植保無人機電池可以用多久?


很多時候,無人機電池续航问题在使用者看来一直都是一个缺陷,怎么提高無人機電池续航,成了很多使用者的一个非常头痛的问题。现在正值植保季节,植保无人机也正在展现它的本领,那么问题来了,植保無人機電池能用多久呢?它和其他用途的無人機的續航能力的比較又如何?以下將爲你介紹一下。


植保無人機電池能用多久呢?
這個問題沒有實際的定義,很多時候看的是電池的保養和电池的种类以及参数规格等等因素影响。那它和其他用途的無人機電池的续航能力的比较又如何?相比起植保無人機電池,军事无人机用的电池也是锂电,飞机的设计本身续航能力就强悍,举例,一个车用电池5200mA,用在滑翔机上飞一个小时轻轻松松的。而且有些是双电池切换,用机翼表面的太阳能薄膜快速充电,在阳光充足的天气就算飞一天都可以。只是造价很昂贵,无人机造价都很贵,不是一般航模飞机可以比的。还有就是油动无人机,油箱的大小决定续航能力!?而工业无人机和民用无人机的区别没有概念性的区别,工业无人机主要分军用和民用,民用无人机有工业级和消费级的(航模性质),这么解释希望你能理解。续航时间:固定翼和直升机多半是燃油动力,多旋翼则是电池(通常情况,也有个别固定翼/直升机用电池续航,和多旋翼油动续航的案例)。
如何解决無人機電池续航能力问题?
一、油動力
電池的技術短時間突破不了,那就用汽油,做油動多旋翼。目前市面上已經有油動多旋翼的産品,主要有純油動多旋翼、油電混合多旋翼。
油動多旋翼也分兩種
1、油動直驅多旋翼
直驅油動多旋翼最大的優點便是結構簡單,成本低廉。其工作原理是:通過控制其發動機油門的大小來改變其轉速的大小,進而達到俯仰、橫滾、偏轉。但其缺點也是顯而易見的,就是抗風性很差。
2、油動變距多旋翼
變距油動多旋翼相對于直驅油動多旋翼而言,結構比較複雜,成本較高。其工作原理是:改變槳距角的大小來改變升力,進而達到俯仰、橫滾、偏轉。其顯著優點是:抗風性強。油動多旋翼是改變供能的方式來達到長航時。但是油動相比于電動也會帶來新的問題,比如發動機壽命、二次汙染、震動、下旋風過大等。
二、無線充電
目前国外研究无线充电的公司有许多。Solace Power和波音公司合作开发并验证了一项新的无线充电技术,可以实现小型无人机的“空中加油”。该技术称为谐振电容耦合(RC2),利用充电板上方产生的电场,进行电能的无线传输。
美國高通公司投資的德國無人機充電設備制造廠商Skysense公司,其主營産品正是無人機無線充電平板裝置。
不僅國外是一派風生水起的新局面,國內也不例外。2015年9月,國內無線供電技術公司中惠創智宣布要正式開展無人機無線供電項目。
幾種無線充電的方式
從具體的技術原理及解決方案來說,目前無線充電技術主要有電磁感應式、磁共振式、無線電波式、電場耦合式四種基本方式。這幾種技術分別適用于近程、中短程與遠程電力傳送。
1、電磁感應式無線充電
當前最成熟、最普遍的是電磁感應式。其根本原理是利用電磁感應原理,類似于變壓器,在發送端和接收端各有一個線圈,初級線圈上通一定頻率的交流電,由于電磁感應在次級線圈中産生一定的電流,從而將能量從傳輸端轉移到接收端。
2、磁共振式無線充電
磁共振式也稱爲近場諧振式,由能量發送裝置,和能量接收裝置組成,當兩個裝置調整到相同頻率,或者說在一個特定的頻率上共振,它們就可以交換彼此的能量,其原理與聲音的共振原理相同,排列在磁場中的相同振動頻率的線圈,可從一個向另一個供電。技術難點是小型化和高效率化,被認爲是將來最有希望廣泛應用于電動汽車無線充電的一種方式。
3、無線電波充電
基本原理类似于早期使用的矿石收音机,主要有微波发射装置和微波接收装置组成。典型的是20世纪60年代布朗(William C. Brown)的微波输电系统。整个传输系统包括微波源、发射天线、接收天线3部分;微波源内有磁控管,能控制源在2. 45 GHz频段输出一定的功率;发射天线是64个缝隙的天线阵,接收天线拥有25%的收集和转换效率。日本龙谷大学的移动式无线充电系统,也是通过频率为2.45GHz 的微波送电,点亮了行驶中的模型警车的警灯。
4、電場耦合式充電
電場耦合式利用通過沿垂直方向耦合的兩組非對稱偶極子而産生的感應電場來傳輸電能,其基本原理是通過電場將電能從發送端轉移到接收端。這種方式主要是村田制作所采用,具有抗水平錯位能力較強的特點。
一般來說,磁場共振方式和電磁波送電方式這兩種方式都是遠距離可以充電,這兩種技術將來是最有可能應用在無人機充電。
磁場共振方式,則是現在最被看好、被認爲是將來最有希望用于無人機充電的一種方式;磁場共振式供電,目前技術上的難點是,小型、高效率化比較難。現在的技術能力大約是直徑半米的線圈,能在1m左右的距離提供60w的電力。
電磁波送電方式,現在則提出了利用這種技術的“太空太陽能發電技術”,可以從根本上解決電力問題。設計最難的部分在于安全。因爲無線充電系統與電磁爐一樣會發射電磁波能量,有兩大問題:
一是長期發射,長時間下會造成能源浪費。
二是當充電系統上放的金屬異物,電磁波對其加熱,輕則燒毀裝置,重則發生火災。所以需要有“受電端目標物辨識”,當正確的目標放置時才送電。
偵測裝置的方法比如:
(1)磁力激活:受電端裝磁鐵,發射端感受到磁力才發送能量。這種方法簡單有效。
(2)感應線圈上的資料傳送,也是認爲最安全的方法,與RFID原理一樣,電力傳送中識別碼一起傳送和驗證。但解決系統噪聲和負載電流變化的幹擾是難題。
三、激光充電
续航时间短是无人机的主要缺点之一。 为了提高其续航时间,各国的学者们已经开展了大量研究工作。 洛克希德·马丁公司和激光动力公司的研究结果表明, 激光技术可以极大地提高其续航能力。他们利用全新的激光充电系统,令 Stalker无人机在空中连续飞行了48小时,增加无人机续航时间2400%。
他們認爲,這種激光充電系統甚至可以讓無人偵察機進行不間斷飛行,一直留在天空中。這種小型無人機2006年即已被特種部隊用于收集情報、監視以及偵查任務。
电源系统作为能量源,为激光器供电,将电能转化为激光能量;制冷系统的协同作用能够保证更高的能量转化效率。 激光能量经过跟瞄系统之后, 准确传输到光伏阵列上;光伏阵列将激光能量转化为电能,为电池充电,从而为发动机提供能量或者完成其它任务。
通常固定翼控制半徑30公裏,續航時間1~3小時,海拔5000米。
直升機控制半徑15公裏,續航時間45~90分鍾,海拔3000米
多旋翼控制半徑5~10公裏,續航時間30~60分鍾,海拔2000米。
以上回答是指常用工業級無人機,消費級的不議。
不管是现在把电动换为油动,还是无线或激光充电,都是要解决無人機電池 续航时间的问题,相信不久的将来随着电池及电池充电的问题被突破,无人机的应用将越来越广泛。
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