UTPowerElec

❇️ روش شارژ بی سیم در حین پرواز پهپادها (In-Flight Wireless Charging)

از سال 2017 تا 2021، تقاضا برای پهپادها در دنیا نرخ رشد مرکب سالانه 23.5 درصد را تجربه کرده است کرد. در همین حال، پهپادهای جدید مختلف، به ویژه پهپادهای مولتی روتور (multirotor drones) با باتری، توسعه سریعی را در کاربردهای صنعتی تجربه کرده اند. لازم به ذکر است که با تلفیق فناوری‌های هوش مصنوعی، پتانسیل کاربردی عظیم پهپادها بیشتر گسترش یافته است. با توجه به داده های بازار در شکل اول موجود در پست، درصد پهپادهای صنعتی یک روند صعودی مشخص را نشان می دهد. این بدان معناست که هواپیماهای بدون سرنشین به دلیل ویژگی‌های بارزی مانند انعطاف‌پذیری، ایمنی و کارایی، جایگزین انسان‌ها برای اجرای طیف گسترده‌ای از وظایف، مانند مدیریت امنیتی، بررسی هوایی و بازرسی‌های معمولی می‌شوند. با این حال، به دلیل محدودیت ظرفیت باتری داخلی، مداومت پروازی نسبتاً کوتاه پهپادها نمی تواند نیاز فعلی عملیاتهای مداوم در دوره های طولانی و مناطق بزرگ را برآورده کند.

به عنوان یک تکنیک پیشگامانه، انتظار می‌رود انتقال توان بی‌سیم (WPT) راه‌حلی مؤثر برای رسیدگی به مسئله حیاتی فوق‌الذکر باشد. این روش کاملاً جدید انتقال توان، قبلاً توجه قابل توجهی را از سوی محققان و مهندسان به خود جلب کرده است. در همین حال، بیش از پیش محصولات الکتریکی با استفاده از فناوری‌های WPT با کوپلینگ القایی در جنبه‌های مختلف زندگی ما نفوذ می‌کنند، مانند خودروهای برقی، دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل و دستگاه‌های پزشکی کاشته شده در داخل بدن انسان. به خصوص با توجه به تقاضای کار مداوم در دوره های طولانی و مناطق بزرگ، شارژ بی سیم در پرواز می تواند راه حل ایده آلی برای مقابله با محدودیت مداومت کوتاه پهپادها باشد. به طور خاص، مانند شکل c پست، شارژ بی سیم در پرواز می تواند به پهپادهای معلق در هوا از طریق کوپلینگ القایی بین سیم پیچ ها انرژی جابجا کند.
یک سوال که ممکن است به ذهن برسد این است که چرا شارژ بی سیم در حین پرواز را به روش های دیگر انتخاب کنیم؟ این سوال را می توان با مقایسه سه روش متعارف زیر، مانند شکل d آخر پست پاسخ داد:

1️⃣ افزایش ظرفیت باتری هواپیماهای بدون سرنشین به طور اجتناب ناپذیری باعث افزایش وزن بار می شود و در نتیجه منجر به کاهش انرژی اضافی می شود که نمی تواند استقامت پروازی پهپادها را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد.

2️⃣ تعویض فوری باتری پهپادها در عملیات بدون سرنشین قابل انجام نیست. علاوه بر این، برخاستن و فرود مکرر هواپیماهای بدون سرنشین به طور اجتناب ناپذیری محدوده عملیات موثر دستگاه ها را محدود می کند.

3️⃣ راه اندازی ایستگاه های شارژ بی سیم روی زمین نیز می تواند انرژی پهپادها را دوباره پر کند. با این حال، به دلیل خاموش شدن سیستم کنترل پرواز در این مدل روش شارژ، در شرایط پیچیده محیطی، مانند اختلال در بادهای شدید، نمی توان از تجدید انرژی مطمئن اطمینان حاصل کرد. علاوه بر این، با توجه به سناریوهای صنعتی خاص، مانند بازرسی‌های بزرگ، راه‌حل شارژ زمینی به ناچار وظایف انجام شده توسط هواپیماهای بدون سرنشین را قطع می‌کند، که روش مطلوبی نیست.

بر این اساس، شارژ بی‌سیم در حین پرواز راه‌حل ایده‌آل برای انرژی‌بخشی به هواپیماهای بدون سرنشین است، زیرا می‌تواند به طور موثر برد عملیات را افزایش دهد، عملیات بدون وقفه را تحقق بخشد و انتقال پایدار توان را تضمین کند. با این حال، چنین راه حل فنی جدیدی با فرصت ها و چالش هایی روبرو است. شارژ بی‌سیم در پرواز را نمی‌توان با انتقال ساده فناوری‌های WPT از خودروهای برقی به هواپیماهای بدون سرنشین، که در آن مسائل فنی بی‌سابقه (مطابق شکل e پست) در انتظار رسیدگی هستند، به‌طور موثر محقق کرد.

📚 [Ref] Chen, Kaibo, and Zhen Zhang. "In-flight wireless charging: A promising application-oriented charging technique for drones." IEEE Industrial Electronics Magazine (2023).


