أنواع المحركات المستخدمة في صناعة الطائرات اللاسلكية

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.

1. المحركات الصغيرة / المصغرة (Brushed)

نظرة عامة:
هي محركات صغيرة جداً تعمل بالتيار المستمر، وتستخدم عادة في الطائرات الخفيفة جداً التي يقل وزنها عن 100 جرام. تُستخدم في الطائرات الداخلية الصغيرة والانزلاقات المصنوعة من الفوم والمشاريع التعليمية.

طريقة التحكم في السرعة:
يتم التحكم في السرعة عن طريق وحدة تحكم بسيطة (Brushed ESC) أو حتى باستخدام دوائر ترانزستور بدائية. تعمل عادة على بطارية ليبو خلية واحدة (3.7 فولت).

مناسبة لـ:

• الطائرات الصغيرة للطيران الداخلي
• نماذج خفيفة جداً مصنوعة من الورق أو الفوم
• مشاريع تجريبية تعتمد على مشغلات صغيرة

القيود:

• قدرة دفع محدودة (عادة أقل من 30 جرام)
• غير مناسبة للمراوح الكبيرة
• عمر قصير بسبب تآكل الفُرش

مثال حقيقي:
المحرك: محرك Coreless بحجم 6x15 مم

• أقصى دفع: ~30 جرام
• التيار الأقصى: ~1.5 أمبير
• الجهد: 3.7 فولت (1S LiPo)
• الوزن: ~2 جرام

2. المحركات الفرشات (Brushed DC)

نظرة عامة:
تستخدم هذه المحركات فُرش ومبدلاً لنقل التيار إلى الملفات الدوارة. تُعد بسيطة ومنخفضة التكلفة ومناسبة للمبتدئين.

طريقة التحكم في السرعة:
يتم التحكم في السرعة باستخدام وحدة تحكم (Brushed ESC) تقوم بتنظيم الجهد الكهربائي الداخل إلى المحرك.

مناسبة لـ:

• طائرات الفوم الصغيرة
• مجموعات المبتدئين
• طائرات بوزن أقل من 500 جرام

القيود:

• كفاءة منخفضة
• ترتفع حرارتها تحت الحمل
• الفُرش تتآكل مع الاستخدام

مثال حقيقي:
المحرك: Mabuchi 540

• أقصى دفع: ~350–400 جرام
• التيار الأقصى: ~12 أمبير
• الجهد: 6–9 فولت
• البطارية: 2S LiPo أو 6 خلايا NiMH

3. المحركات بدون فُرش – Out-runner

نظرة عامة:
تدور القشرة الخارجية للمحرك حول قلب ثابت، وتوفر عزم دوران مرتفع عند دورات منخفضة. تُستخدم على نطاق واسع في الطائرات الكهربائية الحديثة.

طريقة التحكم في السرعة:
يتم التحكم بها إلكترونيًا من خلال وحدة تحكم بدون فُرش (Brushless ESC) مع إمكانيات متقدمة مثل التوقيت والكبح.

مناسبة لـ:

• الطائرات الشراعية
• طائرات التدريب والطائرات الرياضية
• وزن بين 500 جرام حتى 3 كجم

القيود:

• تحتاج إلى وحدة ESC متوافقة من حيث القدرة
• خطر ارتفاع الحرارة عند استخدام مروحة كبيرة
• تحتاج إلى تهوية جيدة

مثال حقيقي:
المحرك: E-flite Power 10

• أقصى دفع: ~1.3 كجم
• التيار الأقصى: ~35 أمبير
• الجهد: 11.1 فولت (3S LiPo)
• وحدة ESC موصى بها: 40A

4. محركات In-runner بدون فُرش (Brushless In-runner)

نظرة عامة:
يدور المحور الداخلي داخل غلاف ثابت، وتتميز بسرعة دوران عالية. تُستخدم في تطبيقات الأداء العالي مثل سباقات السرعة أو عند استخدام صناديق تروس.

طريقة التحكم في السرعة:
تُدار باستخدام وحدة ESC عالية التردد، وعادة ما تُستخدم مع مراوح صغيرة أو صناديق تروس.

