Fouga i Maa mo Vaalele Laiti ma UAV
Ua vave tele le fa'atelevaveina o le atina'eina o vaalele e leai ni pailate (drones) ma Ta'avale e leai ni pailate (UAV) i tausaga talu ai nei. Ua le toe na'o ni meata'alo fa'afiafia e leai ni pailate, ae ua avea ma meafaigaluega taua i le tele o vaega: fa'afanua ma su'esu'ega, asiasiga o atina'e tetele, fa'ato'aga sa'o, logistics, sailiga ma lavea'i, ma e o'o lava i fa'aoga fa'amiliteli. Peita'i, i tua atu o alualu i luma i meapueata, sensors, autopilots, ma feso'ota'iga, e tasi le vaega e masani ona avea ma "tapula'a" autu o le gafatia o vaalele e leai ni pailate: o le maa. O le tumau o le lele, saogalemu, mamafa, ma le fa'atuatuaina o misiona e matua fa'alagolago lava i tekinolosi o maa e fa'aaogaina. O lenei tusiga o lo'o talanoaina ai le tele o mea fou o maa o lo'o fa'amalosia ai le fa'atinoga o vaalele e leai ni pailate ma UAV, fa'apea fo'i ma lu'itau ma itu i le lumana'i.
Aiseā ua avea ai maa eletise ma totonugalemu o le faʻafouga o vaalele e leai ni pailate?
O vaalele e leai ni pailate (drones) o ni faiga e matuā maaleale i le mamafa. O isi kalama faaopoopo uma e tatau ona "totogiina" i le tele o le malosi e faʻaaogaina ina ia maua ai le siʻitia. O le mea lea, o maa o vaalele e leai ni pailate e sili ona maualuga le malosi (mo taimi umi e lele ai), e mafai ona tuʻuina atu ni tafega maualuluga (mo le alu ese, vave ona gaoioi, poʻo le aveina o uta), tumau le saogalemu, ma teteʻe atu i taamilosaga faʻatumu faifai pea. I le isi itu, o faʻaoga moni i le lalolagi e masani ona manaʻomia ai le vave ona faʻatumu ma le faʻagaoioia i le tele o vevela, e aofia ai le vevela tele ma le matuā malulu.
Mo le tele o tausaga, o maa LiPo (Lithium Polymer) ua avea ma mea e sili ona fiafia i ai mo vaalele e leai ni uili ona o lo latou gafatia tele i le eletise. Peitaʻi, o maa LiPo e iai foʻi ona uiga e manaʻomia ai le faʻaeteete: e faigofie ona faʻaleagaina faaletino, e ono "pupuna," ma e manaʻomia ai ni faiga faʻatonutonu mo le faʻatumuina ma le teuina. O mea fou o maa o loʻo faʻafetaui ai le manaʻoga o le alamanuia mo maa e sili atu le malolosi ma le saogalemu.
O le evolusione o le kemisi o le maa: mai le LiPo i le aiga lithium e sili atu ona eseese
1. Lithium-ion (Li-ion) e maualuga le malosi
Mo misiona e manaʻomia ai taimi lele uumi, o nisi o fausaga UAV o loʻo fesuiaʻi mai le LiPo i le Li-ion ma sela faʻataʻamilomilo (e pei o le 18650 poʻo le 21700) poʻo sela taga malosi tele. O le Li-ion e masani ona maualuga atu le malosi nai lo le LiPo "maualuga C", ma talafeagai ai mo vaalele VTOL faʻamautu poʻo vaalele VTOL faʻafefiloi e le manaʻomia ai le tafe tele i taimi uma. O luʻitau o le gafatia o le tafe maualuga ma le puleaina o le vevela—a manaʻomia manaʻoga maualuga o le tafe, e mafai ona faʻaitiitia le faʻatinoga o le Li-ion ma mafai ona tupu le faʻaputuina o le vevela. O mea fou i lenei vaega e aofia ai le filifilia o sela malosi tele, mamanu o afifi e faʻaitiitia ai le teteʻe i totonu, ma BMS atamai (Battery Management Systems).
2. LiFePO4 (LFP) mo le saogalemu ma le umi o le ola
Ua lauiloa le kemisi o le LFP e sili atu ona mautu i le vevela ma e umi lona ola i le taamilosaga. Mo UAV o loʻo faʻagaoioia e latalata i tagata, i nofoaga faʻapisinisi, poʻo manaʻoga faʻatino e manaʻomia ai taimi taamilosaga tetele (mo se faʻataʻitaʻiga, o vaʻalele siaki e felelei i le tele o taimi i le aso), o le LFP o se filifiliga manaia. O le itu le lelei o lona mamafa maualalo, ma mafua ai ona puʻupuʻu le umi o le lele i le mamafa tutusa. O le faʻafouga i le LFP e taulaʻi i le faʻateleina o le mamafa o le malosi, faʻaleleia atili le mamanu o le afifi, ma le faʻaleleia atili o le faiga e faʻaitiitia ai le mamafa atoa.
