تأسست شركة نانجينغ إيرفلاي لتكنولوجيا الإلكترونيات المحدودة (Airfly Tethered) في يونيو 2018. وهي شركة رائدة عالميًا في توفير حلول متكاملة وشاملة لجميع السيناريوهات.
حلول الطاقة المربوطة لاختبار الطيران eVTOL خفيف الوزن
الكتاب الأبيض التقني المرتبط بالطائر
خلاصة
وقد وضعت التقدم السريع في التنقل الجوي الحضري (UAM) واقتصاد المنخفضة الارتفاع طائرات eVTOL خفيفة الوزن في مركز الابتكار العالمي للطيران.القدرة على الإطالة لفترة طويلة، ومازال التحقق من صحة نظام الدفع تحديًا كبيرًا للمطورين. هذه الورقة البيضاء تقدم هيكل الطاقة المرتبطة بالجهد العالي من Kitefly Tethered,كابل HV ذو قوة عالية، ووحدة تنظيم DC/DC الداخلية لتمكين اختبار eVTOL الخاضع للسيطرة والمتواصل ومستقر للطاقة.نظام الطاقة الأرضية G40proوWF24 وحدة تنظيم على متن الطائرة، تظهر هذه الوثيقة كيف يمكن للفرق إجراء اختبارات الطيران الممتدة ، ومحاكاة الازدحام ، والتحقق من الدفع ، وتعديل التحكم في الطيران مع تحسين السلامة والكرار.الهندسة المعمارية توفر كفاءة عالية، انخفاض تكاليف التشغيل، والتوافق مع الجيل التالي من منصات الطاقة الخفيفة الوزن eVTOL.
1خلفية: تحديات تطوير UAM واختبار eVTOL
تواجه طائرات eVTOL خفيفة الوزن قيود متعددة خلال المرحلة الأولى من التطوير:
أناصمود محدود أثناء الطيران
أناالتحقق غير الكامل من موثوقية نظام الدفع
أناهامش سلامة بطارية غير مؤكد
أنامخاطر حوادث فقدان السيطرة
مع تزايد تواتر الاختبارات، تحتاج فرق البحث والتطوير بشكل عاجل إلى حل يضمن:
أنااختبار آمن في منطقة ثابتة
أناالقدرة على تحمل الجهد العالي والقوة العالية
أناتجارب الديناميكا الهوائية والتحكم في الطيران يمكن تكرارها
أناالإذن بإجراء الاختبارات في المجال الجوي الحضري أو المنظم
أنظمة الطاقة المربوطةلذلك أصبحت أداة حاسمة لمطوري eVTOL.
2دور الأنظمة المرتبطة في أبحاث وتطوير eVTOL خفيفة الوزن
2.1 الحد من مخاطر الطيران في مرحلة التطور المبكرة
يحدّ النظام المربط من ارتفاع الطائرة و نصف قطرها، مما يجعلها في بيئة اختبار خاضعة للرقابة.حتى في حالات:
أناانقطاع الطاقة
أناعدم استقرار الدفع
أناشذوذ في نظام التحكم في الطيران
الطائرة لا تستطيع الانجراف أو الهروب من المنطقة المحددة
2.2 تمكين اختبارات الطيران الطويل الأمد والقوة العالية
البطاريات التقليدية تحد من مدة الاختبار إلى دقائق فقط.هذا يقيد:
أنارسم منحنى كفاءة المحرك
أناقياسات استقرار الدفع
أنااختبارات تبديل الدفع الزائدة
أناتقييم الاهتزازات والضوضاء لفترة طويلة
مع توفير الطاقة المرتبطةعشرات الكيلووات من الطاقة المستقرة للطاقة المشتركة، يمكن إجراء الاختبارات لمدةالساعات، مما يعطي بيانات أكثر موثوقية.
2.3 السماح بإجراء اختبارات آمنة في المناطق الحضرية أو المحظورة
اختبار الطيران الحر غالباً ما يتطلب موافقة تنظيمية صارمة.
