Ka Hana Hou i nā Pila no nā Drones a me nā UAV
Ua wikiwiki koke ka hoʻomohala ʻana o nā drones a me nā Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) i nā makahiki i hala iho nei. ʻAʻole wale nā drones he mau mea pāʻani leʻaleʻa, akā ua lilo i mau mea hana koʻikoʻi ma nā ʻāpana he nui: ka palapala ʻāina a me ke ana ʻana, ka nānā ʻana i nā ʻoihana, ka mahiʻai pololei, ka logistics, ka ʻimi a me ka hoʻopakele, a me nā noi koa. Eia nō naʻe, ma hope o nā holomua i nā kāmela, nā sensor, nā autopilots, a me nā kamaʻilio, aia kekahi ʻāpana e lilo pinepine i "palena" nui o nā hiki drone: ka pila. ʻO ke ahonui lele, ka palekana, ke kaumaha, a me ka hilinaʻi o ka misionari e hilinaʻi nui ʻia i ka ʻenehana pila i hoʻohana ʻia. Kūkākūkā kēia ʻatikala i nā hana hou like ʻole o ka pila e hoʻokele nei i ka hana drone a me UAV, a me nā pilikia a me nā kuhikuhi e hiki mai ana.
No ke aha he mau pila ma ke kikowaena o ka hana hou drone?
He ʻōnaehana koʻikoʻi nā drones i ke kaumaha. Pono e "uku ʻia" kēlā me kēia gram keu me ka hoʻohana ʻana i ka ikehu nui aʻe e hoʻoulu ai i ka hāpai ʻana. No laila, ʻoi aku ka maikaʻi o ka nui o ka ikehu o nā pila drone (no nā lōʻihi o ka lele ʻana), hiki ke hāʻawi i nā au kiʻekiʻe (no ka haʻalele ʻana, ka neʻe wikiwiki ʻana, a i ʻole ka lawe ʻana i nā ukana), e noho palekana, a kū i nā pōʻaiapuni hoʻouka hou ʻana. Ma ka ʻaoʻao ʻē aʻe, koi pinepine nā noi honua maoli i ka hoʻouka wikiwiki a me ka hana ma nā ʻano mahana like ʻole, me ka wela wela a me ke anu nui.
No nā makahiki he nui, ʻo nā pila LiPo (Lithium Polymer) ka mea punahele no nā drones multirotor ma muli o ko lākou mana kiʻekiʻe o ke au. Eia nō naʻe, he mau ʻano ko nā pila LiPo e pono ai ke akahele: ʻoi aku ka maʻalahi o ka hōʻino kino, pilikia "puffing," a koi i nā kaʻina hana hoʻouka a me ka mālama ʻana. Ke hoʻoponopono nei nā hana hou o nā pila i ka koi o ka ʻoihana no nā pila ikaika a palekana.
ʻO ka ulu ʻana o ke kemika pākahiko: mai LiPo a i ka ʻohana lithium ʻoi aku ka like ʻole
1. Lithium-ion ikehu kiʻekiʻe (Li-ion)
No nā misionari e koi ana i nā manawa lele lōʻihi, ke hoʻololi nei kekahi mau kahua UAV mai LiPo a i Li-ion me nā cell cylindrical (e laʻa, 18650 a i ʻole 21700) a i ʻole nā cell ʻeke ikehu kiʻekiʻe. ʻOi aku ka nui o ka ikehu o Li-ion ma mua o ka LiPo "C kiʻekiʻe", e kūpono ai no nā mokulele VTOL paʻa a i ʻole hybrid ʻaʻole pono ke au nui i nā manawa āpau. ʻO nā pilikia ka hiki ke au kiʻekiʻe a me ka hoʻokele wela—ke koi ʻia nā koi au kiʻekiʻe, hiki ke hoʻohaʻahaʻa i ka hana Li-ion a hiki ke hana i ka hōʻiliʻili wela. ʻO nā mea hou ma kēia wahi e pili ana i ke koho ʻana i nā cell mana kiʻekiʻe, nā hoʻolālā pūʻolo e hoʻohaʻahaʻa i ke kū'ē kūloko, a me nā BMS akamai (Battery Management Systems).
