دليل اختيار المحركات غير الفرشية للطائرات بدون طيار الصناعية والزراعية

ينبغي اختيار محرك بدون فرش للطائرات بدون طيار بناءً على نظام الدفع الكامل، وليس بناءً على قيمة KV أو الدفع الأقصى وحدهما. يعتمد الاختيار الصحيح على حجم المروحة، وجهد البطارية، وتيار وحدة التحكم في السرعة (ESC)، ووزن الإقلاع، والحمولة، ومدة الطيران المستهدفة، ونوع المهمة. بالنسبة للطائرات بدون طيار الصناعية والزراعية، عادةً ما يكون أفضل محرك هو الذي يمكنه الحفاظ على دفع فعال عند مستوى متوسط للسرعة دون أن ترتفع درجة حرارته بشكل مفرط.

ومع ذلك، فإن هذا يبدو أقل إثارة من الرقم الكبير الخاص بقوة الدفع القصوى. وفي الواقع العملي، هذه هي الطريقة التي تنجح بها مشاريع الطائرات بدون طيار الحقيقية في الصمود أثناء العمل الميداني. ولهذا السبب، قد تستخدم كل من طائرة الرش، وطائرة رسم الخرائط، ومنصة التصوير السينمائي محركات بدون فرش، لكنها لا تطلب من المحرك أن يؤدي المهمة نفسها.

ابدأ بالمهمة، لا بطراز المحرك

قبل اختيار محرك بدون فرش لطائرة بدون طيار، يجب تحديد المهمة أولاً. هل تحمل الطائرة حمولة سائلة، أم معدات مسح، أم حامل كاميرا متوازن، أم شحنة توصيل، أم وحدة استشعار؟ كما يجب تحديد ما إذا كان من المتوقع أن تقوم الطائرة بمهام قصيرة تتطلب طاقة عالية، أم مسارات طويلة ومستقرة عند مستوى معتدل من السرعة؟

في مجال الرش الزراعي، يجب أن يتكيف المحرك مع التغيرات في الحمولة مع إفراغ الخزان. وعلى النقيض من ذلك، غالبًا ما تحتاج طائرات الدرونز المستخدمة في رسم الخرائط والتفتيش إلى دفع ثابت واهتزازات منخفضة أكثر من حاجتها إلى قوة قصوى متطرفة. وفي الوقت نفسه، تشكل التحكم في الحرارة واحتياطي الدفع المسألتين الرئيسيتين المتعلقتين بالسلامة في المنصات الصناعية المخصصة لنقل الأحمال الثقيلة.

ولهذا السبب، تبدأ التوصية الاحترافية بشأن المحرك عادةً بسبعة عناصر: حجم المروحة، وجهد البطارية، وتيار وحدة التحكم الإلكترونية في السرعة (ESC)، ونوع الطائرة، ووزن الإقلاع المستهدف، والحمولة، والكمية أو احتياجات التخصيص.

تحديد KV وفقًا لحجم المروحة والجهد الكهربائي

يُقصد بـ«KV» عدد الدورات في الدقيقة لكل فولت في حالة عدم وجود حمل. وهي ليست مقياسًا مباشرًا للقدرة. ونتيجة لذلك، فإن المحرك ذو القيمة «KV» الأعلى يدور بسرعة أكبر عند نفس الجهد الكهربائي. وبالمقارنة، فإن المحرك ذو القيمة «KV» الأقل يعمل عادةً بشكل أفضل مع المراوح الأكبر حجمًا، ويوفر عزم دوران أكبر وعدد دورات أقل في الدقيقة.

على سبيل المثال، يمكن لمنصة طائرة بدون طيار مدمجة بحجم 10 بوصات استخدام محرك ذي قيمة KV أعلى، مثل محرك 3115 بقيمة 900KV على بطارية 6S. وفي كثير من الحالات، تتجه المنصات الصناعية مقاس 13-15 بوصة نحو استخدام محركات بقوة 380 كيلو فولت، أو 420 كيلو فولت، أو 600 كيلو فولت، اعتمادًا على الجهد والحمل. وفي الوقت نفسه، تحتاج المنصات السينمائية مقاس 17 بوصة عادةً إلى محركات ذات قيمة KV أقل وتوزيع عزم دوران أكثر سلاسة.