على النقيضالاختبار المرتبط يسمح بسهولة أكبر، لأن الارتفاع ومجال الطيران محدود.هذا يسمح بالاختبار في:
أناقاعات اختبار المصنع
أنامناطق البحث والتطوير في المطارات
أناالمناطق الصناعية على أطراف المدن
أناأسباب اختبار eVTOL المرفقة
3سيناريوهات تطبيق نموذجية
1.اختبار مقاومة المحرك واختبار الذروة
2.أبحاث الديناميكا الهوائية والشفرة والاهتزازات
3.ضبط خوارزمية تحكم الطيران
4.تحويل نظام الدفع الزائد
5.محاكاة حالة الطوارئ
6.الاختبار المتحكم به في المجال الجوي المنخفض المنظم
أنظمة مربوطة تضمن اختبارآمنة، مستمرة، قابلة للتكرار، ومسيطرة.
4حل اختبار eVTOL خفيف الوزن
طلب مشروع أبحاث وتطوير eVTOL خفيف في الخارج مؤخراً:
أنااختبار الطيران الممتد
أناالجهد العالي1000 فولت DCالمدخلات
أنااللوائح الثانوية14S (60 فولت)حافلة الطاقة الداخلية
أنااختبارات التحمل المستمرة والمتواصلة
قدمت شركة Kitefly Tethered بنية اختبار مخصصة.
4.1 نظام الطاقة الأرضية G40pro
مصممة لاختبار eVTOL عالي الطاقة
مدخل:380 فولت AC (ثلاثة مراحل)الناتج:1000 فولت DCالقوة القصوى:30 كيلوواط
القدرات الرئيسية
أناإنتاج HV ثابت لنظم الدفع المباشر
أنا30 كيلوواط ذروة للطيران، تغيير المدى، وملحقات التسارع
أناالعزل الصناعي للسلامة
أنامتوافق مع كابلات التوصيل عالية الجهد للاختبارات الطويلة
4.2 وحدة تنظيم الطائرة WF24
تحويل حافلة الطاقة عالية الجهد → 14S
القوة القصوى:24 كيلوواطمدخل:800~1000 فولت DCالناتج:60 فولت (14S)
WF24 تمكين
أناتحويل الجهد عالية الكفاءة
أناطاقة ثابتة من 24 كيلوواط للطيران أثقل
أناالطاقة المستمرة للمحركات والإلكترونيات الطيرانية
أناانخفاض في الجهد أو تقلبات صفر في ظل قوة دفع عالية
5مزايا بنية اختبار eVTOL من Kitefly Tethered
أناالسلامة العاليةيزيل خطر الطيران الهارب
أناالقدرة على استخدام الطاقة العاليةيدعم اختبارات الدفع طويلة الأمد، عالية الحمل.
أناتكاليف تشغيل أقللا تغيير البطاريات، لا دورات تدهور.
أنابيانات قابلة للتكراريسمح لظروف الاختبار الخاضعة للرقابة والمتكررة
أناخريطة الطريق المتوافقةمحاذاة بالكامل مع مستويات طاقة eVTOL الخفيفة الحديثة (800 ‰ 1000 فولت).
تشكل هذه الهندسة المعمارية أساسًا للتحقق المستقبلي على نطاق واسع.
الكلمات الرئيسية:اختبار eVTOL المرتبط ، طاقة الأرضية متواصلة 1000 فولت ، G40pro ، WF24 ، مقاومة الطيران eVTOL ، اختبار التنقل الجوي الحضري ، تطوير eVTOL خفيف الوزن ، نظام إمدادات الطاقة المرتبط
طلب حل اختبار eVTOL مخصص
فريقنا الهندسي يمكنه تخصيص بنية طاقة مربوطة لجهد الدفع الخاص بك، نظام المحرك، وخريطة طريق الاختبار.البريد الإلكتروني:susy@tetheredsystem.comالموقع:www.tetheredsystem.com
ومع استمرار تزايد أبعاد توربينات الرياح، تزداد احتمالية حدوث صدمات البرق بشكل كبير. قد يؤدي البرق إلى تلف أنظمة التحكم في توربينات الرياح والمكونات الكهربائية والشفرات والمولدات.يُقدّر أنيمثل البرق 80% من جميع مطالبات تأمين توربينات الرياح، بينماالفشل المرتبط بالبرق يمثل 60% من جميع خسائر الشفرةفي المتوسط، كل توربينات الرياح تعاني من تلف الشفرة الناجم عن البرقمرة واحدة كل 8.4 سنة.بالنسبة لعمر التوربين العادي البالغ 20 عاماً، هذا يتوافق مع2ـ 3 حوادث تلف الشفرة الناجمة عن البرق.
