دليل متعمق لمحركات الطائرات بدون طيار

يعد محرك الطائرة بدون طيار أحد أهم أجزاء الطائرة. إنها تدور المراوح، وتخلق قوة الرفع، وتتحكم في كيفية صعود الطائرة بدون طيار، واستدارة، وتحوم، والاستجابة أثناء الطيران. إذا لم تعمل المحركات بشكل صحيح، فلن تتمكن الطائرة بدون طيار من الطيران بأمان وكفاءة.

يساعدك فهم محركات الطائرات بدون طيار على اختيار الإعداد المناسب للسرعة والاستقرار والحمولة ووقت الرحلة. كما أنه يساعدك على تجنب الأخطاء الشائعة عند مطابقة المحركات والمراوح والبطاريات والمجالس الكهربائية والإلكترونية (ESCs).

نظرًا لأن المحركات تعمل بشكل وثيق مع وحدة التحكم الإلكترونية في السرعة، فإنها تساعد أيضًا على فهم  ما هو ESC للطائرة بدون طيار وهل هي مهمة.

الوجبات السريعة الرئيسية

• تعلم كيف أن المحركات ذات الفرشاة والعديمة الفرشاة ليست هي نفسها. تعمل المحركات بدون فرش بشكل أفضل وتدوم لفترة أطول. وهذا يجعلها الأفضل لمعظم الطائرات بدون طيار.

• اختر محركًا يناسب ما ستفعله طائرتك بدون طيار. تحتاج طائرات السباق بدون طيار إلى محركات KV عالية لتتحرك بسرعة. تحتاج طائرات التصوير الفوتوغرافي بدون طيار إلى محركات ذات عزم دوران أكبر لتبقى ثابتة.

• انظر دائمًا إلى نسبة الدفع إلى الوزن. أنت بحاجة إلى نسبة 2:1 على الأقل للطيران الآمن. وهذا يساعد الطائرة بدون طيار الخاصة بك على الطيران بشكل جيد.

• اعتني بمحركاتك في كثير من الأحيان. تنظيفها بعد كل رحلة. تحقق من درجة حرارتهم حتى لا يصبحوا ساخنين جدًا. وهذا يساعدهم على الاستمرار لفترة أطول.

• استخدم حجم المروحة المناسب مع المحرك الخاص بك. التطابق الصحيح يجعل طائرتك بدون طيار تعمل بشكل أفضل. كما أنه يمنحك المزيد من التحكم عند الطيران.

ماذا تفعل محركات الطائرات بدون طيار؟

تقوم محركات الطائرات بدون طيار بتحويل الطاقة الكهربائية إلى حركة ميكانيكية. تعمل هذه الحركة على تدوير المراوح وإنشاء قوة الرفع والدفع اللازمة لتحريك الطائرة بدون طيار في الهواء.

الدور الحركي	ماذا يفعل
الرفع والدفع	يجعل الطائرة بدون طيار ترتفع وتحوم وتتسلق وتتحرك في اتجاهات مختلفة.
استجابة التحكم	تغير السرعة بسرعة حتى تتمكن الطائرة بدون طيار من الدوران والفرامل والثبات.
استقرار الطيران	يعمل مع وحدة التحكم في الطيران وESC للحفاظ على توازن الطائرة.

إذا كنت لا تزال تقرر نوع منصة FPV التي ترغب في بنائها، فاقرأ مدونتنا: ما هو حجم الطائرة بدون طيار FPV التي يجب أن أحصل عليها؟.

أنواع المحركات بدون طيار

عندما تنظر إلى الطائرات بدون طيار، سترى أنواعًا عديدة من المحركات. كل نوع له نقاط القوة الخاصة به وأفضل الاستخدامات. سيساعدك هذا الجزء من الدليل المتعمق على فهم الأنواع الرئيسية وكيفية ملاءمتها لاحتياجات الطائرات بدون طيار المختلفة.

نحى مقابل فرش

سوف تسمع كثيرًا عن المحركات المصقولة أو بدون فرش. هذان هما النوعان الرئيسيان اللذان ستجدهما في الطائرات بدون طيار.