2. LiFePO4 (LFP) no ka palekana a me ke ola lōʻihi
Ua ʻike ʻia ke kemika LFP he ʻoi aku ka paʻa o ka wela a he lōʻihi ke ola pōʻaiapuni. No nā UAV e hana kokoke ana i nā kānaka, ma nā wahi ʻoihana, a i ʻole no nā pono hana e pono ai nā manawa pōʻaiapuni kiʻekiʻe (no ka laʻana, nā drones nānā e lele ana i nā manawa he nui i ka lā), he koho hoihoi ka LFP. ʻO ka hemahema, ʻo ia kona haʻahaʻa o ka ikehu, e hopena ana i ka lōʻihi o ka lele ʻana ma ke kaumaha like. Ke nānā nei ka hana hou ma LFP i ka hoʻonui ʻana i ka nui o ka ikehu, ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hoʻolālā ʻeke, a me ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka ʻōnaehana e hōʻemi i ka kaumaha holoʻokoʻa.
3. Lithium-sulfur (Li-S) a me ke kūlana paʻa: nā moho e hiki mai ana
Hoʻohiki ka Lithium-sulfur i ka nui o ka ikehu ma mua o ka lithium maʻamau. Ma ke kumumanaʻo, hiki iā Li-S ke ʻoi aku ma mua o 400 Wh/kg, e hoʻolōʻihi nui ana i nā manawa lele drone. Eia nō naʻe, ke kū nei ʻo Li-S i nā pilikia e like me ka hōʻino wikiwiki ʻana, ke ola pōʻaiapuni palena ʻia, a me ka pilikia "hopena shuttle" e hoʻohaʻahaʻa ana i ka pono. I kēia manawa, hāʻawi nā pila paʻa-state i ka hoʻohiki nui e pili ana i ka palekana a me ka nui o ka ikehu, ʻoiai lākou e hoʻohana ana i nā electrolytes paʻa i ʻoi aku ka pale ʻana i ka leakage a hiki ke hōʻemi i ka pilikia o ka holo ʻana o ka thermal. ʻOiai ke hana nei ka nui o ka noiʻi a me ka hoʻomohala ʻana i nā prototype, ke mau nei nā pilikia no ke kumukūʻai a me ka mākaukau hana nui.
Nā hoʻomaikaʻi i ka hoʻolālā ʻeke: ʻaʻole wale ia e pili ana i nā cell
I ka manawa pinepine, ʻaʻole wale nā mea hou i hana hou ʻia ma ke kemika o nā kelepona, akā ma ke ʻano o ka hoʻolālā ʻana o ka pūʻulu. Pono nā drones i nā pila e hiki ke hāʻawi pono i ka ikehu me ka liʻiliʻi o ka pohō wela.
1. Hoʻolālā papa ʻole a me ke kū'ē haʻahaʻa
Hoʻemi kekahi mau hoʻolālā kelepona hou i ke kū'ē kūloko ma o nā ʻano electrode kikoʻī. ʻO ka hopena kēia i kahi kahe o ke au paʻa, ka hoʻemi ʻana i ka hana wela, a me ka emi ʻana o ka hāʻule voltage ke hoʻonui ʻia ka throttle.
2. Nā mea hoʻohui a me nā kaula ʻoi aku ka maikaʻi
Loaʻa pū ka pohō ikehu i nā mea hoʻohui, ka solder, a me nā kaula. Ke hoʻomohala nei ka ʻoihana drone i nā mea hoʻohui haʻahaʻa-impedance i ʻoi aku ka palekana a ʻoi aku ka pale ʻana i ka haʻalulu. Hoʻopilikia pololei kēia i ka pono a me nā mahana hana.