3. Lithium-sulfur (Li-S) ma le solid-state: sui tauva i le lumanaʻi
E folafola mai e le Lithium-sulfur le maualuga tele o le malosi nai lo le lithium masani. I le teoria, e mafai e le Li-S ona sili atu i le 400 Wh/kg, ma ono faʻalauteleina ai taimi e lele ai le drone. Peitaʻi, o loʻo feagai pea le Li-S ma faʻafitauli e pei o le vave faʻaleagaina, le umi e faʻatapulaʻaina ai le taʻamilosaga, ma le faʻafitauli o le "shuttle effect" lea e faʻaitiitia ai le lelei. I le taimi nei, o maa solid-state e ofoina atu le tele o folafolaga i tulaga o le saogalemu ma le malosi, aua latou te faʻaaogaina electrolytes solid e sili atu ona teteʻe i le tafe ma e mafai ona faʻaitiitia ai le lamatiaga o le tafe ese o le vevela. E ui o loʻo faia le tele o suʻesuʻega ma le atinaʻeina o prototypes, o loʻo tumau pea luʻitau i le tau ma le sauniuni mo le gaosiga tele.
Fa'aleleiga i le mamanu o afifi: e le na'o sela e fa'atatau i ai
E masani lava, o mea fou tetele e lē gata i le kemisi o sela, ae faapea foi i le auala na mamanuina ai le ato. E manaʻomia e vaalele e leai ni pailate ni maa e mafai ona faʻaoʻoina atu le malosi ma le itiiti ifo o le vevela e leiloa.
1. Fuafuaga e leai se laulau ma le tete'e maualalo
O nisi mamanu fa'aonaponei o sela e fa'aitiitia ai le tete'e i totonu e ala i ni fausaga fa'apitoa o le eletise. O lenei mea e mafua ai se tafega mautu o le eletise, fa'aitiitia ai le gaosiga o le vevela, ma fa'aitiitia ai le pa'ū o le voltage pe a fa'ateleina le throttle.
2. Feso'ota'iga ma uaea e sili atu ona lelei
E tutupu fo'i le leiloa o le malosi i feso'ota'iga, solder, ma uaea. O lo'o atia'e e le pisinisi drone ni feso'ota'iga e maualalo le impedance e sili atu le saogalemu ma sili atu ona tete'e i le gatete. O lenei mea e a'afia sa'o ai le lelei ma le vevela o le fa'agaioiga.
3. Pulega fa'avevela tu'ufa'atasi
I UAV tau alamanuia ma militeri, o loʻo faʻateleina le taatele o faiga faʻamālūlū e le gaoioi ma faiga faʻamālūlū e gaoioi. E mafai ona aofia ai i faiga faʻamālūlū e le gaoioi ni masini faʻamālūlū, mea faʻapipiʻi e faʻasalalauina le vevela, ma mamanu o le ea e faʻaaogaina ai le ea i le taimi o le lele. O le faʻamālūlūina e gaoioi, aʻo faʻaopoopoina ai le faigata, e mafai ona faʻatumauina le faʻatinoga o le maa i taimi o misiona faigata.
BMS Atamai: ua sili atu ona "mafaufau" maa
I vaalele e leai ni pailate e fiafia i ai, e masani ona "valea" afifi maa, e na'o le malosiaga e maua e aunoa ma feso'ota'iga tele o fa'amatalaga. I UAV fa'apolofesa, ua suia lenei auala. O BMS atamai ua avea nei ma ki i le saogalemu ma le lelei.
– Mata'ituina o sela ta'itasi: o le voltage, vevela, ma le tafe o le eletise o sela ta'itasi e mata'ituina i le taimi moni e puipuia ai le soona fa'asa'olotoina po'o le soona fa'atumuina.
– Fa'atatauga o le SoC ma le SoH (State of Charge/State of Health): fesoasoani i pailate po'o pailate otometi e vavalo sa'o le taimi o totoe o le va'alele, ae le na'o le fa'avae i le voltage.
– Puipuiga ma le saogalemu mai mea sese: e mafai e le maa ona tipi ese le eletise pe a tupu se tulaga e le masani ai, pe auina atu se lapataiga vave i le faiga e pulea ai vaalele.
– Fesootaiga fa'amaumauga: o nisi afifi e lagolagoina fa'atonuga feso'ota'iga ina ia mafai ai e le pule o le va'alele ona fetu'una'i le fa'asologa o le malosi, fa'atapula'a le fa'a'aisa i le vevela maualuga, pe fuafua se Toe Fo'i-i-le-Aiga atamai.
O le faʻafouga o le BMS ua faʻateleina foʻi ona agai atu i le faʻaaogaina o algorithms vavalo e faʻavae i luga o faʻamaumauga, e oʻo lava i le aʻoaʻoina o masini, e faʻataʻitaʻi ai le faʻaitiitia o le gafatia e faʻavae i luga o mamanu faʻaaogaina moni.
Fa'aola vave ma atina'e o le eletise
E sili ona lelei pe a umi atu le taimi e malaga ai i vaalele, ae i le fanua, e masani lava ona manaʻomia le saoasaoa o le toe foʻi mai o vaalele. O le mea lea, e taua tele ai le faʻafouina o le suauʻu.