• تستخدم المحركات المصقولة الفرش لجعل المحرك يدور. فهي بسيطة وأقل تكلفة. قد تراها في طائرات بدون طيار أو نماذج داخلية صغيرة.

• المحركات بدون فرش لا تستخدم الفرش. يستخدمون المغناطيس والأجزاء الإلكترونية للدوران. تستخدم معظم الطائرات بدون طيار الحديثة محركات بدون فرش.

نصيحة: تدوم المحركات بدون فرش لفترة أطول وتعمل بشكل أفضل من المحركات ذات الفرشاة. سوف تقضي وقتًا أقل في إصلاحها.

فيما يلي جدول يوضح سبب شهرة المحركات بدون فرش:

ستجد أن المحركات بدون فرش أكثر كفاءة. إنهم يهدرون طاقة أقل مثل الحرارة. كما أنها تدوم لفترة أطول لأنه لا توجد فرش يمكن التخلص منها. لن تحتاج إلى استبدالها كثيرًا، مما يوفر عليك المال والوقت.

المحركات بدون قلب

المحركات بدون قلب هي نوع خاص من المحركات المصقولة. ليس لديهم نواة حديدية ثقيلة. وهذا يجعلها أخف وزنًا وأسرع في البدء والتوقف. سترى محركات بدون قلب في طائرات بدون طيار صغيرة جدًا أو خفيفة الوزن.

• يمكنك استخدام محركات بدون قلب عندما تريد طائرة بدون طيار خفيفة وسريعة.

• إنها جيدة للطائرات بدون طيار الصغيرة والطيران الداخلي.

• إنها لا تدوم طويلاً مثل المحركات بدون فرش، لكنها أقل تكلفة.

Outrunner و Inrunner

سوف تسمع أيضًا عن المحركات الخارجية والمحركات الداخلية. تخبرك هذه المصطلحات كيف يدور المحرك.

• تحتوي المحركات الخارجية على غلاف خارجي يدور حول الداخل. إنها توفر المزيد من عزم الدوران، مما يعني أنها تستطيع تشغيل مراوح أكبر. ستشاهد ذلك في معظم طائرات الكاميرا بدون طيار والطائرات بدون طيار ذات الرفع الثقيل.

• تتمتع المحركات الداخلية بالدوران الداخلي بينما يظل الغلاف الخارجي ثابتًا. إنها تدور بشكل أسرع ولكنها تعطي عزم دوران أقل. ستجدها في طائرات السباق بدون طيار وبعض النماذج خفيفة الوزن.

فيما يلي جدول لمساعدتك في مطابقة أنواع المحركات مع استخدامات الطائرات بدون طيار:

يمكنك أن ترى أن المحركات المختلفة تناسب وظائف مختلفة. إذا كنت ترغب في السباق، فأنت بحاجة إلى السرعة والتحركات السريعة. تعمل محركات Inrunner بشكل أفضل لهذا الغرض. إذا كنت تريد فيديو سلسًا أو تحمل كاميرا، فأنت بحاجة إلى الطاقة والطيران الثابت. المحركات الخارجية هي الاختيار الصحيح.

يمكنك أيضًا الاطلاع على كيفية تغير مواصفات المحرك لكل نوع من أنواع الطائرات بدون طيار:

ملحوظة: تصميمات المحركات الجديدة تستمر في التحسن. يستخدم صناع الآن مواد أخف وزنا وأشكال أكثر ذكاء. وهذا يساعد الطائرات بدون طيار على الطيران لفترة أطول واستخدام بطارية أقل. سترى المزيد من المحركات بدون فرش والإعدادات الجديدة في أحدث الطائرات بدون طيار.

عندما تختار محركًا، فكر في ما تريد أن تفعله طائرتك بدون طيار. سيساعد المحرك المناسب طائرتك بدون طيار على الطيران بشكل أفضل، ويدوم لفترة أطول، ويناسب احتياجاتك.