لفهم لماذا توربينات الرياح غالبا ما تكون "مستهدفة" من قبل البرق، يجب توضيح ثلاثة عوامل رئيسية:
1.الارتفاع والتعرض البيئي:ارتفاعات أطراف توربينات الرياح الحديثة تتجاوز 150 متراً، وارتفاع أكبر يزيد من احتمال إصابة البرق.
2.حركة الدوران:سرعة ذروة الشفرة تصل80-100 متر/ثانية، وهذه الدورة عالية السرعة تكثف تراكم الشحنة الكهربائية، وزيادة جذب البرق.
3.خصائص مادة الشفرة:عادة ما يتم بناء الشفرات من الألياف الزجاجية أو ألياف الكربون ، والتي لديها موصلات سيئة.عندما يضرب البرق، لا يكون للتيار الكهربائي مسار مباشر ما لم يتم تضمين مسار توصيل خاص للبرق.
لهذا السبب يجب أن تحتوي الشفرات على جهاز داخلينظام الحماية من البرق (LPS)تتكون من مستقبلات البرق، والموصلات إلى أسفل، ومحطات التربة. يتم وضع المستقبلات في أطراف الشفرة والأحواض الأمامية حيث تحدث الضربات بشكل شائع.أنها توفر مسار مقاومة منخفضة لتوجيه بسهولة التيار البرق من خلال البرج وإلى الأرض.
تعتمد طرق التفتيش التقليدية علىسلة معلقة يدويةأوشاحنات الرفع الجوي. فحص توربينات الرياح الواحدة يتطلب عادةأكثر من 5 ساعاتيسمح بتفتيش 1 ٪2 فقط من التوربينات يوميًا. يجب على الفنيين العمل في سلال معلقة على ارتفاع عشرات الأمتار إلى أكثر من 100 متر فوق الأرضبالإضافة إلى:
أناالعمليات تعتمد بشكل كبير على الظروف الجوية (وخاصة الرياح).
أناهناك حاجة إلى معدات متخصصة كبيرة (رافعات، مصاعد جوية) ، مما يتسبب في تكاليف التفتيش المرتفعة للغاية.
أناسوء الأحوال الجوية يعيق عمليات التفتيش مما يؤدي إلى تأخير الجدول و زيادة المخاطر
الصناعة بحاجة ماسة إلى طريقة تفتيش جديدةالذي يزيد بشكل كبير من الكفاءة، يقلل من مخاطر السلامة، ويضمن دقة القياس.هذا هو السياق الذيتكنولوجيا التفتيش الذكية القائمة على الطائرات بدون طياروقد ظهر حل ثوري لصناعة طاقة الرياح.
2المفهوم التقني العام: التفتيش الذكي القائم على الاتصال والفعال للغاية
للتغلب على قيود الطرق التقليدية، تتحرك صناعة طاقة الرياح نحو تقنيات ذكية وأكثر أماناً.هذا الحل يستخدمالطائرات بدون طيار كمنصة للتفتيش الجوي.
يستخدم النظام طائرة بدون طيار لنقلوحدة الكشف عن نوع الاتصالالتي تلمس عن بعد مستقبل البرق / رأس الشفرة لإكمال الحلقة الكهربائية.
أناقابلة للإنسحابمجموعة من الشبكات النحاسية الموصلةيتم تثبيتها فوق الطائرة بدون طيار.