النقطة المهمة هي التوازن. إذا كان معامل KV مرتفعًا جدًّا بالنسبة لمروحة كبيرة، فقد يرتفع التيار بسرعة وتتراكم الحرارة. وإذا كان معامل KV منخفضًا جدًّا بالنسبة للمروحة والجهد الكهربائي، فقد تبدو الطائرة بطيئة أو غير فعالة. لذلك، يجب دائمًا فحص المحرك والمروحة ووحدة التحكم الإلكترونية (ESC) والبطارية معًا.

اختر منصة الجهد قبل الانتهاء من اختيار المحرك

والأهم من ذلك، أن الجهد الكهربائي يؤثر على نظام الدفع بأكمله. على سبيل المثال، يُعد الإعداد 6S شائعًا في الطائرات بدون طيار الصغيرة والمتوسطة الحجم. بالإضافة إلى ذلك، يمنح الإعداد 8S العديد من الطائرات بدون طيار الزراعية والصناعية مجالًا أوسع لتحقيق دفع فعال. وأخيرًا، يمكن للإعداد 12S أن يقلل من التيار في المنصات ذات الأحمال الثقيلة، ولكنه يتطلب أيضًا وحدات تحكم إلكترونية (ESC) وبطاريات وموصلات وأسلاك متوافقة.

على سبيل المثال، يُستخدم محرك Pi Thrust 3115 في المنصات المدمجة من طراز 6S. أما محرك 5215 فيُستخدم عادةً كمحرك للطائرات المسيرة الزراعية من طراز 8S. أما محركا 4320 و5315 فهما أكثر ملاءمةً عندما تحتاج المنصة إلى قوة رفع عالية ومخطط جهد كهربائي أقوى.

ومع ذلك، لا تقم بزيادة الجهد الكهربائي لمجرد أنه يبدو أكثر قوة. فإذا لم يكن الهيكل، ووحدة التحكم الإلكترونية في السرعة (ESC)، والمروحة، وحزمة البطارية مصممة لتتحمل ذلك، فقد يؤدي ذلك إلى زيادة الوزن، وارتفاع التكلفة، وصعوبة الصيانة.

تحقق من قوة الدفع عند مستوى فتح الخانق أثناء التشغيل، وليس فقط عند قوة الدفع القصوى

تعد قوة الدفع القصوى ميزة مفيدة، لكنها ليست الحل الكامل. ففي النهاية، نادرًا ما تعمل الطائرة بدون طيار بأقصى سرعة طوال المهمة بأكملها. وما يهم في الاستخدام الميداني هو مقدار قوة الدفع التي يمكن للمحرك تحملها في نطاق التشغيل العادي، ومدى ارتفاع درجة حرارته، ومقدار الكفاءة المتبقية عندما تحمل الطائرة حمولة.

في عملية اختيار محركات «Pi Thrust»، نراعي مجموعة من العوامل تشمل الدفع، والتيار، والطاقة، والكفاءة، وسلوك درجة الحرارة. وفي بعض الطائرات بدون طيار التي تحمل حمولة، قد يكون المحرك الذي يبدو أصغر حجمًا على الورق هو الخيار الأفضل إذا كان يعمل بدرجة حرارة أقل وبكفاءة أعلى عند نقطة التحليق الفعلي.

قبل الاختيار النهائي، إذا كانت الطائرة لا تزال في مرحلة التصميم، فقم أولاً بتقدير إجمالي وزن الإقلاع. بعد ذلك، قسّم قوة الرفع المطلوبة على عدد المحركات. ثم اترك احتياطيًا كافيًا لمواجهة تأثير الرياح والمناورة وانخفاض جهد البطارية وتباين الحمولة.

لا تتجاهل سلوك التيار وبرنامج التشغيل الثابت لزر ESC

لا يعمل المحرك غير الفرشاتي للطائرة بدون طيار بشكل جيد إلا عندما يتمكن وحدة التحكم الإلكترونية في السرعة (ESC) من تشغيله بأمان. يجب أن تدعم وحدة التحكم الإلكترونية في السرعة (ESC) جهد البطارية، والتيار المستمر، والتيار الأقصى، ونمط التحكم الذي يتطلبه المحرك والمروحة. وبالنسبة للطائرات بدون طيار الأثقل وزنًا، فإن هامش وحدة التحكم الإلكترونية في السرعة (ESC) ليس ترفًا، بل هو جزء من الموثوقية.

