كيف يُختار محرك UAV تفتيش: KV والدفع والتحويم المستقر

يجري عمل UAV تفتيش أثناء التحويم. فالمهمة تقتضي الحفاظ على نقطة ثابتة على بعد أمتار قليلة من دعامة جسر أو ساق برج أو حرف سطح، وتُلتقط الصور من ذلك الثبات لا من مرور سريع. ولهذا يُختار محرك UAV التفتيش بناءً على الدفع الذي يستطيع الحفاظ عليه عند خانق جزئي وعلى استقرار حلقة التحكم التي يغذّيها، لا بناءً على رقم الذروة الذي يبلغه مرة واحدة. ولا يزال الوزن الإجمالي هو ما يحدّد الميزانية، لكن الحمولة في هذه الفئة من الهياكل كاميرا وجيمبال لا خزانًا ولا صندوق شحن، ولهذا تمتد السجلات الأربعة المجموعة هنا من 135 g إلى 282 g لا إلى عدة كيلوغرامات.

تشترك سجلات محركات UAV التفتيش الأربعة في هذه المقارنة في بنية واحدة: محرك بلا فرش بدوّار خارجي مع منظم سرعة إلكتروني خارجي، مثبَّت عند طرف ذراع رفيعة ويدير مروحة كبيرة بما يكفي للتحويم عند جزء متواضع من الخانق الكامل. وما يفصل بينها هو موضع كل سجل على الدفع والكتلة وجهد الحزمة، وهذه القيم الثلاث هي ما يحدّد الهيكل الذي يلائمه كل سجل. فاثنان من الأربعة بتكوين 24N28P وواحد بتكوين 12N14P وواحد بتكوين 36N42P، وتبيّن أن هذا التشتّت يهمّ عند الخانق المنخفض أكثر مما توحي أرقام الدفع الخام.

إجابة سريعة

تتبع القائمة الأولية حجم الطائرة ومتطلّبها في الحالة المستقرة لا ترتيبًا للأفضلية. ففي محرك UAV تفتيش صغير مطلوب منه حمل كاميرا واحدة على أربع أذرع، يسجّل T-Motor MN5008 KV340 محرك UAV مقدار 4215 g من أقصى دفع من كتلة 135 g على حزمة 6S، ويغطي T-Motor U5 KV400 محرك UAV نافذة أوسع من 3-8S بدفع 2850 g من 195 g.

وحيث ينمو الهيكل إلى منصة بستّ أو ثماني أذرع تحمل جيمبال وطلعة أطول، يقف T-Motor MN501-S KV240 محرك UAV درجة أعلى عند 4660 g من 170 g عبر نافذة 6-12S، وهو السجل في هذه المجموعة الذي ينشر أوسع مدى خلايا.

أما الطرف الأعلى في مقارنة محركات درون التفتيش فهو T-Motor U8 Lite L KV110 محرك UAV. فهو يسجّل 11200 g من الدفع و 2140 W لنافذة 180 s من 282 g على حزمة 12S ثابتة، وهو ما يكفي هيكلًا يحمل أيضًا حزمة حسّاسات أثقل أو بطارية ثانية دون تغيير المحرك.

وينطبق تحذير واحد على الأربعة جميعًا. فلا يحمل أي من السجلات قيمة دفع مصنّفة عند التحويم، لذا فالأرقام القصوى المنشورة قيم منصة اختبار عند مروحة وجهد محدَّدين، وعلى الهيكل سيقضي كل محرك UAV تفتيش حياته العملية أدنى بكثير من تلك النقطة. وقراءة رقم أقصى مسجَّل كرقم تحويم قابل للاستخدام هي أكثر الطرق شيوعًا لضبط ميزانية الدفع شديدة الإحكام.

ما الذي على محرك UAV التفتيش أن يفعله

الواجب على محرك BLDC للعمل في UAV تفتيش غير معتاد بين تطبيقات المركبات متعددة الدوّارات، لأن الطائرة تؤدي عملها وهي ثابتة. فالمركبة متعددة الدوّارات المخصّصة للشحن تتسارع وتصعد وتنتقل، وتُقيَّم محركاتها بمقدار الدفع الذي تستطيع تقديمه على شكل دفعات. أما هيكل التفتيش فيصعد إلى ارتفاع عمل ويصل إلى موقعه ثم يبقى هناك، وكل ما يحدث بعد ذلك تصحيح صغير مقابل نقطة ثابتة. ولا يزال أقصى دفع مسجَّل يحكم الإقلاع، لكنه ليس الرقم الذي ينفق عليه اللفّ ميزانيته الحرارية.

