من بطاريات الليثيوم إلى طاقة الهيدروجين: كيفية حل مشكلة صمود الطائرات بدون طيار؟

News Detail

كما نعلم جميعاً، أصبحت الطائرات بدون طيار متعددة الاستخدامات بشكل متزايد في الوقت الحاضر.حماية النباتات الزراعية وإنقاذ الطوارئومع ذلك، يشارك العديد من الناس نفس الانطباع: في حين أن الطائرات بدون طيار التي تعمل ببطاريات الليثيوم مريحة للغاية، فإنها تبدو دائما أن يكون لها وقت طيران قصير.

كيف يمكننا حل هذه المشكلة؟ الكثير من الناس سيأتون بطبيعة الحال بفكرة: ببساطة تثبيت المزيد من بطاريات الليثيوم لتمديد وقت رحلتهم. هذا يبدو معقولاً،لكن الأمور ليست بهذه البساطة كما تبدو في الواقعاليوم، سنقوم بتطوير هذا الموضوع بناء على دراسة بحثية ذات صلة.

1هل يمكن للطائرات بدون طيار أن تحصل على وقت طيران أطول ببساطة عن طريق تثبيت بطاريات أكبر؟

الإجابة هي بالتأكيد لا. على عكس المركبات الأرضية، تم تصميم الطائرات بدون طيار للطيران. وتواجه أي طائرة قيودا أساسية: هناك الحد الأقصى للوزن الذي يمكن أن يحمله في الهواء.

هذا الوزن المحدود يجب أن يتم توزيعه بين المكونات المختلفة: الهيكل الجوي، المحركات والمروحيات، أنظمة التحكم، الحمولات المفيدة للمهمة وأنظمة الطاقة.لتمديد وقت طيران الطائرة بدون طيار، تحتاج إلى حمل مصادر طاقة أكثر. ومع ذلك ، فإن مصادر الطاقة الإضافية تضيف إلى الوزن الإجمالي للطائرة ، مما يزيد بدوره من استهلاك الطاقة.

هذا يخلق معضلة صعبة. في حين أن حمل المزيد من الطاقة يفترض أن يطيل مدة الرحلة، الوزن الإضافي ينتهي بتقليصها بدلا من ذلك.ببساطة تركيب بطارية أكبر لا يمكن حل هذه المشكلة.

في الأساس، تشغيل طائرة بدون طيار يشبه حل مشكلة تخصيص الموارد مع وزن إجمالي ثابت. يجب أن يشارك جميع أنظمة الجسم والحمولة والطاقة والدفع هذا الحد من الوزن.أداء الطائرة يعتمد بشكل أساسي على توزيع الوزن، تكوين الطاقة وكفاءة النظام بشكل عام.

زيادة قدرة الحمولة المفيدة تعني تقليص مساحة إمدادات الطاقة. لتحقيق وقت طيران أطول، يجب على المهندسين أن يضيفوا طاقة أكثر قابلة للاستخدام ضمن ميزانية الوزن المقيدة.لتحقيق كلا الهدفين في وقت واحد، يجب أن يكون التصميم العام أكثر تطورا وكفاءة.

باختصار، هذه المكونات ليست مستقلة عن بعضها البعض ولكن تقيد بعضها البعض.هناك دائماً صراعات متأصلة بين صمود الطيران، قدرة الحمولة، الوزن وكفاءة التشغيل.

آخر أخبار الشركة من بطاريات الليثيوم إلى طاقة الهيدروجين: كيفية حل مشكلة صمود الطائرات بدون طيار؟ 0

2ما هي مزايا الطائرات بدون طيار تعمل بالهيدروجين بالضبط؟

بناءً على أداء الطائرات بدون طيار التجارية الحالية، تعمل بطاريات الليثيوم بشكل جيد جدًا ويمكن أن تلبي متطلبات معظم السيناريوهات.لنبدأ بالنتيجة: بطاريات الليثيوم ليست أدنى من ذلك ، فهي ناضجة وسهلة الاستخدام ولها تكاليف متوقعة نسبياً ، وتبقى مصدر الطاقة الأكثر شيوعاً للطائرات بدون طيار التجارية اليوم.

ومع ذلك، لديهم عيب لا مفر منه عندما تمدد مدة المهمة، بطاريات الليثيوم عرضة للوصول إلى حد صمود الطيرانالطائرات بدون طيار عادة ما تحتاج إلى حمل المزيد من خلايا البطارية، مما يضيف لا محالة الوزن الإضافي. وزيادة الوزن بدورها تقلل من كفاءة الطيران ، مما يجعل من الصعب بشكل متزايد زيادة تحسين وقت الطيران.

هذا هو المكان الذي تظهر فيه خلايا وقود الهيدروجين قوتها.بفضل كثافة الطاقة المتفوقة للهيدروجين.