كيف تعمل محركات الطائرات بدون طيار

العملية الأساسية

يمكنك التحكم في طائرة بدون طيار عن طريق إرسال إشارات إلى محركاتها. تعمل محركات DC بدون فرشات مع وحدات التحكم الإلكترونية في السرعة، والتي تسمى ESCs. تساعد هذه المحركات والمجالس الاقتصادية والاجتماعية طائرتك بدون طيار على الطيران بأمان وبشكل جيد. يشبه ESC الجسر الذكي. إنه يغير أوامرك إلى قوة وسرعة للمحركات. يتيح لك هذا الإعداد التحكم في طائرتك بدون طيار بالطريقة التي تريدها بالضبط. كما أنه يجعل الطائرة بدون طيار تعمل بشكل جيد في كل مرة. يمكنك تشغيل ESC قبل استخدام دواسة الوقود. يجب عليك الانتظار قليلاً بين التغييرات لإيقاف ضجيج الإشارة. تحقق دائمًا من ESC ودرجة حرارة المحرك في الرحلات الطويلة. احتفظ بأمر التوقف في حالات الطوارئ جاهزًا في التعليمات البرمجية الخاصة بك.

المكونات الرئيسية

محرك الطائرة بدون طيار لا يعمل بمفرده. تعمل جنبًا إلى جنب مع ESC وجهاز التحكم في الطيران والبطارية والمروحة. ترسل وحدة التحكم في الطيران الأوامر، ويقوم ESC بتحويل تلك الأوامر إلى طاقة يمكن التحكم فيها، ويحول المحرك تلك الطاقة إلى حركة المروحة.

المكون	دور
محرك	يحول الطاقة الكهربائية إلى قوة دورانية.
خروج	يتحكم في سرعة المحرك واستجابته.
بطارية	يوفر الطاقة الكهربائية للنظام.
مراقب الطيران	ينسق السلوك الحركي للحفاظ على استقرار الطائرة بدون طيار.
المروحة	يحول الدوران إلى رفع ودفع.

إذا كنت تريد مقارنة اتجاه البطارية لأنماط مختلفة من المحركات والطيران، فاستخدم ZERNE تعد بطارية الطائرة بدون طيار FPV  خطوة عملية تالية.

وأوضح مواصفات المحرك

أنت بحاجة إلى معرفة مواصفات المحرك لاتخاذ خيارات جيدة. هناك ثلاثة أشياء رئيسية مهمة: تصنيف KV، والدفع، وعزم الدوران.

• تعتبر محركات KV العالية هي الأفضل لطائرات السباق بدون طيار. إنها تدور بسرعة ولكن لديها عزم دوران أقل.

• تعتبر المحركات منخفضة KV جيدة للطائرات بدون طيار الثقيلة. أنها تعطي المزيد من عزم الدوران للمراوح الأكبر.

• تحتاج طائرتك بدون طيار إلى نسبة دفع إلى وزن لا تقل عن 2:1 لتطير بشكل جيد.

دليل متعمق: اختيار المحرك

مطابقة لنوع الطائرة بدون طيار

تحتاج إلى مطابقة المحرك الخاص بك مع نوع الطائرة بدون طيار الخاصة بك. تساعد هذه الخطوة طائرتك بدون طيار على الطيران بأمان وكفاءة. كل طائرة بدون طيار لها احتياجات فريدة من نوعها. تحتاج طائرات السباق بدون طيار إلى السرعة. طائرات التصوير بدون طيار تحتاج إلى الاستقرار. تحتاج الطائرات بدون طيار ذات الرفع الثقيل إلى الطاقة. يجب عليك التحقق من عدة عوامل قبل أن تختار المحرك.

فيما يلي جدول يوضح ما يجب أن تبحث عنه:

نصيحة: تحقق دائمًا من نسبة الدفع إلى الوزن. إذا كانت طائرتك بدون طيار تزن 1 كجم، فيجب أن توفر محركاتك قوة دفع لا تقل عن 2 كجم.

يمكنك استخدام هذا لمقارنة مواصفات المحرك لغرض طائرتك بدون طيار. إذا كنت تريد حمل كاميرا، فأنت بحاجة إلى محركات ذات عزم دوران أكبر. إذا كنت ترغب في السباق، فأنت بحاجة إلى محركات ذات تصنيفات أعلى لـ KV.

