүрэгдэх, томоохон усны цацраг, эсвэл хур тунадасны удаан нөлөөлөлд тэсвэртэй байхаар зохион байгуулагддаггүй.
Усны эрэлтэй дронууд эдгээр арга замаар хамгаалалттай байдаг:
• Таглаатай батарейн хэсэг
• Гумин O-цавчууд
• Даралттай таглах механизм
Хэрэв хэсэг гэмтсэн эсвэл буруу таглагдсан бол батарей немж дэш нь мэдэгдэхүйц мууддаг.
4. Яагаад дроний батареи усны эрэлтэй байдаггүй вэ
Дроний батареийг усны эрэлтэй болгохоос сааруулах хэд хэдэн инженерийн ба аюулгүй байдлын хязгаарлалтууд байдаг:
• Дулаан ялгаруулах асуудал
• Цахилгаан холболтуудыг нээлттэй байлгах шаардлага
• Жин хязгаарлалт
• Үнэ болон үйлдвэрлэлийн нарийн төвөг
Уснаас хамгаалах нь жинг нэмэгдүүлж, дулаан барих болно, мөн өртгийг нэмэгдүүлдэг боловч ихэнх хэрэглэгчдэд илүү их давуу тал өгдөггүй.
5. Уснаас хамгаалагдсан нисэх тусгал ба уснаас хамгаалагдсан баттерей
Зарим нисэх тусгалыг далайн орчинд зориулан загварчилдаг боловч тэдгээрийн уснаас хамгаалагдах чанар нь баттерейгээр биш, харин нисэх тусгалын бүтцээр хангагддаг.
Уснаас хамгаалагдсан нисэх тусгалын онцлогт орно:
• Битүү хаалттай корпус
• Ус түлхэх бүрхүүл
• Усны эрэлтэй мотор
• Таглаатай батарейн хэсэг
Хэрэв ус баттерейд хүрвэл:
• Богино залгаа
• Агаарт цахилгаан эрчим хүч алдах
• Баттерейн хавагнах эсвэл тасалдах
6. Дроний баттерейд ус хүрэхээс үүдэх эрсдэл
Усанд орох нь шууд болон урт хугацааны гэмтэл үүсгэж болно:
• Богино залгаа
• Исэлдэлт
• Литийн химийн урвал
• Баттерейн хавагнах
Чийгшилтийн бага хэмжээ ч баттерейн ажиллагаа, аюулгүй байдлыг муутгаж болно.
7. Дроний баттерейг усны эрэлтэй болгож болох уу?
Зарим тамирчин дараах зүйлсийг ашиглан уснаас хамгаалах DIY-г оролддог:
• Силикон боодол
• Халуунд агшидаг хальс
• Нийцсэн давхарга
Гэсэн хэдий ч эдгээр аргууд:
• Дулааныг барих
• Холбогчийг саатуулна
• Баталгаажуулалтыг цуцална
• Гал гарах эрсдэлийг нэмэгдүүлнэ
Үйлдвэрлэгчид ийм өөрчлөлт хийхээс хатуу зөвлөж байна.
8. Цахилгаан нисдэг төхөөрөмжийг усны ойролцоо ашиглахад зориулсан хамгийн сайн арга замууд
Эрсдэлийг багасгахын тулд:
• Батерейн хэсэг нь таглагдсан цахилгаан нисдэг төхөөрөмжийг ашиглана уу
• Хүчтэй борооны үед ашиглахаас зайлшгүй болно уу
• Нисэхээс өмнө таглалтыг шалгана уу
• Нойтон батерейг хэзээ ч суулгахгүй байна уу
• Батерейг маш сайн хатаана уу
• Батерейг зөв газар хадгална уу
Эдгээр арга хэмжээнүүд аюулгүй байдлыг ихэд сайжруулдаг.
9. Усанд тэсвэртэй батерейн технологийн ирээдүй
Итгэл үнэмшлэг дээрх судалгааны чиглэлүүд бол:
• Хатуу төлөвийн батерей
• Усны эсэргүүцэлтэй электролит
• Өөрийгөө засварладаг давхаргууд
• Бүрэн тагласан модуль хүчний нэгжүүд
Эдгээр технологиуд одоогоор туршилтын шатанд байна, гэхдээ ирээдүйд усны эсэргүүцэлтэй батерей хийх боломжийг бүрдүүлэх магадлалтай.
Дүгнэлт
Тэгвэл цуглуурын батерей усны эсэргүүцэлтэй юу?
Үгүй. Цуглуурын батерейнууд анхнаасаа усанд муу тэсвэртэй байдаг бөгөөд усны эсэргүүцэлтэй цуглуур ч гэсэн батерейг уснаас хамгаалах тагласан хэсгүүдэд тулгуурладаг бөгөөд батерей өөрөө усны эсэргүүцэлтэй байдаггүй. Инженерийн хязгаарлалтууд — дулаан гаргалт, нээлттэй контактууд, жин, өртөг — одоогийн байдлаар бүрэн усны эсэргүүцэлтэй батерейг хийхэд хүндрэл учруулж байна.
Гэхдээ тохиромжтой загварчилал, болон анхааралтай ажиллагаагаар цуглуурыг батерейд ус орохгүйгээр чийглэг орчинд аюулгүй ажиллуулах боломжтой. Технологи хөгжих тутам илүү дэвшилтэт усны эсэргүүцэлтэй шийдлүүд гарч ирэх боломжтой ч, одоогоор операторууд батлан хамгаалах болон мэдлэгтэй байх хэрэгтэй.