أناعندما يصل الطائرة بدون طيار إلى منطقة القياس، يقوم المشغل بتحكمها لإجراء اتصال مادي مع مستقبل الشفرة / الطرف.
أنايتم تثبيت كابل الكشف على الشبكة النحاسية ويتم إدخالها / إخراجها تلقائيًا بواسطة الرافعة.
أناالرافعة تتصل بـميكرو أوممتر الأرضيلقياس التوصيل والمقاومة
هذا يحققالقياس المباشر لاستمرارية طرف الشفرة ومقاومة الأرضبدون عمليات بشرية على ارتفاعات عالية
3المزايا الرئيسية والابتكارات التكنولوجية: إعادة تعريف معيار فحص توربينات الرياح
3.1 تحسين فعالية ثورية
حلّ الطائرات بدون طيار يُحسّن بشكل كبير كفاءة التفتيش.فالتفتيش التقليدي في السلة المعلقةأكثر من 5 ساعاتلتوربينة واحدةحل الطائرات بدون طيار يكملقياس رأس شفرة واحدة في أقل من 3 دقائق، تحسين الكفاءة من خلالمئات المرات.
يمكن فحص مزرعة رياح كاملة في نافذة قصيرة جدا، مما يقلل بشكل كبير من وقت توقف التوربين وتحسين إنتاج الطاقة.
3.2 تحسين السلامة على جميع الجبهات
واحدة من أكبر المزايا هيالقضاء على العمليات البشرية على ارتفاعات عالية.يتم كل العمل على الأرض، لا توجد معدات رفع، لا توجد إرتفاعات للموظفين.
تشمل عناصر السلامة الإضافية:
أنايتم تأمين كابل الكشف من خلال مرفق من نوع الحلقة ، مما يمنع المراوح من الطائرات بدون طيار من الاتصال بالكابل.
أنايعمل النظام في نطاق أوسع من الظروف الجوية ، مما يوسع من وقت العمل المستخدم.
4مكونات النظام ووصف وظيفي
4.1 منصة الطائرات بدون طيار
يستخدم النظامطائرات بدون طيار من الصناعةمع مقاومة قوية للرياح والاستقرار.وتشمل النماذج الموصى بها:
أنادي جي آي إم 350
أنادي جي آي إم 400
4.2 كاشف الاتصال بالرصيف النحاسي الموصل
يتكون الكاشف من هيكل حلقوي مع شبكة داخلية معدنية موصلة.كابل الكشف مثبت على الشبكةهذا التصميم يزيد من مساحة الاتصال ويعزز موثوقية الاتصال.
4.3 نظام القيادة الآلي على الأرض ونظام القياس
نظام الأرض يشمل:
أناالرافعة الرافعة(التدحرج التلقائي) ، يربط بالشبكة النحاسية للطائرة بدون طيار
أناميكرو أوهم مترلقياس المقاومة في الوقت الحقيقي
معاً تشكل حلقة الكشف الكاملة.
5سيناريوهات التطبيق: حلول فحص طاقة الرياح على مدار دورة الحياة الكاملة
5.1 التفتيش المجدول لمزارع الرياح البرية
مثالية للصيانة الوقائية قبل موسم البرقالنظام ينهي بسرعة قياسات الأرضية الكاملة للشفرة، مما يقلل من وقت التوقف ومنع فشل الشفرة الناجم عن البرق.
5.2 اكتشاف مزرعة الرياح البحرية
عمليات التفتيش التقليدية في الخارج صعبة للغاية ومكلفة.نظام الطائرات بدون طيار يلغي الحاجة إلى السفن والرفعات الجوية، مما يقلل بشكل كبير من صعوبة التشغيل والمخاطر.
5.3 تركيب وتشغيل التوربينات
أثناء تركيب التوربين، يمكن لنظام الطائرات بدون طيار التحقق مباشرة من مقاومة الأرضية LPS بعد تجميع التوربين بالكامل، وهو شيء لا يمكن للطرق التقليدية المرحلة بخطوة القيام به.
