بطاريات الطائرات اللاسلكية
فهم وتشغيل محركات الـ Brushless للطائرات اللاسلكية: أنواع البطاريات، السلامة، والاختبار
مقدمة
تُعد محركات الـ Brushless العمود الفقري للطائرات اللاسلكية الحديثة نظرًا لكفاءتها العالية ونسبة الطاقة إلى الوزن. ولكن تشغيلها بشكل صحيح أمر بالغ الأهمية لضمان الأداء والسلامة وطول العمر. في هذا المقال، سنستعرض أنواع البطاريات المناسبة، حدود الاستخدام الآمن، وكيفية اختبار النظام باستخدام مصدر طاقة تيار مستمر (DC).
1. لماذا لا يمكن استخدام بطاريات AA القلوية لتشغيل محركات Brushless؟
بطاريات AA القلوية مخصصة للتطبيقات منخفضة الاستهلاك، وهي غير مناسبة لمحركات الـ Brushless للأسباب التالية:
- تيار منخفض جدًا: أقصى تيار مستمر يتراوح بين 1 إلى 2 أمبير، بينما تحتاج المحركات إلى 10–50 أمبير.
- مقاومة داخلية عالية: تؤدي إلى انخفاض كبير في الجهد تحت الحمل.
- عمر قصير: حتى إن عملت لفترة وجيزة، فإنها تفرغ سريعًا.
- غير قابلة لإعادة الشحن وثقيلة نسبيًا: غير عملية وغير فعالة.
البطاريات القلوية ليست خيارًا صالحًا لتشغيل محركات الطائرات اللاسلكية عالية الأداء.
2. بطاريات LiPo للطائرات اللاسلكية
المزايا:
- معدلات تفريغ عالية: مثالية للأنظمة التي تتطلب طاقة عالية مؤقتة.
- خفيفة الوزن: نسبة طاقة إلى وزن ممتازة.
- مرونة في الشكل والحجم: يمكن تصميمها لتناسب مساحات ضيقة.
الحدود الآمنة للاستخدام:
- الجهد عند الشحن الكامل: 4.2 فولت لكل خلية.
- الجهد عند التفريغ (وضع الراحة): 3.7 فولت لكل خلية.
- الحد الأدنى أثناء التشغيل: 3.3 فولت لكل خلية.
- لا يجب أبدًا النزول عن: 3.0 فولت لكل خلية (لتفادي التلف).
3. بطاريات NiMH في الطائرات اللاسلكية
- تتحمل التفريغ الزائد بشكل أفضل من LiPo.
- مناسبة للمبتدئين والأنظمة منخفضة الاستهلاك.
- أثقل وأقل كثافة طاقية من LiPo أو Li-ion.
- الحد الأدنى للتفريغ: لا تقل عن 1.0 فولت لكل خلية.
أفضل استخدام: للطائرات البسيطة والبطيئة والتدريبية.
4. بطاريات Li-ion للطائرات اللاسلكية
- كثافة طاقة أعلى → وقت طيران أطول.
- معدلات تفريغ أقل → غير مثالية للأحمال العالية.
- أكثر متانة وأمانًا من LiPo.
- مثالية للرحلات الطويلة أو حيث تكون السلامة أولوية.
القيود:
- معدلات التفريغ عادة 1C–5C، مثلًا: خلية 3000mAh بقدرة 3C → أقصى تيار = 9A.
- غير مناسبة للطائرات عالية الأداء أو المناورات القوية.
5. اختبار محرك Brushless مع وحدة ESC بدون بطارية
متطلبات مزود الطاقة DC:
- الجهد: يجب أن يطابق جهد البطارية (مثلًا 3S = 11.1–12.6 فولت).
- التيار: لا يقل عن 30 أمبير مستمر.
- القدرة الكهربائية: القدرة=الجهد×التيارالقدرة=الجهد×التيار
مثلًا: 14.8V × 30A = ~450 واط أو أكثر.
مزودات طاقة موصى بها:
- مزودات Bench Power Supplies عالية التيار
- تحويلات مزودات السيرفر (Server PSU):
رخيصة وتوفر تيارات عالية (12V @ 50–70A).
- مزودات قابلة للتعديل:
تمنحك تحكمًا دقيقًا في الجهد والتيار مع حماية مدمجة.
نصيحة: راقب الجهد أثناء التشغيل للتأكد من عدم حدوث انخفاض حاد في الجهد أو فصل وحدة ESC.
6.منع التفريغ الزائد:
- استخدام منبه جهد منخفض (Low Voltage Alarm).
- برمجة وحدة التحكم ESC على حد قطع الجهد.
- ضبط مؤقت طيران بناءً على السحب المتوقع.
- استخدام أنظمة Telemetry أو جهاز قياس الجهد.
- الهبوط عندما يصل الجهد تحت الحمل إلى ~3.5 فولت للخلية.
7.معادلة تقدير وقت الطيران:
مثال:
بطارية 2200mAh
ومتوسط السحب 20A
ذلك يعادل تقريباً 6.6 دقيقة طيران.
مواضيع ذات صلة:
تعرف على كيفية عمل أسطح التحكم في الطائرات مثل الجنيحات والرافع والدفة لتوجيه الطائرة. دليل شامل يشرح الوظائف، حدود الحركة، وآليات التحكم في طائرات التحكم عن بعد باستخدام السيرفو والوصلات والإعدادات.
مركز الثقل هو النقطة التي يعتبر أن الوزن الكلي للطائرة يتركز فيها. إنه يشبه توازن مسطرة على إصبعك. في عالم الطيران، تحديد مركز الثقل بشكل صحيح أمر حاسم لتحقيق الطيران المستقر والآمن. إذا كان مركز الثقل غير صحيح، فقد تصبح الطائرة غير مستقرة أو صعبة التحكم أو حتى غير قابلة للطيران.
دليل عملي لاختيار المحرك المناسب حسب حجم الطائرة، القدرة، وطريقة التحكم تعتمد الطائرات اللاسلكية على أنواع مختلفة من المحركات للحصول على الدفع اللازم للطيران، وذلك حسب حجم الطائرة، الهدف من استخدامها، ومتطلبات الطاقة. سواء كنت تبني طائرة صغيرة للطيران الداخلي أو نموذجاً كبيراً يعمل بالبنزين، فإن فهم أنواع المحركات أمر أساسي لتحقيق الأداء المطلوب. يشرح هذا الدليل الأنواع الشائعة من المحركات في عالم الطيران اللاسلكي، ويوضح كيفية التحكم في السرعة، والطائرات المناسبة لكل نوع، مع أمثلة واقعية وبيانات فنية.
أو بإمكانك إستكشاف تصنيفات أخرى
عالم الإلكترونيات
الفيزياء وميكانيكا الطيران
استكشف العالم الخفي تحت المجهر