التحويم هو المهمة كلها

المركبة متعددة الدوّارات التي تتحرك في مسار تصرف معظم طاقتها في دفع الهواء إلى الخلف؛ أما المركبة التي تفتّش فتصرف معظم طاقتها في الثبات داخل هواء متحرك. وهذا الفرق الوحيد هو حجة معاملة محرك UAV التفتيش كجهاز تحويم أولًا. فالمحرك يحافظ على قيمة دفع قريبة من حصة كتلة الهيكل المستندة إليه، باستمرار، عند إعداد خانق لا يقترب من الأقصى المنشور. وهو عكس الواجب الذي يلائم محرك السباق، حيث يُطلب من اللفّ كل ما لديه لثوانٍ ثم يُفرَّغ حمله.

والنتيجة العملية أن نقطة التشغيل تقع منخفضة على منحنى الخانق، والطرف المنخفض من ذلك المنحنى هو حيث يتصرّف اللفّ بأدنى كفاءة وحيث يكون التسنين أظهر كاضطراب في التحكم. ومحرك UAV تفتيش مفرط الحجم بالنسبة إلى الهيكل يجعل الأمر أسوأ لا أفضل: فمحرك كبير مُبقى عند جزء صغير من تصنيفه يعمل عند نقطة سيئة على المنحنى، ويجب حمل الكتلة الزائدة في كل طلعة. والمقاس الصحيح هو أصغر سجل يغطي دفعه المنشور متطلّب التحويم بالهامش الذي تحتاجه المهمة.

تثبيت الموضع مسألة تحكم قبل أن يكون مسألة قدرة

لا يكفي الدفع وحده لحلّ الحفاظ على موضع في هواء مضطرب. فوحدة التحكم في الطيران تصدر تصحيحات صغيرة متكرّرة، وعلى المحرك تحويل تلك التصحيحات إلى تغيّرات في الدفع دون تأخّر ودون قفزة في الاستجابة. ولهذا يهمّ تكوين الجزء الثابت بقدر ما يهمّ الدفع في محرك UAV التفتيش. فعدد الفتحات والأقطاب يحدّد مدى سلاسة إنتاج العزم أثناء دوران العضو الدوّار في دورة كاملة، والعدد الأعلى يوزّع إنتاج العزم على مواضع أكثر، ما يخفض إسهام التسنين ويمنح حلقة التحكم إشارة أهدأ تعمل في مقابلها.

وتعكس المجموعة هذا الاستدلال. فـ T-Motor MN5008 KV340 محرك UAV وT-Motor MN501-S KV240 محرك UAV يستخدمان معًا جزءًا ثابتًا بتكوين 24N28P، ويستخدم T-Motor U8 Lite L KV110 محرك UAV جزءًا ثابتًا بتكوين 36N42P، ولا يعمل سوى T-Motor U5 KV400 محرك UAV بجزء ثابت بتكوين 12N14P. وسجل 12N14P هو أيضًا أقل الوحدات دفعًا في المجموعة، وهو ما يتّسق: فالمحرك الأصغر والأسرع دورانًا هو الجواب المعتاد على هيكل خفيف جدًا، ويتبع عدد الفتحات الحجم لا المهمة.

صدّ الريح هو ما يحدّد هامش الدفع

تحدث رحلة التفتيش غالبًا بجوار منشأة، والمنشآت تصنع ريحها الخاصة. فسطح جسر أو برج تبريد أو زاوية مبنى يحوّل نسمة ثابتة إلى حقل هبّات قصير الدورة، وعلى الهيكل أن يمتصّ ذلك دون أن يُدفع خارج إطار الكاميرا. والهامش الدفعي الذي يحمله محرك UAV التفتيش هو لذلك هامش ريح لا هامش حمولة، وهو سبب ضبط ميزانية الدفع لهذه الفئة من العمل عادةً بمساحة أكبر مما يوحي حساب تحمّل خالص.

والهامش في محرك UAV تفتيش مُبقى عند التحويم ليس مجانيًا. فكل زيادة في الدفع المحفوظ تكلّف تيارًا، والتيار يكلّف حرارة في اللفّ وسعة في الحزمة. ولأن الرقم الذي يحسم المسألة هو قيمة دفع مصنّفة عند التحويم عند مروحة وجهد واقعيين، ولأن أيًّا من السجلات الأربعة لا ينشره، يجب تقدير الهامش من الأقصى المسجَّل ثم تأكيده مقابل جدول الدفع الخاص بالمُصنّع نفسه. ومعاملة الأقصى المسجَّل على أنه الهامش تعطي رقمًا يبدو مريحًا وليس كذلك.

الحسّاس خفيف، فيكون الهيكل خفيفًا

الحمولة التي تحدّد مهمة التفتيش كاميرا وجيمبال وربما ليدار أو وحدة حرارية، والكتلة المجتمعة لتلك المجموعة جزء صغير من الهيكل. وهذا ما يُبقي فئة محرك UAV التفتيش خفيفة. فحيث يُقاس هيكل زراعي حول خزان تتغيّر كتلته خلال الرحلة، ويُقاس هيكل رفع ثقيل حول شحن يُقاس بعشرات الكيلوغرامات، يُقاس هيكل التفتيش حول حسّاس يزن بضع مئات من الغرامات ولا يتغيّر.