بالإضافة إلى ذلك، قد يكون للتوافق مع نظام التحكم في السلك (FOC) وسلوك التشغيل والاستقرار عند مستويات منخفضة من دواسة الوقود أهمية أيضًا. على سبيل المثال، قد تقضي طائرة بدون طيار مخصصة لرسم الخرائط فترات طويلة في نطاق حمل ثابت. في المقابل، قد تتعرض طائرة بدون طيار مخصصة للرش لتغيرات في الحمل وللحرارة الخارجية. ومن ناحية أخرى، قد تتطلب طائرة بدون طيار مخصصة للحمولة الثقيلة تيارًا عاليًا أثناء الإقلاع. لذلك، لا ينبغي الحكم على هذه الحالات بناءً على مواصفات المحرك وحدها.

في حالة الشك، يرجى إرسال طراز وحدة التحكم الإلكترونية (ESC) المخطط له ونوع البرنامج الثابت مع استفسارك المتعلق بالمحرك. فهذه الخطوة توفر الوقت وتمنع حدوث أي عدم توافق لا يظهر إلا بعد التجميع.

مجموعة محركات Pi Thrust UAV الخالية من الفرش

على مستوى المنتجات، تركز شركة «Pi Thrust» حاليًا على المحركات الخالية من الفرشات المخصصة للطائرات بدون طيار (UAV) وأنظمة الدفع التي تتراوح أبعادها بين 10 و18 بوصة. وتشمل هذه السلسلة طائرات التفتيش المدمجة، وطائرات بدون طيار لرسم الخرائط، وطائرات الرش الزراعي، والمنصات الجوية السينمائية، والطائرات الصناعية المخصصة لنقل الأحمال الثقيلة.

ملاحظة واحدة: بالنسبة لسلسلة 5315، يرجى التأكد من الإصدار النهائي من KV قبل نشر أي بيان خارجي نهائي. تتضمن المواد التشغيلية الحالية مراجع لكل من 260 كيلوفولت و420 كيلوفولت. لذلك، إذا كان المشروع يحتاج إلى سلسلة 5315، فيرجى استخدام حجم المروحة والجهد والهدف المطلوب للدفع وتقرير الاختبار كأساس للاختيار النهائي.

الاختيار حسب الاستخدام

طائرات بدون طيار للرش الزراعي

تحتاج الطائرات بدون طيار الزراعية إلى عزم دوران وتبريد واستقرار الحمولة. يجب أن يتحمل المحرك التغيرات في وزن الخزان، والحرارة الخارجية، ودورات الإقلاع المتكررة. بالنسبة للعديد من المنصات مقاس 13-15 بوصة، ابدأ بمحرك 5215 420KV. أما بالنسبة للتكوينات الأثقل، فقارن بين محركي 4320 و5315 بعد التأكد من الجهد وحجم المروحة.

طائرات بدون طيار مخصصة للتفتيش الصناعي

غالبًا ما تركز طائرات التفتيش بدون طيار على الاستقرار ومدة التشغيل وانخفاض الاهتزازات. وقد تحمل طائرات التفتيش المستخدمة في فحص خطوط الكهرباء والأمن والبنية التحتية كاميرات أو أجهزة استشعار، لذا يجب ألا يتسبب المحرك في اهتزازات غير ضرورية. ويمكن تقييم الطرازات 3115 و4312 و4320 وفقًا للحجم والحمولة.

طائرات بدون طيار لرسم الخرائط والمسح

تحتاج طائرات الدرونز المخصصة لرسم الخرائط إلى قوة دفع قابلة للتكرار وطيران منتظم وفعال. وعادةً ما يكون وقت الطيران والتحكم السلس أكثر أهمية من التسارع الشديد. بالنسبة لمنصات رسم الخرائط المدمجة، يمكن أن يتوافق الطراز 3115 مع تصميمات المراوح مقاس 10 بوصات. أما بالنسبة لطائرات الدرونز الأكبر حجمًا المخصصة لرسم الخرائط، فإن الطراز 4312 يمثل نقطة انطلاق أفضل.

