На сколько хватает аккумулятора квадрокоптера

• Сколько летают дроны без замены АКБ?
• На каких аккумуляторах летают квадрокоптеры?
• Как сэкономить заряд батареи?

Время полета аккумуляторных дронов зависит от емкости АКБ, мощности электродвигателей, массы летательного аппарата и условий его эксплуатации. Чтобы повысить автономность беспилотника, т.е. увеличить время его полета до вынужденной зарядки или замены аккумуляторной батареи, нужно увеличить ее емкость. Для этого параллельно соединяют несколько элементов питания. Для увеличения напряжения ячейки соединяют последовательно.

Чем больше элементов соединено в АКБ, тем выше ее характеристики, но одновременно возрастает и вес. Чтобы не утяжелять квадрокоптер, элементы питания обычно соединяют только последовательно – для набора нужного вольтажа. При этом емкость батареи остается такой же, как у одного элемента питания. Последовательно-параллельные схемы используют преимущественно при сборке батарей тяжелых дронов, для которых увеличение массы АКБ не так критично, как нехватка энергии для автономной работы электродвигателей.

Сколько летают дроны без замены АКБ?

В среднем хороший квадрокоптер летает 15–20 минут, детские и игрушечные модели – 5–10 минут, профессиональные – до 35 минут. Речь идет о коммерческих моделях, которые продают в готовом виде. Например, время полета дронов DJI Mavic 2 Зум и DJI Mavic mini 2 составляет примерно полчаса, и такая автономность считается отличной. Продлить использование дронов позволяют запасные аккумуляторные блоки.

В ситуациях, когда квадрокоптер используется в одном месте над определенной точкой (например, над охраняемым или исследуемым объектом), можно увеличить время его автономной работы до 24 часов и более. Для этого используются привязные системы. Они актуальны при работе беспилотников в режиме зависания над ограниченной территорией.

Суть привязных систем заключается в том, что летательный аппарат не имеет аккумуляторов на борту, а получает питание и передает информацию по присоединенному к нему кабелю от наземного источника питания. В таком случае перемещения дрона ограничены длиной кабеля, зато автономность увеличивается в десятки раз. Кроме того, увеличенное время полета (до 97 минут) имеют некоторые самодельные беспилотники.

На каких аккумуляторах летают квадрокоптеры?

Для питания БПЛА используют аккумуляторы с высокой удельной энергоемкостью и большими токами разряда. Для дронов важно, чтобы при небольших размерах и минимальном весе АКБ была достаточно емкой и мощной, не перегревалась при интенсивной токоотдаче и сравнительно быстро заряжалась. Лучше всего этим требованиям соответствуют LiPo и высокотоковые Li-ion аккумуляторы.

Литий-полимерные ячейки при равных характеристиках имеют максимально легкий вес, т.к. производятся без жесткого металлического корпуса. Они предпочтительны в ситуациях, когда важен каждый грамм. Но по безопасности их превосходят Li-ion элементы питания. Самые распространенные среди них – цилиндрические ячейки типоразмера 18650. Напряжение у LiPo и Li-ion аккумов одинаково – 3,6 или 3,7 В на ячейку, а емкостные показатели зависят от размеров элементов питания.

Как сэкономить заряд батареи?

В разных условиях одна и та же аккумуляторная батарея будет обеспечивать разное время полета дрона. На сколько – зависит от конкретных условий эксплуатации. Например, если в идеальных условиях достигается максимальное время полета 30 минут, в других обстоятельствах оно может сократиться до 20, 15 или даже 10 минут. Прежде всего, на интенсивность разряда батареи влияют:

• утяжеление летательного аппарата перевозимыми грузами или навесным оборудованием (камерами, защитными конструкциями и т.д.);
• температура окружающей среды – на морозе емкость аккумуляторов для квадрокоптера временно снижается и ее запаса хватает на меньшее время полета, поэтому лучше использовать дрон и его литиевую батарею при температуре от 0 до 35 °С;
• направление и сила ветра – чтобы летать против ветра, да еще и сильного, приходится тратить больше энергии, и заряда АКБ хватает на меньший период времени;
• скорость и маневренность полета – плавный спокойный полет экономит заряд батареи, а агрессивный стиль управления, работа на полную мощь и скачкообразные изменения нагрузки ощутимо снижают автономность дрона;
• соблюдение правил эксплуатации АКБ – если не следовать рекомендациям производителя, постепенно квадрокоптер будет летать на 1 заряде все меньше.

Аккумуляторные батареи для РУМ необходимо вовремя заряжать, не превышая при этом допустимые токи заряда и верхний предел напряжения (4,22 В на элемент). Не стоит оставлять их надолго в разряженном состоянии, иначе во внутренней структуре ячеек происходят необратимые разрушительные процессы. Это приводит к снижению рабочих параметров, сокращению срока службы и небезопасному использованию аккумуляторных блоков.

Ранее в блоге VirtusTec.ru мы опубликовали статью о влиянии температуры на безопасность и производительность Li-ion аккумуляторов.