والحمولة الثابتة المتواضعة تبسّط تحديد مواصفات محرك UAV التفتيش بطريقة مفيدة واحدة: فنقطة التحويم لا تتحرّك خلال المهمة. فالمحرك يرى متطلّب الدفع نفسه في البداية وفي النهاية، لذا فالواجب الحراري حالة مستقرة لا سلسلة ذرى، ويمكن تحديد مقاس اللفّ مقابل نقطة تشغيل واحدة. كما يعني ذلك أن كتلة محرك UAV التفتيش حصة أكبر من الإجمالي مما هي عليه الحمولة، ولهذا تقع السجلات الأربعة هنا بين 135 g و 282 g ولهذا يجب تبرير أي زيادة في الكتلة بشيء غير الحمولة.

طول الطلعة وعدد مرات تبديل المحرك

عمل التفتيش متكرّر. فالأصل نفسه يُصوَّر من الزوايا نفسها على فواصل زمنية، ويجمع الهيكل ساعات لا رحلات. وهذا النمط ينقل جزءًا من القرار بعيدًا عن مهمة واحدة. فـ U8 Lite L KV110 ينشر متوسط زمن بين الأعطال نحو 1000 ساعة، وسجل U5 يحمل الفئة نفسها من الأرقام، لذا فالسؤال الذي يواجهه مشغّل التفتيش ليس فقط أي محرك UAV تفتيش يحمل الهيكل أفضل اليوم، بل كيف تتوافق فترة الصيانة مع الهيكل المثبَّت عليه.

وفترات الصيانة الطويلة في محرك UAV التفتيش تجعل قرار التثبيت أكثر ديمومة أيضًا. فقطر العمود ونمط المسامير وطول الكابل المختار عند بداية برنامج تميل إلى البقاء عبر عدة هياكل، لذا فسجل أفضل بفارق ضئيل في الدفع لكنه غير مريح في التثبيت قد يكون الخيار الأكلف على مدى موسم من الطيران. وأرقام الأبعاد في الجدول أدناه جديرة بالقراءة مقابل الذراع التي سيجلس عليها المحرك فعليًا، لا مقابل كتلة الهيكل فقط.

الأرقام الخمسة التي تحسم محرك درون التفتيش

تحمل خمس قيم مسجَّلة معظم القرار في محرك درون التفتيش، وجزء منها فقط منشور بالكامل عبر المجموعة. والفجوات تهمّ بقدر ما تهمّ القيم، لأن ميزانية دفع تفترض بهدوء رقمًا لم ينشره المُصنّع قط هي ميزانية يجب إعادة فتحها لاحقًا. والقيم الخمس نفسها تحسم محرك BLDC للعمل في UAV تفتيش عند أي حجم في هذه المجموعة.

الدفع عند نقطة التحويم لا عند منصة الاختبار

يمتد أقصى دفع مسجَّل لمحرك UAV تفتيش في هذه المجموعة من 2850 g إلى 11200 g، وليس أي من تلك الأرقام رقم تحويم. فهي مقيسة على منصة اختبار عند مروحة وجهد وخانق محدَّدين. وما يجعلها قابلة للمقارنة عبر الهياكل هو عدد الأذرع المتقاسمة للحمل: فـ 2850 g على هيكل بأربع أذرع عند وزن إجمالي 4 kg أمر مختلف تمامًا عن 2850 g على هيكل بثماني أذرع بالكتلة نفسها، رغم أن المحرك واحد.

والقراءة المفيدة لمحرك UAV تفتيش هي لذلك الدفع لكل ذراع مقابل الكتلة التي على تلك الذراع حملها، مع إضافة هامش التحكم فوق ذلك. فالهيكل بوزن 4 kg على أربع أذرع يطلب من كل محرك UAV تفتيش نحو 1000 g لمجرد التحويم، وهو ما يغطيه أي سجل في المجموعة؛ والهيكل نفسه على أربع أذرع بهامش ريح واحتياط لفقد محرك يطلب أكثر بكثير، وهنا يبدأ الاختيار بين 2850 g و 4660 g من الدفع المسجَّل في أن يهمّ.

الكتلة، تُدفع من سعة الحزمة

كتلة محرك UAV التفتيش خصم ثابت من ميزانية تُنفق فيما عدا ذلك على البطارية. وكل سجل هنا بين 135 g و 282 g هو الكتلة بما يشمل الكابل كما نُشرت، والفرق عبر المجموعة 147 g لكل محرك. وعلى هيكل بأربع أذرع يصبح ذلك التشتّت 588 g عبر الطائرة، وهو نحو كتلة حزمة صغيرة إضافية وبالتالي نحو دقائق قليلة من زمن التحويم.