القوة والكفاءة

تعمل قوة المحرك وكفاءته على تغيير المدة التي يمكن أن تطير فيها الطائرة بدون طيار والمقدار الذي يمكن أن تحمله. تستخدم المحركات الفعالة طاقة أقل وتنتج حرارة أقل. وهذا يعني أن طائرتك بدون طيار يمكنها البقاء في الهواء لفترة أطول وتحمل وزنًا أكبر.

فيما يلي جدول يشرح كيفية تأثير القوة والكفاءة على طائرتك بدون طيار:

يجب عليك البحث عن المحركات ذات معدلات الكفاءة العالية. تساعدك هذه المحركات على توفير طاقة البطارية. كما أنها تحافظ على برودة طائرتك بدون طيار. إذا كنت تريد رحلات أطول، فاختر المحركات التي تحول المزيد من الطاقة الكهربائية إلى حركة.

ملاحظة: تساعدك المحركات الفعالة على الطيران لمسافة أبعد وحمل حمولات أثقل. كما أنها تقلل من خطر ارتفاع درجة الحرارة.

الوزن والحجم

يلعب وزن المحرك وحجمه دورًا كبيرًا في أداء الطائرة بدون طيار وقدرتها على المناورة. حجم المحرك هو الذي يحدد مقدار عزم الدوران الذي يمكن أن ينتجه. يساعد عزم الدوران على دفع مراوح أكبر ويمنح طائرتك القدرة على الرفع. إذا كانت طائرتك بدون طيار ثقيلة، فستحتاج إلى محركات ومراوح أكبر. يجب أن يكون لهذه المحركات عزم دوران أعلى للطيران المستقر.

يجب عليك أيضًا مراعاة تصنيف KV. تدور محركات KV العالية بشكل أسرع ولكن عزم دورانها أقل. تدور المحركات ذات الجهد المنخفض بشكل أبطأ ولكنها توفر المزيد من عزم الدوران. يؤثر هذا على كيفية تحرك الطائرة بدون طيار واستجابتها.

• تعمل المحركات الصغيرة بشكل جيد مع الطائرات بدون طيار خفيفة الوزن. إنها تساعد طائرتك بدون طيار على التحرك بسرعة والتحول بسرعة.

• المحركات الكبيرة هي الأفضل للطائرات بدون طيار الثقيلة. إنها توفر المزيد من القوة وتحافظ على ثبات الطائرة بدون طيار.

وسيلة الشرح: قم دائمًا بموازنة حجم المحرك مع وزن الطائرة بدون طيار. إذا كانت محركاتك ثقيلة جدًا، فستستخدم طائرتك بدون طيار المزيد من البطارية وتطير لوقت أقل.

عوامل الأداء

تصنيف كيلو فولت

سترى تصنيف KV مدرجًا في كل محرك بدون طيار. يخبرك هذا الرقم بمدى سرعة دوران المحرك لكل فولت تعطيه له. على سبيل المثال، يدور محرك بقوة 1000 كيلو فولت بمعدل 1000 دورة في الدقيقة لكل فولت. إذا كنت تستخدم بطارية 11.1 فولت، فيمكن للمحرك أن يدور حتى 11100 دورة في الدقيقة. يمنحك تصنيف KV الأعلى سرعة أكبر ولكن عزم دوران أقل. يمنحك تصنيف KV المنخفض عزم دوران أكبر ولكن سرعة أقل. يجب عليك اختيار تصنيف KV المناسب لوظيفة الطائرة بدون طيار. تستخدم طائرات السباق بدون طيار محركات KV عالية السرعة. تستخدم الطائرات بدون طيار ذات الرفع الثقيل محركات منخفضة كيلو فولت للحصول على قوة رفع قوية.

نصيحة: الصيغة بسيطة: سرعة المحرك (RPM) = KV × الجهد (V). استخدم هذا للتنبؤ بكيفية أداء المحرك الخاص بك.