المنصات السينمائية والجوية

تتطلب الطائرات بدون طيار المخصصة للتصوير السينمائي دفعًا سلسًا، واهتزازات منخفضة، وقدرة على التحليق لفترة أطول مع استخدام مراوح أكبر حجمًا. وقد صُمم المحرك 5008 300KV خصيصًا لمنصات المراوح مقاس 17 بوصة، حيث تُعد قوة الرفع المستقرة والفعالة أكثر أهمية من الاستجابة السريعة لمقبض الوقود.

الطائرات بدون طيار الصناعية المخصصة لنقل الأحمال الثقيلة

ينبغي اختيار الطائرات بدون طيار المخصصة للحمولة الثقيلة مع مراعاة هوامش أمان أكثر تحفظًا. ويجب أن يتحمل كل من المحرك، ووحدة التحكم الإلكترونية في السرعة (ESC)، والمروحة، والبطارية الأحمال العالية. ويُعد طرازا «Pi Thrust 4320» و«5315» الخيارين الرئيسيين اللذين يجب دراستهما عند اختيار الطائرات بدون طيار الصناعية ذات الحمولة العالية.

ما الذي يتحقق منه برنامج Pi Thrust قبل التوصية بمحرك ما

تبدأ التوصية المفيدة بالهيكل، وليس بالكتالوج. عادةً ما تتحقق Pi Thrust من حجم المروحة، وجهد البطارية، وتيار وحدة التحكم الإلكترونية (ESC)، وعدد المحركات، والوزن المستهدف عند الإقلاع، والحمولة، ووقت الطيران المستهدف، وبيئة التشغيل.

بالنسبة للمشترين من قطاع الأعمال (B2B)، يمكننا أيضًا مناقشة التخصيصات الخاصة بالقيم والمقاييس (KV)، والشعار المطبوع بالليزر، وطول الكابل، ونوع الموصل، واللون، والتغليف. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة لطلبات المشاريع، يمكن إعداد تقارير الاختبار للمساعدة في مقارنة قوة الدفع، والتيار، والكفاءة قبل الشراء بالجملة.

يجب أن يستند كل قرار جاد يتعلق بمحركات الطائرات بدون طيار إلى بيانات مؤكدة. ففي معظم المشاريع، يكون إجراء طلب تجريبي أو اختبار معمل أو مراجعة نظام الدفع المطابق أقل تكلفة من إعادة تصميم الطائرة بدون طيار بعد تركيب محرك غير مناسب بالفعل.

سير عمل الاختيار الموصى به

1. يرجى التأكد من نوع الطائرة والحمولة ووزن الإقلاع المستهدف.
2. اختر حجم المروحة الذي يتناسب مع الهيكل والمهمة.
3. اختر منصة جهد كهربائي مثل 6S أو 8S أو 12S.
4. حدد المحرك المناسب من حيث القوة الكهربائية (KV) وحجم الجزء الثابت لتلك المروحة والجهد الكهربائي.
5. تحقق من التيار المستمر لـ ESC، والتيار الأقصى، وسلوك البرنامج الثابت.
6. تحقق من قوة الدفع، والتيار، والكفاءة، ودرجة الحرارة في نطاق تشغيل الخانق.
7. اختبار العينات قبل الطلب بالجملة، لا سيما بالنسبة للطائرات بدون طيار المستخدمة في الأغراض الزراعية وحمل الأحمال الثقيلة.

اطلب من Pi Thrust المساعدة في اختيار المحرك

إذا كنت تبحث عن محرك بدون فرش لطائرة بدون طيار (UAV) مخصصة للاستخدام الصناعي أو الزراعي، فيرجى إرسال حجم المروحة، والجهد الكهربائي للبطارية، وتيار وحدة التحكم في السرعة (ESC)، وعدد المحركات، ووزن الإقلاع، والحمولة الصافية، والتطبيق المطلوب. بعد ذلك، يمكن لشركة Pi Thrust أن توصي بسلسلة محركات مناسبة، كما أنها توفر دعمًا لتخصيص قيم KV والشعار والكابلات والموصلات والتغليف للطلبات المؤهلة.