وتتراكم الكتلة أيضًا بطريقة يسهل التقليل من شأنها على طائرة واجبها التحويم. فمحرك UAV تفتيش أثقل يحتاج دفعًا أكبر لحمل الهيكل، وهو ما يسحب تيارًا أكبر، ويحتاج حزمة أكبر، فيضيف كتلة إضافية. والحلقة معتدلة عند هذا المقياس، لكنها تسير في اتجاه واحد فقط، ومحرك يُختار من أجل رقم دفع لا تحتاجه المهمة يُدفع ثمنه مرتين: مرة في كتلة المحرك ومرة في السعة التي يزيحها.

KV في مقابل المروحة والحزمة

قيمة KV في محرك درون التفتيش بيان مطابقة لا بيان جودة. فهي تصف مدى سرعة دوران العمود لكل فولت دون حمل، ولا تصبح ذات معنى إلا إلى جانب المروحة التي على المحرك تدويرها وعدد الخلايا المغذَّى منها. فسجل منخفض KV يدير مروحة كبيرة على حزمة مرتفعة الجهد فيبلغ التحويم عند جزء معتدل من الخانق الكامل؛ وسجل مرتفع KV على الحزمة نفسها سيحتاج مروحة صغيرة ليبقى داخل حدّ تياره.

وعبر السجلات الأربعة تمتد قيمة محرك UAV تفتيش من 110 إلى 400 KV، ويتبع التشتّت الحزمة لا تفضيلًا. فـ U5 KV400 يغطي 3-8S، و MN5008 KV340 يعمل على 6S ثابتة، و MN501-S KV240 يغطي 6-12S، و U8 Lite L KV110 ثابت عند 12S. وقراءة الأزواج تُظهر أن السجلات المنخفضة KV هي المقترنة بالحزمة الأعلى، وهو الترتيب المتوقَّع: فحزمة 12S ولفّ 110 KV يضعان سرعة العمود في المدى الذي تريده مروحة تفتيش كبيرة، بينما حزمة 6S ولفّ 340 KV يؤديان المهمة نفسها بقطر أصغر.

المقاومة ونافذة الخانق الجزئي

المقاومة الداخلية هي العمود الذي يحدّد مقدار طاقة الحزمة الواصلة إلى المروحة في محرك UAV تفتيش، لأن المحرك يعمل عند خانق جزئي طوال الطلعة لا على شكل دفعة. وفقد النحاس يرتفع بمربّع التيار، وعند إعداد التحويم يكون التيار متواضعًا لكن مستمرًا، لذا فالمقاومة فقد يستمر طوال الرحلة لا لبضع ثوانٍ من الصعود.

وتختلف السجلات الأربعة هنا بمعامل يزيد على اثنين: فـ MN5008 KV340 ينشر 55 mΩ، و MN501-S KV240 ينشر 85 mΩ، و U8 Lite L KV110 ينشر 105 mΩ، و U5 KV400 ينشر 116 mΩ. ويتبع الترتيب حجم اللفّ لا الدفع، وهي النقطة الجديرة بالأخذ من العمود. ولهذه المقاومة استخدام ثانٍ في محرك درون التفتيش: فمضروبة في مربّع تيار التحويم المتوقَّع تعطي تقديرًا للحرارة التي على اللفّ تصريفها باستمرار، وهو رقم أفضل للتخطيط الحراري من رقم القدرة على 180 s.

الأبعاد والعمود وطول الكابل

يبدو العمود الميكانيكي ثانويًا حتى يُثبَّت المحرك على ذراع. فالسجلات الأربعة تقيس من Ø42.5 × 37.5 mm على U5 KV400 عبر Ø55.6 × 32 mm على MN5008 KV340 و Ø55.6 × 33.9 mm على MN501-S KV240 إلى Ø87.1 × 28.05 mm على U8 Lite L KV110، بأقطار أعمدة 5 mm و 6 mm IN و 6 mm IN مع درجة 4 mm OUT و 15 mm على التوالي.

ويختلف طول الكابل أكثر مما تختلف الأبعاد: 600 mm على U5 و 150 mm على MN501-S و 90 mm على U8 Lite L و 80 mm على MN5008. وفي هيكل تفتيش يجلس منظم السرعة عادةً في الداخل، لذا فالكابل القصير يعني انتقال وحدة ESC نحو المحرك وإضافة كتلة عند طرف الذراع، بينما يضيف الكابل الطويل كتلة في النحاس يحملها الهيكل في كل طلعة. ولا أحد الخيارين خاطئ، لكنهما غير متبادلين والاختيار يخصّ تصميم الهيكل لا سجل المحرك.