التوجه والجهد

الدفع هو القوة التي ترفع الطائرة بدون طيار. يأتي الجهد من البطارية ويعمل على تشغيل المحرك. يعمل كلاهما معًا لتحديد مقدار الوزن الذي يمكن أن تحمله الطائرة بدون طيار ومدى سرعة صعودها. إذا كنت تستخدم محركًا بقوة 1000 كيلو فولت مع بطارية 3S (11.1 فولت) ومروحة مقاس 10 بوصة، فيمكنك توقع ما بين 500 و800 جرام من الدفع. يمكن للمراوح الأكبر حجمًا والبطاريات ذات الجهد العالي أن تمنحك قوة دفع أكبر. يجب أن تتطابق مع المحرك والمروحة والبطارية من أجل رحلة آمنة وقوية.

• يوفر محرك 1000 كيلو فولت مع بطارية 3S ومروحة مقاس 10 بوصات قوة دفع تبلغ 500-800 جرام.

• تعمل المراوح الأكبر حجمًا أو البطاريات ذات الجهد العالي على زيادة الدفع.

• قوة دفع كافية تحافظ على سلامة طائرتك بدون طيار وسهولة التحكم فيها.

مباراة المروحة

يجب عليك اختيار المروحة المناسبة لمحركك. حجم وشكل المروحة يغيران طريقة طيران طائرتك بدون طيار. تحتاج المراوح الطويلة أو الواسعة إلى مزيد من عزم الدوران. تعمل المحركات ذات الجهد العالي بشكل أفضل مع المراوح الصغيرة والخفيفة. يمكن للمحركات ذات الجهد المنخفض أن تقوم بتدوير مراوح أكبر لمزيد من الرفع. إذا كنت تريد المنعطفات السريعة والحركات السريعة، فاستخدم المراوح الصغيرة. إذا كنت تريد حمل كاميرا أو الطيران بثبات، فاستخدم مراوح أكبر بمحركات KV منخفضة.

ملاحظة: يمنحك التوافق الصحيح بين المحرك والمروحة سرعة وتحكمًا ووقت طيران أفضل. اختبر دائمًا إعداداتك قبل الطيران على ارتفاعات عالية أو حمل أحمال ثقيلة.

يمكنك أن ترى أن اختيارك الحركي يغير كيفية تحرك طائرتك بدون طيار واستدارتها وطيرانها. تساعد المحركات ذات عزم الدوران العالي في التحركات الحادة. تمنحك محركات KV العالية السرعة. يتيح لك التوازن الصحيح الطيران لفترة أطول وأكثر أمانًا.

إذا كنت تريد شرحًا أوسع للجهد والسعة والتخزين ومطابقة البطارية قبل اختيار المحركات، فاقرأ مدونتنا: الدليل النهائي لبطارية FPV.

الصيانة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

القضايا المشتركة

قد تواجه مشاكل مع محركات الطائرات بدون طيار أثناء الطيران. إن اكتشاف هذه المشكلات مبكرًا يحافظ على أمان طائرتك بدون طيار ويوفر المال.

• يؤدي استخدام مراوح كبيرة جدًا إلى الضغط على المحرك. هذا يجعل المحرك يسخن ويمكن أن يسبب تلفًا.

• تؤدي معايرة ESC السيئة إلى مشاكل كهربائية. يمكن أن تتوتر المحركات وتتوقف عن العمل.

• الطيران بسرعات عالية لفترة طويلة يسبب الإجهاد الحراري. هذا يمكن أن يدمر الدوارات ويتلف العزل.

• يؤدي الاهتزاز إلى تآكل محامل وأعمدة المحرك بشكل أسرع. الكثير من الاهتزاز يجعل المحركات تدوم لفترة أقل.

• يمكن أن يصل الغبار والأوساخ إلى داخل المحركات. وهذا يسبب الاحتكاك ويجعل المحركات أقل كفاءة وأكثر سخونة.

نصيحة: استمع للأصوات الغريبة وتحقق من وجود حرارة زائدة بعد كل رحلة. تظهر هذه العلامات مشاكل مخفية.

نصائح الصيانة

يمكنك جعل محركات الطائرات بدون طيار تدوم لفترة أطول عن طريق القيام بأشياء بسيطة:

1. فحص وتنظيف المحركات بعد كل رحلة. أخرج الأوساخ والغبار لوقف ارتفاع درجة الحرارة.