– Fa'amauina vave o le fa'amaumauga saogalemu: e tatau i le fa'amauina vave ona ua'i atu i le vevela ma tapula'a o le taimi nei ina ia 'aua ne'i fa'avavevaveina le fa'aleagaina.
– Fa'atumuina o le telefoni atamai e tele afifi: aemaise lava mo galuega faapisinisi, o se faiga e fa'atumu ai le telefoni e mafai ona paleni ai sela, faitauina fa'amaumauga BMS, ma fa'atulaga le fa'atumuina e matua mana'omia lava.
– Suia le faiga o maa eletise: O nisi o fofo fa'apisinisi ma nofoaga e fa'apipi'i ai pailate e leai ni pailate e fa'aaogaina se faiga e sui ai maa eletise otometi. E fa'aitiitia ai le taimi e le toe fa'agaoioia ai ma tatala ai avanoa mo le fa'agaoioiga faifai pea.
– Tuufaatasia o le malosiaga faafouina: i nofoaga maotua, ua amata ona faaaogaina faiga e faatumu ai le eletise e faavae i luga o paneta o le la po o faiga e faatumu ai le eletise e ala i le faatumu o afi eletise, e ui o loo avea pea le gafatia ma le saoasaoa ma luitau.
Saogalemu: o se itu e le mafai ona fa'aleagaina
O mu o le maa lithium o se lamatiaga matuia. Talu ai e masani ona faʻaaogaina vaalele e leai ni pailate (drones) e lata ane i aseta taua poʻo nofoaga faitele, o suiga fou i le saogalemu e taua tele mo pemita faʻagaoioia ma le taliaina e le lautele.
O nisi o auala ua faʻateleina ona taatele:
– O se pusa malosi ma mea e tete'e atu i le afi e fa'aitiitia ai le a'afiaga pe a fa'aleagaina.
– Sela vevela e tele vaega mo le vave iloa o le vevela.
– O le mamanu o le afifi fa'apitoa ina ia aua ne'i vave mafua ai le faaletonu o se vaega e tasi i le faaletonu atoa.
– Faiga o le teuina ma felauaiga e sili atu ona matua, e aofia ai le faʻaaogaina o taga e teteʻe atu i le afi ma tulaga faʻapitoa o felauaiga.
I UAV tau alamanuia, o loʻo faʻagasolo foʻi tulaga faʻamaonia ma tulaga faʻamaonia o le saogalemu o maa, ma faʻamalosia ai le au gaosi oloa ina ia sili atu le manino e uiga i suʻega faʻatuatuaina, taʻamilosaga, ma tapulaʻa faʻagaioiga.
O le a'afiaga o le fa'afouga o le maa i luga o fa'aoga a le drone
O loʻo i ai se aafiaga moni o mea fou e faʻaaogaina e ala i maa eletise i le faʻaaogaina o vaalele e leai ni pailate (drones):
– Fa'afanua ma su'esu'ega: o le umi o le taimi e lele ai o lona uiga o se eria lautele atu e ufiufi i le misiona e tasi.
– Su'esu'ega o feso'ota'iga eletise ma paipa: o le fa'atuatuaina o le afifi ma le vavaloina o le malosiaga o totoe e fa'aitiitia ai le lamatiaga o le tulaueleele fa'afuase'i i nofoaga matautia.
– Tu'uina atu o uta: e mana'omia ai se tu'ufa'atasiga o le maualuga o le malosi, saogalemu, ma le gafatia e tafe ai mo le alu ese ma se uta.
– Fa'ato'aga sa'o: o le fa'amamāina o vaalele e leai ni pailate e mana'omia ai le malosi tele ma faiga maa e tete'e i le taamilosaga, o lea e taua tele ai le filifiliga o le kemisi ma le mamanu o le afifi.
Itu i le lumanai
I le lumanaʻi, o le faʻafouga o maa eletise e leai ni pailate (drone) e foliga mai o le a agai i ni auala autu se tolu. Muamua, faʻateleina le tele o le malosi e ala i vailaʻau fou e pei o le Li-S poʻo maa eletise. Lua, faʻaleleia atili le saogalemu ma le umi e ola ai e ala i le faʻateleina o le atamai o BMS ma mamanu e sili atu ona teteʻe i le vevela ma malolosi. Tolu, faʻamalosia le faiga faʻatino—mai tulaga faʻatonuina o maa, faiga faʻapipiʻi, fesuiaʻiga otometi, i le atinaʻe faʻatumuina lelei.
I le iuga, o maa eletise e lē na o ni sapalai eletise, ae o le “aveta’avale fa’ata’atia” o le mamanuina o vaalele e leai ni pailate (drone): le mamao e mafai ona latou felelei ai, le saogalemu o latou fa’agaoioia, ma le lelei o latou lagolagoina o misiona. Faatasi ai ma le fa’aauauina o le fa’afouga, o tapula’a masani o vaalele e leai ni pailate—le taimi e lele ai ma le lamatiaga o maa eletise—o le a suia malie, ma tatala ai le avanoa mo UAV lautele ma sili atu ona fa’atuatuaina i le lumana’i.