محركات UAV التفتيش في مقارنة من 135 g إلى 282 g

يجمع الجدول أدناه السجلات الأربعة بترتيب تصاعدي حسب أقصى دفع مسجَّل. وكل قيمة كما نُشرت لكل طراز، ولا تُقدَّر أي خانة. وحيث لا ينشر مُصنّع رقمًا لعمود معيّن، تُترك الخانة “غير مُدرج” بدل ملئها من طراز مجاور.

المحركات الأربعة كلها مدرجة في فئة محركات UAV على ToBMS وهي مجمَّعة تحت تطبيق UAV تفتيش. والتكوين والمقاومة الداخلية وعدد الخلايا وأقصى دفع والقدرة على 180 s والوزن كما نشرها T-Motor، مقيسة على منصة اختبار عند مروحة وجهد محدَّدين، وينبغي قراءتها كأرقام منصة اختبار لا كتصنيفات تحويم.

الطرف الخفيف: U5 KV400 و MN5008 KV340

يغطي سجلا محركات UAV تفتيش الطرف الخفيف من المجموعة، ويحلّان المشكلة نفسها بطريقتين متعاكستين. فـ T-Motor U5 KV400 محرك UAV هو خيار النافذة الأوسع: سجل 3-8S عند 195 g بدفع مسجَّل 2850 g، وجزء ثابت بتكوين 12N14P، ومقاومة 116 mΩ، وكابل 600 mm. وهو السجل في المجموعة الذي يكون عدد خلاياه الأقل إلزامًا، وهو ما يلائم برنامجًا ما زال يقرّر الحزمة التي سيعتمدها.

وT-Motor MN5008 KV340 محرك UAV هو الخيار الأخفّ والأكثر تحديدًا. فعند 135 g هو أخفّ سجل هنا، ويسجّل 4215 g من الدفع على حزمة 6S ثابتة، ويستخدم جزءًا ثابتًا بتكوين 24N28P تستخدمه أيضًا السجلات الأكبر في المجموعة. وبالنسبة إلى هيكل تفتيش مدمج بأربع أذرع يعمل أصلًا على حزم 6S، فهو الأصغر بين الجوابين الواضحين، وفي مهمة واجبها التحويم تكون الـ 60 g التي يوفّرها مقابل U5 زيادة حقيقية في سعة الحزمة.

الوسط: MN501-S KV240، أوسع نافذة حزمة

وT-Motor MN501-S KV240 محرك UAV هو الدرجة الأعلى، وهو السجل الذي يغطي أكبر مساحة. فهو يقبل 6-12S على جزء ثابت بتكوين 24N28P، ويسجّل 4660 g من أقصى دفع من 170 g، وينشر 1200 W لمدة 180 s إلى جانب لفّ بمقاومة 85 mΩ. وهذا الجمع بين نافذة خلايا واسعة ورقم دفع في المدى الأوسط هو ما يجعله ملائمًا بشكل طبيعي لمحرك درون تفتيش على هيكل بستّ أذرع لم يُثبَّت قرار حزمته بعد.

وبالقراءة مقابل الزوج الخفيف، يقايض MN501-S بـ 25 g و 30 g من الكتلة مقابل U5 و MN5008، مقابل مدى جهد أوسع، وفي حالة MN5008 خطوة دفع قدرها 445 g. كما أنه لا يوجد في المجموعة سجل آخر يغطي الحزمة 6S التي يستخدمها أخفّ سجل والحزمة 12S التي يستخدمها الأثقل، وهو ما يجعله نقطة الوسط المفيدة عندما يعتمد برنامج تفتيش مقياسين من الهياكل.

الطرف الأعلى: U8 Lite L KV110

وT-Motor U8 Lite L KV110 محرك UAV يغلق المدى وهو الشاذّ في كل الأعمدة تقريبًا. فهو يسجّل 11200 g من الدفع، أكثر من ضعف السجل التالي، من جسم بوزن 282 g قياسه Ø87.1 × 28.05 mm، على حزمة 12S ثابتة وجزء ثابت بتكوين 36N42P، مع 2140 W منشورة لمدة 180 s وتيار ذروة 45.8 A. وعموده 15 mm ثلاثة أضعاف قطر عمود U5، ومقاومته 105 mΩ تقع في وسط المجموعة رغم اللفّ الأكبر بكثير.

والخطوة في الكتلة هي ما يجب تبريره. فالانتقال من MN501-S إلى U8 Lite L يضيف 112 g لكل محرك و 448 g عبر هيكل بأربع أذرع، مقابل زيادة في الدفع أكبر بكثير مما يحتاجه هيكل تفتيش خفيف. ويكسب السجل مكانه على المنصات التي تحمل حزمة حسّاسات أثقل أو بطارية ثانية أو جيمبال بكاميرا أكبر، حيث تكون كتلة الهيكل نفسها قد نمت ويكون الدفع الإضافي يشتري هامشًا لا قدرة.