2. قم بتركيب المحركات بإحكام وقم بموازنتها بشكل جيد. هذا يقلل من الاهتزاز والتآكل.

3. مراقبة درجة حرارة المحرك أثناء الرحلات الجوية. استخدم أجهزة الاستشعار لمنع ارتفاع درجة حرارة المحركات.

4. استخدام المحركات ضمن الحدود الآمنة. لا تفرط في التحميل أو تطير بقوة.

5. مطابقة المراوح لمواصفات المحرك. تحقق من المراوح في كثير من الأحيان بحثًا عن أي ضرر.

6. قم بتشحيم المحامل بالمنتجات المناسبة. وهذا يقلل الاحتكاك ويساعد المحركات على الاستمرار لفترة أطول.

7. حافظ على سلامة المحركات عند تخزين الطائرة بدون طيار أو تحريكها. استخدم الحالات المبطنة لوقف الضرر.

ملحوظة: قم دائمًا بخلع المراوح وافصل البطاريات قبل تنظيف المحركات أو فحصها. اعمل في مكان به هواء جيد واستخدم فرشًا ناعمة.

ترقية المحركات

يجب عليك ترقية أو تغيير المحركات إذا رأيت هذه العلامات:

وسيلة الشرح: العلامات التجارية الجيدة مثل T-Motor، وEMAX، وKDE Direct تصنع محركات عالية الجودة للترقيات. إن اختيار العلامات التجارية الموثوقة يساعد طائرتك بدون طيار على العمل بشكل أفضل والبقاء آمنًا.

استخدام دواسة الوقود بعناية، وترك المحركات تبرد، وفحص درجة حرارة المحرك يوقف الضرر الحراري. تساعد هذه الخطوات المحركات على الاستمرار لفترة أطول والحفاظ على عمل الطائرة بدون طيار بشكل جيد.

خاتمة

تؤثر محركات الطائرات بدون طيار على كل جزء من أداء الرحلة تقريبًا. يؤثر اختيار المحرك الصحيح على السرعة وعزم الدوران ودعم الحمولة وكفاءة البطارية والموثوقية على المدى الطويل. ولهذا السبب يعد اختيار المحرك المناسب أحد أهم الخطوات في بناء أو اختيار نظام الطائرة بدون طيار.

إذا قمت بمطابقة المحرك بشكل صحيح مع نوع الطائرة بدون طيار والمروحة والبطارية والمهمة المقصودة، فستحصل على نتائج أكثر أمانًا وكفاءة.

إذا كنت بحاجة إلى مساعدة في اختيار اتجاه البطارية المناسب لمحرك الطائرة بدون طيار وإعداد المروحة، اتصل بنا  للحصول على الدعم الفني.

التعليمات

ماذا يعني تصنيف KV لمحركات الطائرات بدون طيار؟

يوضح تصنيف KV مدى سرعة دوران المحرك لكل فولت. إذا كنت تستخدم محرك KV أعلى، فستحصل على سرعة أكبر. تمنحك محركات KV المنخفضة عزم دوران أكبر لرفع الأحمال الثقيلة.

كم مرة يجب عليك تنظيف محركات الطائرات بدون طيار؟

يجب عليك تنظيف محركات سيارتك بعد كل رحلة، خاصة إذا كنت تسافر في الخارج. يمكن أن يتسبب الغبار والأوساخ في ارتفاع درجة الحرارة وتقليل عمر المحرك. استخدمي فرشاة ناعمة وتجنبي الماء.

هل يمكنك استخدام أي مروحة مع أي محرك؟

لا، يجب عليك مطابقة حجم المروحة مع تصنيف KV وعزم الدوران لمحركك. تحتاج المراوح الكبيرة إلى محركات ذات عزم دوران أكبر. تعمل المراوح الصغيرة بشكل أفضل مع محركات KV العالية.

ما هي العلامات التي تشير إلى أن محرك الطائرة بدون طيار يحتاج إلى الاستبدال؟