5.4 تشخيص خطأ الحماية من البرق
بعد ضربة البرق ، يقوم نظام UAV بإجراء تشخيص سريع لتأكيد سلامة LPS ، وتحديد العيوب ، وتوجيه الإصلاحات - مما يقلل من وقت توقف التوربين.
6الدعم الفني وضمان الخدمة
6.1 الدعم الهندسي المهني
نحن نقدم فريق مكرس مع قوة الرياح القوية وخلفيات تطبيق الطائرات بدون طيار.تشمل الخدمات تصميم الحلول واختيار المعدات والدعم الفني في الموقع.
6.2 تحديثات مستمرة للتكنولوجيا
نحن نُحسّن أداء النظام باستمرار ونوسّع الوظائف بناءً على احتياجات الصناعة المتطورة.العديد من براءات الاختراع ذات الصلة تشكل نظام حماية فنية شامل.
المواصفات التفصيلية
الكشف عن الرافعة الرافعة وتركيب شبكة النحاس
لا، لا، لا
البند
المواصفات
ملاحظات
1
النموذج
AF-JP-100
كابل 100 متر افتراضي
2
الوزن
2500 غرام ± 20 غرام
يتضمن كابل 100 متر
3
الأبعاد
210 × 190 × 170 مم
L × W × H
5
طاقة المدخل
24 VDC
يتضمن محول AC 220V → 24V DC
6
التيار الحالي
2 ¢3 A
قابلة للتخصيص؛ المرور عبر الألياف البصرية اختياري
8
وضع العمل
التوصيل واللعب
9
عزم الدوران
مقبض قابل للتعديل
الحد الأقصى 66 ن
10
نموذج شبكة النحاس
AF-TW
11
وزن شبكة النحاس
590 ج ± 20 ج
12
حجم شبكة النحاس
320 × 320 × 53 مم
القطر العلوي 320 ملم؛ الشبكة المتدفقة مع التخفيف الداخلي؛ الحد الأقصى للانسحاب 70 ملم
13
الاتصال
كابل متصل مباشرة بسطح شبكة معدنية
14
طريقة التثبيت
يتضمن لوحة تركيب DJI M350 سريعة الإفراج + 4 قطع من المسامير M3 × 10
يرتبط بـ DJI M350
ملاحظة
الجهاز يحتوي على شبكة نحاسية فقط؛ لا يحتوي على أجهزة توصيل هيكلية
يمكن للمستخدمين تقليص ارتفاع العمود أو توسيع قطر الشبكة حسب الحاجة
I. الخلفية وطلب الصناعة
مع التحضر السريع، أصبح تنظيف وصيانة الواجهات الشاهقة وأبراج تبريد محطات توليد الطاقة والواجهات الخارجية للمنشآت الكيميائية احتياجات صناعية ملحة.يواجه التنظيف اليدوي التقليدي للوصول إلى الحبال "الرجل العنكبوت" ثلاثة تحديات رئيسية:
·مخاطر السلامة العالية:تم تعليق الموظفين على ارتفاعات، وحوادث متكررة.
·انخفاض كفاءة التنظيف:تغطية محدودة لكل عملية، وعملية تستغرق وقتًا طويلاً.
·جودة التنظيف غير المتناسقة:تجعل العمليات اليدوية من الصعب الحفاظ على الضغط المتساوي والتغطية الكاملة.
يحتاج السوق بشكل عاجل إلى حل مبتكر يمكّنعملية ميكانيكية على ارتفاعات عالية,عمليات التنظيف الموحدة، وإدارة سير العمل المتكاملة.النظام الطائرات بدون طيار لإمداد المياه المربوطة Kiteflyتم تطويره خصيصًا لتلبية هذه الاحتياجات.
ثانيا. المزايا الأساسية والابتكارات التكنولوجية
1. تقنية الحبل المزدوج الرائدة في الصناعة
·في عام 2023، كانت Kitefly رائدة في مفهوم"تنظيف الحبل المزدوج"تحقيق إمدادات الطاقة والمياه في وقت واحد من خلال الحبل.