مطابقة المحرك مع مهمة تفتيش

لا تصبح القيم المسجَّلة لمحرك UAV تفتيش قرارًا إلا عندما تُقرأ مقابل نوع من عمل التفتيش. وكل سجل من الأربعة يلائم ملفًا واحدًا جيدًا ويكون مفرط الحجم للملف الذي دونه، والفرق بين الملفات فرق في ما على الهيكل فعله وهو ثابت لا في المسافة التي عليه قطعها.

التفتيش القريب للجسور والواجهات

يعني التفتيش القريب لواجهة أو جسر الحفاظ على موضع على بعد أمتار من سطح كبير في هواء يضطربه السطح نفسه. والهيكل عادةً صغير، والكاميرا قريبة من المنشأة، وسماحية الموضع ضيقة لأن انحرافًا ببضعة سنتيمترات يغيّر الإطار. ومحرك UAV تفتيش خفيف بعدد فتحات مرتفع يلائم هذا الملف: فـ T-Motor MN5008 KV340 محرك UAV عند 135 g على حزمة 6S يمنح هيكلًا بأربع أذرع 4215 g من الدفع المسجَّل لكل ذراع لإنفاقها على صدّ الريح، ويُبقي جزءه الثابت بتكوين 24N28P الاستجابة هادئة عند تغيّرات الخانق الصغيرة التي ينطوي عليها هذا العمل.

خطوط الكهرباء والأبراج من مسافة

يدفع عمل الخطوط والأبراج الهيكل أبعد عن السطح ويضيف حسّاسًا له بعض الكتلة، غالبًا كاميرا مقرّبة على جيمبال. وسماحية الموضع أوسع من مرور قريب على واجهة لكن الهيكل أثقل، لذا يرتفع متطلّب الدفع لكل ذراع وتنتقل الحزمة غالبًا إلى 12S لتيارها الأدنى. ويغطي T-Motor MN501-S KV240 محرك UAV هذا الملف على هيكل بستّ أذرع: 4660 g من الدفع المسجَّل ونافذة 6-12S تتركان مجالًا لتنمية الحزمة دون تغيير المحرك، و 170 g لكل وحدة تُبقي كتلة طرف الذراع متناسبة.

الأماكن الضيقة والطيران الداخلي

التفتيش داخل خزان أو بئر أو مجرى يزيل مشكلة الريح ويستبدلها بحدّ قطر المروحة. فيجب أن يكون الهيكل صغيرًا بما يكفي للدخول، وهذا يقيّد المروحة، وهو ما يقيّد مقدار الدفع الذي تستطيع قيمة KV معيّنة إنتاجه. وهذا الملف يعلي قيمة الطرف الخفيف في مقارنة محركات درون التفتيش وقيمة KV تبلغ نقطة التحويم بمروحة صغيرة: فـ T-Motor U5 KV400 محرك UAV عند 400 KV و 195 g هو السجل في هذه المجموعة الذي تلائم نافذة خلاياه وقيمته KV هيكلًا مدمجًا لن يرى هواءً مفتوحًا عاصفًا.

الأصول الخطية ومسح الممرات

خط أنابيب أو ممر سككي أو مسار طريق يضيف مقطع انتقال إلى ما هو في غير ذلك واجب تفتيش. فالطائرة تطير بين المحطات بدل التحويم في مكان واحد، لذا ينتقل جزء من ميزانية المهمة من دفع التحويم إلى كفاءة التحليق، ويصبح عمودا المقاومة وتيار الخمول أهم من عمود الدفع. ومحرك UAV تفتيش يُختار لهذا الملف هو عادةً أصغر سجل لا يزال يحمل حزمة الحسّاسات، مع اختيار اللفّ لتيار تحويم منخفض لا لأقصى دفع مرتفع. ولا يدخل T-Motor U8 Lite L KV110 محرك UAV هذه الصورة إلا حيث يكون هيكل الممر كبيرًا بما يكفي لاحتياجه إلى 12S وعمود 15 mm.

أنواع الهياكل التي تستخدم هذه المحركات

تقع السجلات الأربعة في فئة منتج واحدة ومجموعة تطبيق واحدة لكنها تخدم عدة أنواع مختلفة من الطائرات، ومحرك UAV تفتيش يُختار لأحدها قلّما يلائم آخر. وتحديد النوع الذي يُصمَّم يحسم اختيار محرك UAV تفتيش أسرع من مقارنة أعمدة المواصفات.

منصات متعددة الدوّارات بجيمبال

هذا هو الملف الرئيسي لمحرك BLDC للعمل في UAV تفتيش، وهو الذي يخدمه سجلا 24N28P. والهيكل المميّز رباعية أو سداسية الدوّارات في نطاق 2 kg إلى 8 kg تحمل كاميرا مثبَّتة، وتطير طلعات متكرّرة فوق الأصل نفسه، وتهبط لتبديل الحزم لا للصيانة. وفي هذا الهيكل لا تكاد نقطة التحويم تتحرّك، لذا يُقاس اللفّ مقابل قيمة دفع مستقرة واحدة، والسجلات المنخفضة المقاومة هي التي تُبقي أكبر قدر من طاقة الحزمة لزمن الطيران.