#انتقال_توان_بیسیم
#پهپاد


⚡️ @UTpowerelec

www.tgoop.com/utpowerelec/1144

3.8K viewskoorosh khalaj monfared, Jun 2, 2024 at 17:14

❇️ روش شارژ بی سیم در حین پرواز پهپادها (In-Flight Wireless Charging)

از سال 2017 تا 2021، تقاضا برای پهپادها در دنیا نرخ رشد مرکب سالانه 23.5 درصد را تجربه کرده است کرد. در همین حال، پهپادهای جدید مختلف، به ویژه پهپادهای مولتی روتور (multirotor drones) با باتری، توسعه سریعی را در کاربردهای صنعتی تجربه کرده اند. لازم به ذکر است که با تلفیق فناوری‌های هوش مصنوعی، پتانسیل کاربردی عظیم پهپادها بیشتر گسترش یافته است. با توجه به داده های بازار در شکل اول موجود در پست، درصد پهپادهای صنعتی یک روند صعودی مشخص را نشان می دهد. این بدان معناست که هواپیماهای بدون سرنشین به دلیل ویژگی‌های بارزی مانند انعطاف‌پذیری، ایمنی و کارایی، جایگزین انسان‌ها برای اجرای طیف گسترده‌ای از وظایف، مانند مدیریت امنیتی، بررسی هوایی و بازرسی‌های معمولی می‌شوند. با این حال، به دلیل محدودیت ظرفیت باتری داخلی، مداومت پروازی نسبتاً کوتاه پهپادها نمی تواند نیاز فعلی عملیاتهای مداوم در دوره های طولانی و مناطق بزرگ را برآورده کند.

به عنوان یک تکنیک پیشگامانه، انتظار می‌رود انتقال توان بی‌سیم (WPT) راه‌حلی مؤثر برای رسیدگی به مسئله حیاتی فوق‌الذکر باشد. این روش کاملاً جدید انتقال توان، قبلاً توجه قابل توجهی را از سوی محققان و مهندسان به خود جلب کرده است. در همین حال، بیش از پیش محصولات الکتریکی با استفاده از فناوری‌های WPT با کوپلینگ القایی در جنبه‌های مختلف زندگی ما نفوذ می‌کنند، مانند خودروهای برقی، دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل و دستگاه‌های پزشکی کاشته شده در داخل بدن انسان. به خصوص با توجه به تقاضای کار مداوم در دوره های طولانی و مناطق بزرگ، شارژ بی سیم در پرواز می تواند راه حل ایده آلی برای مقابله با محدودیت مداومت کوتاه پهپادها باشد. به طور خاص، مانند شکل c پست، شارژ بی سیم در پرواز می تواند به پهپادهای معلق در هوا از طریق کوپلینگ القایی بین سیم پیچ ها انرژی جابجا کند.
یک سوال که ممکن است به ذهن برسد این است که چرا شارژ بی سیم در حین پرواز را به روش های دیگر انتخاب کنیم؟ این سوال را می توان با مقایسه سه روش متعارف زیر، مانند شکل d آخر پست پاسخ داد:

1️⃣ افزایش ظرفیت باتری هواپیماهای بدون سرنشین به طور اجتناب ناپذیری باعث افزایش وزن بار می شود و در نتیجه منجر به کاهش انرژی اضافی می شود که نمی تواند استقامت پروازی پهپادها را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد.

2️⃣ تعویض فوری باتری پهپادها در عملیات بدون سرنشین قابل انجام نیست. علاوه بر این، برخاستن و فرود مکرر هواپیماهای بدون سرنشین به طور اجتناب ناپذیری محدوده عملیات موثر دستگاه ها را محدود می کند.

3️⃣ راه اندازی ایستگاه های شارژ بی سیم روی زمین نیز می تواند انرژی پهپادها را دوباره پر کند. با این حال، به دلیل خاموش شدن سیستم کنترل پرواز در این مدل روش شارژ، در شرایط پیچیده محیطی، مانند اختلال در بادهای شدید، نمی توان از تجدید انرژی مطمئن اطمینان حاصل کرد. علاوه بر این، با توجه به سناریوهای صنعتی خاص، مانند بازرسی‌های بزرگ، راه‌حل شارژ زمینی به ناچار وظایف انجام شده توسط هواپیماهای بدون سرنشین را قطع می‌کند، که روش مطلوبی نیست.

بر این اساس، شارژ بی‌سیم در حین پرواز راه‌حل ایده‌آل برای انرژی‌بخشی به هواپیماهای بدون سرنشین است، زیرا می‌تواند به طور موثر برد عملیات را افزایش دهد، عملیات بدون وقفه را تحقق بخشد و انتقال پایدار توان را تضمین کند. با این حال، چنین راه حل فنی جدیدی با فرصت ها و چالش هایی روبرو است. شارژ بی‌سیم در پرواز را نمی‌توان با انتقال ساده فناوری‌های WPT از خودروهای برقی به هواپیماهای بدون سرنشین، که در آن مسائل فنی بی‌سابقه (مطابق شکل e پست) در انتظار رسیدگی هستند، به‌طور موثر محقق کرد.

📚 [Ref] Chen, Kaibo, and Zhen Zhang. "In-flight wireless charging: A promising application-oriented charging technique for drones." IEEE Industrial Electronics Magazine (2023).


#انتقال_توان_بیسیم
#پهپاد


⚡️ @UTpowerelec

BY UTPowerElec