لقد أحدثت الطائرات بدون طيار ثورة في صناعات تتراوح بين التصوير الفوتوغرافي والزراعة، ولكن أداءها يتوقف على عنصر واحد مهم: البطارية. إن اختيار البطاريات المناسبة للطائرات بدون طيار يضمن لك أوقات طيران أطول، وسلامة أفضل، وكثافة طاقة مثالية، وهذا يقدم بعض النصائح حول كيفية اختيار البطاريات للطائرات بدون طيار.
أنواع بطاريات الطائرات بدون طيار
تنقسم بطاريات الطائرات بدون طيار في المقام الأول إلى فئتين: بوليمر الليثيوم وليثيوم أيون الليثيوم.
- بوليمر الليثيوم: تهيمن بطاريات ليبو على سوق الطائرات بدون طيار نظراً لكثافة طاقتها العالية وتصميمها خفيف الوزن وقدرتها على توفير معدلات تفريغ عالية. وهي مثالية لسباقات الطائرات بدون طيار والتطبيقات عالية الأداء. ومع ذلك، فهي تتطلب معالجة دقيقة لتجنب التورم أو الاحتراق. تقدم التطورات الحديثة في تكنولوجيا LiPo، مثل "البطاريات الذكية" المزودة بأنظمة إدارة مدمجة، الآن مراقبة الجهد في الوقت الفعلي وميزات التوازن الذاتي، مما يعزز السلامة بشكل كبير.
- توفر بطاريات الليثيوم أيون ：بطاريات الليثيوم أيون ثباتاً أكبر وعمر دورة أطول من بطاريات الليبو، ولكنها أثقل وزناً ومعدلات تفريغها أقل. وهي مناسبة للطائرات التجارية بدون طيار التي تعطي الأولوية للقدرة على التحمل على السرعة. الأبحاث في مواد تخزين الطاقة يلاحظ تحسن الإدارة الحرارية في الليثيوم أيون، مما يقلل من مخاطر الحريق (المصدر). بالنسبة للتطبيقات الصناعية واسعة النطاق، مثل أساطيل توصيل الطائرات بدون طيار، فإن طول عمر الليثيوم أيون وانخفاض تكاليف الصيانة يجعلها خياراً فعالاً من حيث التكلفة.
معلمات البطارية الرئيسية
يتضمن اختيار البطاريات للطائرات بدون طيار الموازنة بين مواصفات تقنية متعددة. قد يؤدي تجاهل حتى معيار واحد إلى أداء دون المستوى الأمثل أو مخاطر تتعلق بالسلامة.
السعة (مللي أمبير/ساعة)
تحدد السعة مدة تحليق الطائرة بدون طيار. السعة الأعلى تعني أوقات طيران أطول ولكنها تضيف وزناً أكبر. على سبيل المثال، قد تطيل بطارية سعتها 3000 مللي أمبير في الساعة مدة الطيران بمقدار 251 تيرابايت في الساعة مقارنةً بالبطارية ذات سعة 2400 مللي أمبير في الساعة ولكنها قد تقلل من خفة الحركة.
مثال عملي: يمكن لبطارية سعة 3000 مللي أمبير في الساعة نظرياً تشغيل طائرة بدون طيار بسعة 1000 مللي أمبير (1 أمبير) لمدة 3 ساعات. ومع ذلك، فإن أوقات الطيران في العالم الحقيقي أقصر بسبب عوامل مثل مقاومة الرياح ووزن الحمولة. بالنسبة للطائرات بدون طيار ذات الحمولة الثقيلة، قد تؤدي زيادة وزن البطارية بمقدار 101 تيرابايت في الساعة إلى تقليل وقت الطيران بمقدار 151 تيرابايت في الساعة، مما يستلزم إجراء حسابات دقيقة للسعة إلى الوزن.
نصيحة محترف: استخدم الآلات الحاسبة على الإنترنت مثل eCalc لتقدير أوقات الطيران بناءً على استهلاك الطائرة بدون طيار للطاقة وسعة البطارية.
الجهد (تصنيف S)
يؤثر الجهد، الذي يتم التعبير عنه بالحرف "S" (الخلايا في سلسلة)، على قوة المحرك. تُعدّ بطارية 3S (11.1 فولت) قياسية للطائرات من دون طيار متوسطة الحجم، بينما تُستخدم حزم 6S (22.2 فولت) في الطائرات من دون طيار الاحترافية للتصوير السينمائي.
مثال عملي: تُستخدم بطارية 6S بشكل شائع في الطائرات بدون طيار عالية الأداء مثل DJI Inspire 2، حيث إنها توفر المزيد من الطاقة للمحركات، مما يتيح سرعات أعلى وتعاملاً أفضل مع الحمولات الثقيلة. بالنسبة للطائرات بدون طيار للسباقات FPV، يُفضل استخدام بطارية 4S أو 6S لقدرتها على توفير دفعات عالية من الطاقة أثناء المناورات البهلوانية.
نصيحة احترافية: قم دائمًا بمطابقة جهد البطارية مع مواصفات محرك الطائرة بدون طيار ووحدة التحكم الإلكتروني في السرعة (ESC) لتجنب التلف.
معدل التفريغ (التصنيف C)
يشير التصنيف C إلى مدى سرعة تفريغ البطارية للطاقة. يمكن للبطارية ذات التصنيف C 50C أن توفر تياراً آمناً يعادل 50 ضعف سعتها. تحتاج الطائرات بدون طيار عالية الأداء إلى تصنيف C أعلى من 50C لتجنب تباطؤ الجهد أثناء المناورات.