الطائرات بدون طيار تعمل بالطاقة الهيدروجينية يمكن أن تحقق زيادة ملحوظة في تحمل الطيران دون إضافة وزن شامل مفرط.حلول خلايا وقود الهيدروجين توفر عموماً وقت طيران أطول بكثير من بدائل بطارية الليثيومطاقة الهيدروجين تعمل بشكل جيد بشكل استثنائي خاصة في المهمات التي تتطلب رحلة طويلة وعدد أقل من محطات التزود بالوقود

بالنسبة للطائرات بدون طيار متعددة الدوارات، تمكن طاقة الهيدروجين من تحمل الطيران لعدة ساعات، أي ما يقرب من مرتين إلى ثلاث مرات من طائرات بدون طيار بطارية الليثيوم بنفس الوزن.للمنصات الأكثر ملاءمة لمهام المسافات الطويلة، مثل الطائرات بدون طيار ذات الأجنحة المركبة والطائرات بدون طيار ذات الأجنحة الثابتة في الإقلاع والهبوط الرأسي ، تصبح ميزة الطاقة الهيدروجينية طويلة الأمد أكثر بروزًا.

آخر أخبار الشركة من بطاريات الليثيوم إلى طاقة الهيدروجين: كيفية حل مشكلة صمود الطائرات بدون طيار؟ 1

(أ) 动力六旋翼؛ (ب) 电池动力六旋翼؛ (ج) 动力垂直起降固定翼؛ (د) 电池动力垂直起降固定翼.

ما يستحق المزيد من الاهتمام هو أن الطائرات بدون طيار التي تعمل بالهيدروجين لا تزال لديها مجال كبير لتحسين الأداء في المستقبل.لأنها يمكن تحسينها في العديد من الجوانب: أجسام طائرات أخف وزناً، وأساليب تخزين الهيدروجين الأكثر كفاءة، وخلايا وقود أخف وزناً وأقوى.

تكنولوجيا تخزين الهيدروجين تبرز كعامل حاسم بشكل خاص عندما يتعلق الأمر بحمل الهيدروجين للطيرانتخزين الهيدروجين السائل يتمتع بكثافة طاقة أعلى بكثير من تخزين الهيدروجين الغازي الحاليوهذا يعني أن القدرة التنافسية للطائرات بدون طيار تعمل بالهيدروجين لا تكمن فقط في قدرتها على التحمل الطويل المثبتة بالفعل ، ولكن أيضًا في إمكاناتها للتحسين في الأيام المقبلة.

3هل يجب أن يتم تحويل جميع الطائرات بدون طيار إلى طاقة الهيدروجين في المستقبل؟

هذا يعتمد على سيناريوهات التطبيق المختلفة التي تفرض متطلبات مختلفة على الطائرات بدون طيار.صمود الطيران وقدرة الحمولة أصبحت بشكل متزايد عوامل رئيسية تحدد النطاق التشغيلي، مدة العمل والتطبيق المتعمق للطائرات بدون طيار التجارية.

على سبيل المثال، يضع النقل اللوجستي الأولوية على مسافات الطيران الطويلة والقدرة الكبيرة على حمل الحمولة؛ تركز العمليات الزراعية بشكل أكبر على كفاءة العمل المستمرة.التفتيش والرصد يضعون أهمية كبيرة على صمود الطيران والاستقرار· يؤكد الإدراك البيئي على القدرة على التكيف مع المهمة، في حين أن الإنقاذ في حالات الطوارئ يركز على الإقلاع السريع وتنفيذ المهمة بشكل مستمر.

عند اختيار نظام طاقة، لا يمكننا أن نسأل ببساطة "ما هو أكثر تقدما، بطاريات الليثيوم أو طاقة الهيدروجين". بدلا من ذلك، نحن بحاجة إلى أخذ متطلبات المهمة في الاعتبار.
بالنسبة للمهمات قصيرة المدة التي تعطي الأولوية للموثوقية والراحة وتكاليف التشغيل المنخفضة ، عادة ما تكون بطاريات الليثيوم الخيار الأفضل.عدد أقل من محطات التزود بالوقود ووقت العمل المستمر، طاقة الهيدروجين تستحق النظر فيها.
باختصار، بطاريات الليثيوم تناسب المهام قصيرة الأجل بينما طاقة الهيدروجين تناسب المهام طويلة الأجلولكن أي حل أكثر ملاءمة لسيناريوهات محددة.

ومع استمرار تطور الاقتصاد المنخفض، لم تعد الطائرات بدون طيار مطلوبة فقط لـ "الوصول إلى الهواء". بدلاً من ذلك، تحتاج إلى "الطيران بشكل ثابت، والبقاء في الأعلى لفترة أطول والعمل بشكل مستمر".في ظل هذه الخلفية، اختيار أنظمة الطاقة لم يعد مجرد تفاصيل تقنية، ولكن مسألة حاسمة تشكل نطاق التطبيق والتطور الصناعي.

في المستقبل، لن يتبع تطوير أنظمة الطاقة من الطائرات بدون طيار مسارًا مهيمنًا واحدًا.الطاقة الهيدروجينية ومجموعة من الحلول الجديدة الأخرى كل من الاستفادة من نقاط القوة الخاصة بهم لسيناريوهات تطبيق متنوعةربما يكون هذا هو الجانب الأكثر إثارة للإهتمام حيث تتحرك التكنولوجيات نحو النشر العملي في العالم الحقيقي.

سابق