وأخيرًا، يرجى الاتصال بشركة Pi Thrust عبر البريد الإلكتروني info@pithrust.com للحصول على الدعم في اختيار المحركات، وطلب العينات، ومشاريع التوريد بين الشركات (B2B).

الأسئلة الشائعة

ما هو أفضل محرك بدون فرش للطائرات بدون طيار المستخدمة في الأغراض الزراعية؟

بالنسبة لمعظم طائرات الرش الزراعية بدون طيار، ابدأ بالتركيز على الحمولة وحجم المروحة والجهد الكهربائي. على سبيل المثال، يُعد محرك Pi Thrust 5215 خيارًا قويًّا يعمل ببطارية 8S للمراوح التي يتراوح قطرها بين 13 و15 بوصة. ومع ذلك، بالنسبة للمنصات الأثقل ذات بطاريات 12S، يمكن إدراج طرازي 4320 أو 5315 في قائمة الاختيارات النهائية بعد التحقق من وزن الإقلاع وتيار وحدة التحكم الإلكترونية (ESC) وتصميم المروحة.

كيف أختار قيمة KV لمحرك بدون فرشات في طائرة بدون طيار؟

اختر قيمة KV مع مراعاة حجم المروحة والجهد الكهربائي. بشكل عام، تتناسب المحركات ذات قيمة KV الأعلى مع المراوح الأصغر حجمًا وتوفر استجابة أسرع. في المقابل، تتناسب المحركات ذات قيمة KV الأقل مع المراوح الأكبر حجمًا، وتوفر عزم دوران أعلى وقدرة أكبر على التحمل. لذلك، لا تختر قيمة KV بناءً على اسم الطراز فقط.

هل يجب أن أختار 6S أم 8S أم 12S لمحرك طائرة بدون طيار صناعية؟

استخدم 6S للمنصات المدمجة، و8S للعديد من الطائرات بدون طيار الصناعية والزراعية المتوسطة الحجم، و12S عندما تحتاج الطائرة إلى طاقة أعلى مع تيار أقل. وفي النهاية، يعتمد الاختيار النهائي على تصنيف وحدة التحكم الإلكترونية في السرعة (ESC)، وتصميم البطارية، وحجم المروحة، والحمولة.

ما مقدار الدفع الذي يجب أن يوفره كل محرك من محركات الطائرة بدون طيار؟

تتمثل إحدى النقاط العملية للبدء في الحفاظ على احتياطي دفع كافٍ يتجاوز متطلبات الطيران الثابت. بالإضافة إلى ذلك، عادةً ما تحتاج الطائرات بدون طيار ذات الحمولة الثقيلة إلى احتياطي أكبر مقارنةً بطائرات الرصد الجوي المستخدمة في رسم الخرائط. بعد ذلك، قم بإدخال وزن الإقلاع والحمولة وعدد المحركات حتى يتمكن برنامج Pi Thrust من حساب توصية أكثر أمانًا.

هل يمكن لشركة Pi Thrust تخصيص محركات بدون فرش للطائرات بدون طيار؟

نعم. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لشركة Pi Thrust توفير خيارات مخصصة فيما يتعلق بقيمة KV، وشعار الليزر، وطول الكابل، ونوع الموصل، واللون، والتغليف للطلبات المؤهلة. قبل البدء في التخصيص، يرجى إطلاعنا على المحرك المستهدف، والجهد الكهربائي، والمروحة، ووحدة التحكم الإلكترونية (ESC)، والكمية، وخطة التسليم.

ما هي المعلومات التي يجب أن أرسلها قبل طلب توصية بشأن محرك؟

أولاً، أرسل حجم المروحة، وجهد البطارية، وتيار وحدة التحكم الإلكترونية في السرعة (ESC)، ونوع الطائرة، والوزن المستهدف عند الإقلاع، والحمولة، ومدة الطيران المستهدفة، والكمية، وأي احتياجات تخصيصية. وبناءً على ذلك، تساعد هذه التفاصيل في تجنب استخدام محرك يتعرض لارتفاع درجة الحرارة، أو يهدر الطاقة، أو لا يستطيع رفع الحمولة بأمان.