مثال عملي: يمكن لبطارية 1500 مللي أمبير في الساعة ذات تصنيف 50C أن توفر 75 أمبير بأمان (1500 مللي أمبير × 50C = 75000 مللي أمبير أو 75A). بالنسبة للطائرات بدون طيار FPV الحرة، يعد تصنيف C العالي (≥75C) أمرًا بالغ الأهمية لدعم التغييرات السريعة في دواسة الوقود ومنع انخفاض الطاقة أثناء التقلبات واللفافات.
نصيحة للمحترفين: إذا كانت محركات طائرتك بدون طيار تسحب تياراً كهربائياً أكثر مما يمكن للبطارية أن تزودك به، فقد تواجه تباطؤاً في الجهد، مما يؤدي إلى انخفاض الأداء وقصر مدة الطيران.
كثافة الطاقة (واط/كجم)
تقيس كثافة الطاقة مقدار الطاقة التي يمكن للبطارية تخزينها بالنسبة إلى وزنها. توفر البطاريات ذات كثافة الطاقة العالية أوقات طيران أطول دون إضافة وزن كبير. تبلغ كثافة الطاقة في بطاريات LiPo عادةً 150-200 واط ساعة/كجم، بينما تتراوح بطاريات الليثيوم أيون بين 100-265 واط ساعة/كجم.
دورة الحياة
يشير عمر الدورة إلى عدد دورات الشحن والتفريغ التي يمكن أن تخضع لها البطارية قبل أن تنخفض سعتها إلى أقل من 80% من قيمتها الأصلية. قد توفر بطارية LiPo عالية الجودة 300-500 دورة، بينما يمكن أن تتجاوز بطاريات الليثيوم أيون 1000 دورة. لإطالة عمر الدورة، تجنب الشحن الزائد أو التفريغ الكامل للبطارية. قم بتخزين بطاريات LiPo عند 3.8 فولت لكل خلية عندما لا تكون قيد الاستخدام.
توصيات خاصة بالتطبيق
طائرات السباق بدون طيار: أعط الأولوية لبطاريات Lipo خفيفة الوزن ذات تصنيفات C عالية (≥75C) وسعة معتدلة (1300-1800 مللي أمبير في الساعة).
طائرات التصوير بدون طيار: اختر بطاريات ليبو أو ليثيوم أيون عالية السعة (4000-6000 مللي أمبير) مع خرج جهد ثابت لأنظمة المحاور والكاميرا.
الطائرات بدون طيار التجارية/الصناعية التجارية/الصناعية ：تتفوق بطاريات Li-ion هنا بسبب طول عمرها. على سبيل المثال، تستفيد الطائرات الزراعية بدون طيار التي ترش المحاصيل من حزم البطاريات التي تزيد سعتها عن 10000 مللي أمبير في الساعة. وقد وجد تحليل أجراه معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات IEEE في عام 2021 للطائرات الزراعية بدون طيار أن بطاريات الليثيوم أيون خفضت التكاليف التشغيلية بمقدار 301 تيرابايت 3 تيرابايت على مدار عامين (ادخل هنا).
طائرات بدون طيار للمبتدئين/لعبة المبتدئينغالباً ما تستخدم الطائرات بدون طيار للمبتدئين بطاريات أصغر حجماً وأكثر أماناً مصممة لأوقات طيران قصيرة وسهولة الاستخدام.
الطائرات بدون طيار طويلة المدى/طائرات بدون طيار طويلة المدى/طائرات بدون طيارتتطلب الطائرات بدون طيار المصممة للمهام بعيدة المدى، مثل البحث والإنقاذ أو مراقبة الحياة البرية، بطاريات عالية السعة مع كفاءة استخدام الطاقة.
طائرات الرفع الثقيل بدون طيار ：تحتاج الطائرات بدون طيار التي تحمل حمولات ثقيلة، مثل حزم التوصيل أو الكاميرات الاحترافية، إلى بطاريات ذات سعة عالية وتوصيل طاقة مستقرة.
نصائح السلامة والصيانة
- حتى أفضل البطاريات يمكن أن تتعطل حتى أفضل البطاريات إذا أسيء التعامل معها. اتبع هذه الإرشادات:
- لا تقم أبدًا بثقب البطاريات أو تعريضها لدرجات حرارة قصوى (أعلى من 60 درجة مئوية أو أقل من -10 درجات مئوية).
- استخدم شاحن متوازن لمنع عدم تطابق جهد الخلية.
- تخلص من البطاريات المنتفخة على الفور - فهي تشكل خطر نشوب حريق.
- ضع ملصقًا على البطاريات بتواريخ الشراء لتتبع تقادمها وإيقافها قبل تعطلها.
الخاتمة
يعد اختيار البطاريات المناسبة للطائرات بدون طيار قراراً حاسماً يؤثر بشكل مباشر على الأداء ووقت الطيران والسلامة. من خلال فهم المعلمات الرئيسية ， يمكنك اتخاذ خيارات مستنيرة مصممة خصيصًا لاحتياجاتك الخاصة.
بالحديث عن البطاريات، إذا كنت قد سئمت من أوقات الطيران القصيرة وإعادة الشحن المستمر، تحقق من https://landazzle.com/batteries/pouch-battery/! يوفر الموديل LD21700-6S2P سعة 10000 مللي أمبير في الساعة وجهد اسمي يبلغ 21.6 فولت. وهي تدعم تيارات تفريغ مستمرة تصل إلى 60 أمبير، مما يجعلها مثالية للتطبيقات عالية الطاقة مثل الطائرات بدون طيار. توفر Lan Dazzle حلولاً مصممة خصيصاً للبطاريات واستشارات الخبراء والدعم المستمر لتلبية احتياجاتك الخاصة.