3. Hoʻokele wela i hoʻohui ʻia
I loko o nā UAV ʻoihana a me nā pūʻali koa, ke lilo nei nā ʻōnaehana hoʻoluʻu passive a me active i mea maʻamau. Hiki i ka hoʻoluʻu passive ke komo pū me nā heatsinks, nā mea hui hoʻopuehu wela, a me nā hoʻolālā airflow e hoʻohana ana i ka airflow i ka wā lele. ʻO ka hoʻoluʻu hana, me ka hoʻohui ʻana i ka paʻakikī, hiki ke mālama i ka hana pākaukau i ka wā o nā misionari koʻikoʻi.
BMS akamai: ke lilo nei nā pila i mea "loloa"
I loko o nā drones leʻaleʻa, he "naʻaupō" pinepine nā ʻeke pila, e hāʻawi wale ana i ka mana me ka ʻole o ka kamaʻilio ʻikepili waiwai. I loko o nā UAV ʻoihana, ke neʻe nei kēia ʻano hana. ʻO nā BMS akamai i kēia manawa ke kī i ka palekana a me ka pono.
– Ka nānā ʻana i nā kelepona pākahi: ua nānā ʻia ke ana uila, ka mahana, a me ke au o kēlā me kēia kelepona i ka manawa maoli e pale aku ai i ka hoʻokuʻu nui ʻana a i ʻole ka hoʻouka nui ʻana.
– Koho ʻana o SoC a me SoH (State of Charge/State of Health): kōkua i nā pailota a i ʻole nā autopilots e wānana pololei i ka manawa lele i koe, ʻaʻole wale ma muli o ke ana uila.
- Ka palekana a me ka palekana ʻole: hiki i ka pākaukau ke ʻoki i ke au ke kū mai kahi kūlana maʻamau, a hoʻouna paha i kahi leka hoʻomaopopo mua i ka ʻōnaehana hoʻokele lele.
– Kamaʻilio ʻikepili: kākoʻo kekahi mau ʻeke i nā protocol kamaʻilio i hiki i ka mea hoʻokele lele ke hoʻoponopono i ka ʻaoʻao mana, kaupalena i ka throttle i nā mahana kiʻekiʻe, a hoʻolālā paha i kahi Hoʻi-i-Home akamai.
Ke neʻe nei ka hana hou o BMS i ka hoʻohana ʻana i nā algorithms wānana i hoʻokele ʻia e ka ʻikepili, ʻoiai ke aʻo ʻana i ka mīkini, e hoʻohālike i ka hōʻemi ʻana o ka mana ma muli o nā ʻano hoʻohana maoli.
ʻO ke kahua hoʻouka wikiwiki a me ka ikehu
ʻOi aku ka maikaʻi o ka lōʻihi o ka lele ʻana, akā ma ke kahua, ʻo ka wikiwiki o ka huli ʻana ka mea e pono ai. No laila, he mea nui ka hana hou ʻana i ka wahie.
- Hoʻouka wikiwiki ʻana i ka ʻaoʻao palekana: pono e hoʻolohe ka hoʻouka wikiwiki ʻana i nā palena mahana a me kēia manawa i ʻole e wikiwiki i ka hōʻino ʻana.
– ʻO ka mea hoʻoili akamai multi-pack: ʻoi aku hoʻi no nā hana kalepa, he mea makemake nui ʻia kahi ʻōnaehana hoʻoili e hiki ai ke kaulike i nā cell, heluhelu i ka ʻikepili BMS, a me ka hoʻonohonoho ʻana i ka hoʻoili ʻana.
– ʻŌnaehana hoʻololi pila: Hoʻohana kekahi mau hoʻonā logistics a me nā kikowaena hoʻopaʻa drone i kahi ʻano hoʻololi pila aunoa. Hoʻemi kēia i ka manawa downtime a wehe i nā manawa kūpono no ka hana semi-hoʻomau.
– Hoʻohui ʻia o ka ikehu hou: ma nā wahi mamao, ke hoʻomaka nei ka hoʻohana ʻana i nā ʻōnaehana hoʻouka uila e pili ana i ka panela solar a i ʻole nā mea hana hybrid, ʻoiai he mau pilikia ka hiki a me ka wikiwiki.