هياكل التفتيش الهجينة و VTOL

وحيث يغطي برنامج تفتيش أصلًا خطيًا، تضيف بعض الهياكل مقطع طيران أمامي وتصبح تصاميم هجينة أو VTOL. فمحركات الرفع في تلك الطائرات ترى واجب التحويم نفسه الذي تراه المركبة متعددة الدوّارات لكن في الجزء العمودي من الرحلة فقط، لذا فالصورة الحرارية أسهل وصورة الدفع بلا تغيير. ويجلس T-Motor MN501-S KV240 محرك UAV طبيعيًا في هذا الدور على ساق الرفع، لأن نافذته 6-12S تطابق الحزم التي تميل طائرة VTOL إلى حملها وجزءه الثابت بتكوين 24N28P يلائم الدورات العمودية المتكرّرة.

أنظمة التفتيش الموصولة بكابل والمحصورة

منصة التفتيش الموصولة بكابل تقايض زمن الطيران بكابل قدرة وارتفاع تشغيل ثابت، وهو ما ينقل متطلّب محرك UAV التفتيش نحو دفع مستقر وبعيدًا عن كفاءة الحزمة. والهيكل غالبًا مدمج والمهام طويلة، لذا فالطرف المنخفض الكتلة من المجموعة هو المعنيّ. ويغطي T-Motor U5 KV400 محرك UAV وT-Motor MN5008 KV340 محرك UAV هذا الدور عند 195 g و 135 g، ولأن الكابل يزيل عقوبة كتلة البطارية، يصبح الأخفّ بينهما السجل الأكثر جذبًا لا الأكثر محدودية.

قائمة التحقق عند الاختيار

ثلاثة فحوص تغطي معظم الأرض في محرك UAV تفتيش، والأفضل إجراؤها بالترتيب لأن كل واحد منها يضيّق المجال أمام التالي. وهي تنطبق على أي محرك BLDC للعمل في UAV تفتيش، من طرف 135 g في المجموعة إلى طرف 282 g. والفحصان الأولان قراران يخصّان الهيكل ويمكن حسمهما قبل فتح أي سجل؛ والثالث يغلق الفجوات التي تتركها البيانات المنشورة.

حدّد دفع التحويم قبل المنتج

ابدأ من الوزن الإجمالي للهيكل لا من الحمولة، واقسمه على عدد الأذرع للحصول على الدفع الذي على كل محرك UAV تفتيش الحفاظ عليه، ثم أضف الهامش الذي تحتاجه المهمة. وللهامش جزءان في هذه الفئة من العمل: هامش التحكم الذي يُبقي الهيكل داخل إطار الكاميرا في هواء عاصف بجوار منشأة، والاحتياط اللازم إذا فُقد محرك. وكلاهما قرار يخصّ الهيكل، وكلاهما يجب حسمه قبل تضييق المجموعة.

حدّد الحزمة والمروحة والتثبيت

تُختار الحزمة والمروحة معًا لأن KV يربط إحداهما بالأخرى. فسجل 12S يريد مروحة كبيرة بطيئة وقيمة KV منخفضة؛ وسجل 6S يريد قطرًا أصغر وقيمة KV أعلى. وبمجرد أن يُثبَّت الزوج، تُرشَّح السجلات المتبقية بما تستطيع الذراع استقباله ماديًا: نمط المسامير وقطر العمود والأبعاد وطول الكابل. والفرق بين عمود 5 mm وعمود 15 mm فئة مختلفة من طرف الذراع، وهو عادةً العمود الذي يستبعد مرشّحًا بدا جذابًا في الدفع.

أغلق الأرقام التي يتركها السجل مفتوحة

لا ينشر أي من السجلات الأربعة قيمة دفع مصنّفة عند التحويم، وجزء منها فقط ينشر تيارًا مستمرًا. وحيث يغيب رقم، تكون جداول الدفع الخاصة بالمُصنّع هي الموضع المناسب لإغلاقه، وحيث يبقى مفتوحًا بعد ذلك، ينبغي تسجيل الفجوة كبند مفتوح في ميزانية الدفع لا ملؤها بافتراض. وميزانية مبنية على أقصى منصة اختبار مقروء كرقم تحويم ستبدو مريحة ولن تصمد في يوم عاصف بجوار جسر.