مناسبة لـ:

• طائرات السباقات (Pylon Racers)
• أنظمة الدفع عالي السرعة
• طائرات بين 300 جرام و2 كجم

القيود:

• عزم دوران منخفض مقارنة بـ Outrunners
• غير مناسبة للمراوح الكبيرة بدون تخفيض
• تتطلب تبريدًا جيدًا ودقة في التركيب

مثال حقيقي:
المحرك: NeuMotor 1105/3Y 3400KV

• أقصى دفع: ~750 جرام (مع مروحة 4.75×4.75)
• أقصى تيار: ~28 أمبير
• الجهد: 7.4 فولت (2S LiPo)
• الاستخدام: سباقات السرعة أو أنظمة التروس

5. محركات النيترو (Nitro)

نظرة عامة:
محركات احتراق داخلي تعمل بخليط الميثانول والنيترو، وتوفر صوتًا واقعيًا وزمن طيران طويل، وتستخدم بكثرة في النماذج المجسمة والطائرات الاستعراضية.

طريقة التحكم في السرعة:
يُتحكم بها ميكانيكيًا باستخدام سيرفو يتحكم في صمام الكربراتير.

مناسبة لـ:

• الطائرات الرياضية
• الطائرات التي يتراوح وزنها بين 1 كجم و6 كجم

القيود:

• تحتاج إلى صيانة منتظمة وضبط دقيق
• تكلفة الوقود وتراكم الرواسب
• صوت مرتفع واهتزاز

مثال حقيقي:
المحرك: OS MAX 46AX II

• الحجم: 7.45 سم³
• أقصى دفع: ~3.5 كجم
• السرعة: حتى 16,000 RPM
• الوقود: خليط نيترو 10–20%
• الوزن: ~400 جرام

6. محركات البنزين (Gasoline)

نظرة عامة:
محركات أكبر تعمل بالبنزين العادي المخلوط بزيت ثنائي الشوط. أكثر كفاءة من محركات النيترو ومناسبة للطائرات الثقيلة.

طريقة التحكم في السرعة:
يتم التحكم بها ميكانيكيًا باستخدام سيرفو يتصل بالكربراتير.

مناسبة لـ:

• الطائرات الكبيرة (5–10 كجم)
• الطائرات بعيدة المدى أو طائرات السحب

القيود:

• أثقل من المحركات الأخرى
• تتطلب وحدة إشعال خاصة
• تولد اهتزازات عالية

مثال حقيقي:
المحرك: DLE-20RA

• الحجم: 20 سم³
• أقصى دفع: ~6.0 كجم
• السرعة: 1,700 إلى 9,000 RPM
• الوقود: بنزين + زيت
• الوزن: ~850 جرام

7. وحدات المروحة النفاثة EDF (Electric Ducted Fan)

نظرة عامة:
تُستخدم مراوح داخلية (EDF) لتوليد دفع مشابه للطائرات النفاثة. يتم تشغيلها بمحركات Inrunner وتُستخدم في النماذج العسكرية أو عالية السرعة.

طريقة التحكم في السرعة:
وحدة ESC قوية مخصصة للتعامل مع التيارات العالية وسرعة الدوران المرتفعة.

مناسبة لـ:

• الطائرات النفاثة الكهربائية
• الطائرات المجسمة العسكرية
• وزن بين 500 جرام و3 كجم

القيود:

• كفاءة أقل من أنظمة المراوح
• استهلاك عالي للطاقة
• تحتاج إلى تهوية جيدة

مثال حقيقي:
المروحة/المحرك: FMS 64mm EDF مع محرك 2840-3900KV

• أقصى دفع: ~1.1 كجم
• التيار الأقصى: ~40 أمبير
• الجهد: 14.8 فولت (4S LiPo)
• وحدة ESC مقترحة: 50A

الخلاصة

فهم خصائص كل نوع من المحركات أمر أساسي عند تصميم أو ترقية الطائرات اللاسلكية. تعتبر المحركات الصغيرة خيارًا ممتازًا للمبتدئين، بينما تُعد محركات Outrunner الخيار الأكثر كفاءة للطيران الكهربائي الحديث. أما محركات Inrunner فهي مثالية للتطبيقات عالية السرعة. تقدم محركات النيترو والبنزين واقعية وتجربة طيران طويلة لمحبي الطيران التقليدي، بينما توفر وحدات EDF الأداء والانسيابية للطائرات النفاثة.

أو بإمكانك إستكشاف تصنيفات أخرى

عالم الإلكترونيات

الفيزياء وميكانيكا الطيران

استكشف العالم الخفي تحت المجهر