Palekana: kahi ʻano hiki ʻole ke hoʻopilikia ʻia
He pilikia koʻikoʻi ke ahi ʻana o ka pākahiko lithium. Ma muli o ka hoʻohana pinepine ʻia ʻana o nā drones kokoke i nā waiwai koʻikoʻi a i ʻole nā wahi lehulehu, he mea nui nā hana hou no ka palekana no nā palapala ʻae hana a me ka ʻae ʻia e ka lehulehu.
ʻO kekahi mau ʻano hana e ulu pinepine nei:
– ʻOi aku ka ikaika o ka ʻili a me ka mea pale ahi e hōʻemi i ka hopena inā loaʻa ka pōʻino.
– Mea ʻike wela Multipoint no ka ʻike wikiwiki ʻana i ka wela.
– Hoʻolālā ʻeke modular i ʻole e hoʻomaka koke ka hāʻule ʻana o kekahi ʻāpana i ka hāʻule piha ʻana.
– Nā kaʻina hana mālama a me ka halihali ʻoi aku ka maikaʻi, me ka hoʻohana ʻana i nā ʻeke pale ahi a me nā kūlana hoʻouna kūikawā.
I nā UAV ʻoihana, ke loli nei hoʻi nā kūlana hōʻoia palekana pākahiko a me nā palapala palapala, e paipai ana i nā mea hana e ʻoi aku ka akāka e pili ana i ka hoʻāʻo hilinaʻi, nā pōʻaiapuni, a me nā palena hana.
Ka hopena o ka hana hou o ka pila ma nā noi drone
Ke loaʻa nei ka hopena maoli o nā hana hou o nā pila i ke ʻano o ka hoʻohana ʻana i nā drones:
– Ke palapala ʻāina ʻana a me ke ana ʻana: ʻo ka manawa lele lōʻihi ke ʻano o kahi wahi uhi ākea i hoʻokahi misionari.
– Nānā ʻana i ka pūnaewele uila a me nā paipu: ʻo ka hilinaʻi o ka ʻeke a me ka wānana ikehu koena e hōʻemi i ka pilikia o ka pae ʻana ulia pōpilikia ma nā wahi weliweli.
– Ka lawe ʻana i ka ukana: pono i ka hui pū ʻana o ka nui o ka ikehu, ka palekana, a me ke kahe ʻana no ka haʻalele ʻana me kahi ukana.
– ʻO ka mahiʻai pololei: pono nā drones pīpī i ka mana kiʻekiʻe a me nā ʻōnaehana pila kūpaʻa i ke kaʻapuni, no laila he mea koʻikoʻi ke koho ʻana o ka kemika a me ka hoʻolālā ʻeke.
Ke kuhikuhi o ka wā e hiki mai ana
I ka wā e hiki mai ana, e neʻe paha ka hana hou ʻana o ka pila drone ma nā ala nui ʻekolu. ʻO ka mua, e hoʻonui ana i ka nui o ka ikehu ma o nā kemika hou e like me Li-S a i ʻole nā pila paʻa. ʻO ka lua, e hoʻomaikaʻi ana i ka palekana a me ke ola ma o nā BMS akamai a me nā hoʻolālā pūʻolo ikaika a kūpaʻa hoʻi i ka wela. ʻO ke kolu, e hoʻoikaika ana i ka ʻōnaehana hana—mai nā kūlana pila, nā ʻōnaehana docking, ka hoʻololi aunoa, a hiki i ke kahua hoʻouka pono.
ʻO ka mea hope loa, ʻaʻole wale nā pā uila he mau lako mana, akā ʻo ia ka "mea hoʻokele koʻikoʻi" o ka hoʻolālā drone: pehea ka mamao e hiki ai iā lākou ke lele, pehea ka palekana o kā lākou hana, a pehea ka maikaʻi o kā lākou kākoʻo ʻana i nā misionari. Me ka hoʻomau ʻana o ka hana hou, e neʻe mālie nā palena maʻamau o nā drones—ka manawa lele a me ka pilikia o ka pā uila—e wehe ana i ka hiki ke loaʻa nā UAV ākea a hilinaʻi hoʻi i ka wā e hiki mai ana.