1. اجمع الوزن الإجمالي بما يشمل المحركات والحزمة، ثم اقسمه على عدد الأذرع للحصول على الدفع الذي على كل ذراع الحفاظ عليه عند التحويم.
2. أضف هامش التحكم الذي تحتاجه بيئة العمل، والاحتياط الذي يتطلّبه فقد محرك، للحصول على الدفع لكل ذراع الذي على المحرك تغطيته.
3. اختر أصغر سجل يغطي أقصى دفع منشور لديه ذلك الرقم، حتى يمكن إنفاق الكتلة الموفَّرة على سعة الحزمة.
4. ثبّت الحزمة انطلاقًا من قرار البطارية، ثم تحقق من أن قيمة KV والمروحة المختارتين تبلغان نقطة التحويم عند خانق معقول على تلك الحزمة.
5. اضرب مقاومة اللفّ في مربّع تيار التحويم المتوقَّع لتقدير فقد النحاس المستمر قبل حسم التصميم الحراري.
6. تحقق من تيار التحويم مقابل أي رقم مستمر منشور، ولاحظ حيث يترك السجل ذلك الرقم مفتوحًا.
7. تحقق من قطر العمود ونمط المسامير والأبعاد وطول الكابل مقابل الذراع وموضع منظم السرعة.
8. أكّد أن قطر المروحة الذي تستلزمه قيمة KV والحزمة يناسب الهيكل، وأن منظم السرعة مصنَّف للتيار الأقصى المنشور.

الأسئلة الشائعة

مصادر رسمية

كل محرك في هذه المقارنة تنشره T-Motor، وتحمل صفحات المنتج الخاصة بالمُصنّع جداول الدفع وشروط الاختبار وإرشادات المطابقة التي تلخّصها سجلات ToBMS بدل إعادة إنتاجها. وحيث يُوسم رقم في هذا المقال بأنه غير منشور في السجل، تكون صفحة المُصنّع أول موضع يُبحث فيه عنه، وإرشادات المطابقة المطبوعة على كل صفحة هي المرجع لقطر المروحة مقابل KV والحزمة.

إلى أين بعد ذلك

للانتقال من القراءة إلى قائمة أولية، تعمل ثلاث أدوات بالتسلسل: فكل محرك في هذه المقارنة يقع في فئة محركات UAV، ويمكن تضييق المرشّحين حسب فئة الدفع وقيمة KV وعدد الخلايا، ويُبقي العرض جنبًا إلى جنب عدة سجلات مفتوحة في الوقت نفسه أثناء حسم قرارات طرف الذراع. وتجمع صفحة تطبيق UAV تفتيش السجلات التي تحمل هذا الواجب.

وهناك عدة أدلة قائمة تتفرّع جانبيًا من هنا. فـ محركات UAV: مطابقة KV والدفع والكتلة مع هيكل الطائرة يتناول الفئة نفسها من جهة الهيكل ويغطي السجلات التي لا يغطيها هذا المقال، في حين يأخذ محركات BLDC لطائرات UAV طويلة التحمل: الكفاءة والكتلة وجهد الحزمة حجة الكفاءة إلى أبعد مدى للهياكل التي تطير ساعات. ويغطي محركات BLDC لطائرات UAV الصناعية: دورة التشغيل والتكرار والحمولة حالة المهمة المتكرّرة والتكرار، بينما يتناول محركات درون VTOL: الموازنة بين دفع التحويم وكفاءة التحليق الهياكل التي تضيف مقطع طيران أمامي إلى واجب التفتيش.

وهناك دليلان آخران وثيقا الصلة حيث يتشارك برنامج تفتيش عتاده مع تطبيق آخر. فـ محركات درونات الرفع الثقيل: ثلاثة خيارات T-Motor من 2.85 kg إلى 101 kg دفع يغطي سجلات T-Motor من سلسلتي U و MN من 2.85 kg من الدفع فما فوق، وهو المدى الذي يدخله هيكل تفتيش إذا نَمت حزمة الحسّاسات لتصبح حمولة؛ ومحركات BLDC لطائرات UAV الزراعية: قيمة KV وحجم الجزء الثابت وعزم الخانق الجزئي يغطي حالة حمل الخزان حيث تتحرّك نقطة التحويم خلال الرحلة، وهو عكس الواجب المستقر الموصوف هنا. ويتوفّر إصدار من المُصنّع يغطي سلسلة Navigator على هيئة محركات T-Motor Navigator MN للطائرات UAV ذات الرفع الثقيل: فيديو الإطلاق الرسمي.

الخلاصة المختصرة: ثبّت الوزن الإجمالي وعدد الدوّارات أولًا، واستخدمهما لاشتقاق الدفع الذي على كل ذراع الحفاظ عليه عند التحويم، وأضف هامشي الريح وفقد المحرك، واختر أصغر سجل يغطي أقصى دفع منشور لديه ذلك الرقم، وعندئذٍ فقط حسم KV والحزمة والمروحة معًا. وكل خطوة بعد ذلك فحص على قرار اتُّخذ بالفعل، وهو الترتيب الذي يُبقي محرك UAV تفتيش مطابقًا للمهمة لا لورقة البيانات.