·يتيح عملية التحليق لفترة طويلة، مما يخترق القيود المفروضة على قدرة البطارية على التحمل.
2. التنظيف الدقيق بالضغط العالي
·يدعم مسدس التنظيف ضغوطًا تصل إلى25 ميجا باسكالإزالة البقع العنيدة بشكل فعال.
·خيارات فوهة متعددة متاحة لـطلاء الرغوة,رش ضباب ناعم، والغسيل النفاث الاتجاهيمما يضمن أوضاع تنظيف قابلة للتكيف وفعالة.
3. منصة التوافق الذكي
·ثلاثة نماذج مخصصة لمسدس التنظيف متوافقة معدي جي آي إم 400,FC100وطائرات بدون طيار مجمعة من طرف ثالث.
·يسمح التصميم المعياري سريع التحرير بالتركيب والتفكيك السريع، مما يحسن استخدام المعدات بشكل كبير.
4. تعزيز السلامة والموثوقية
·يزيل تمامًا مخاطر العمل اليدوي على ارتفاعات عالية.
·يضمن النظام المربوطتحوم مستقرةوقويةمقاومة الرياحأثناء العملية.
ثالثا. تكوين النظام والوصف الوظيفي
1. نظام ضخ المياه بالطاقة
·الملكيةAF-B7 / AF-B11المضخات: تصنيف الطاقة7.5-11 كيلو واط, ضغط قابل للتعديل0-25 ميجا باسكال.
·سلسلة مضخة كارشرالمتاحة: خفيفة الوزن ومتنقلة لعمليات مرنة.
·تعمل وحدة الترشيح المدمجة على تقليل بقايا خطوط المياه بشكل فعال وتحسين جودة التنظيف.
2. بنادق رش التنظيف المتخصصة
- AF-Q1:تمتد إلى 1.9 م,مناسبة للطائرات بدون طيار المجمعة من طرف ثالث
- AF-Q2:تمتد إلى 3.7 م,الأمثل لDJI FC100
-M400-Q3:تصميم مدمج، متوافق مع منصة DJI M400
3. نظام توصيل المياه
·خرطوم النايلون الصلب:مقاومة للضغط حتى 8 ميجاباسكال، مناسبة للعمليات عالية الكثافة.
·خرطوم مرن مضفر:مرنة للغاية وسهلة التوجيه والتخزين.
·تركيبات التوصيل السريع القياسية:اتصالات مريحة وموثوقة.
4. المعدات المساعدة
·بكرة خرطوم يدوية:تمكن من استرجاع خرطوم المياه بسرعة.
·قضيب الدعم المقوى:يعزز الثبات عند تشغيل قضبان الرش الطويلة.
·وكلاء التنظيف المتخصصة:تركيبات محسنة للمواد السطحية المختلفة.
سادسا. سيناريوهات التطبيق
1. المباني الحضرية الشاهقة
·التنظيف الروتيني للحوائط الستائرية الزجاجية
·صيانة واجهات الواح الالمنيوم
·تنظيف الأسطح الخارجية للرخام
2. مرافق الطاقة والكهرباء
·تنظيف برج تبريد محطة توليد الكهرباء
·إزالة الغبار من الألواح الكهروضوئية
·صيانة برج توربينات الرياح
3. المنشآت الصناعية والكيميائية
·تنظيف سطح برج المفاعل
·الصيانة الخارجية لخزان التخزين
·إزالة الصدأ والبقع من خطوط الأنابيب على ارتفاعات عالية
4. السيناريوهات المتخصصة
·تنظيف رصيف الجسر
·صيانة سقف الملعب
·التنظيف الوقائي للمباني التراثية
سابعا. الدعم الفني والخدمات
1. المساعدة الفنية المهنية
·تصميم النظام المتكامل
·التثبيت والتشغيل في الموقع
·تدريب المشغلين وإصدار الشهادات
2. خدمة ما بعد البيع الشاملة
·خدمة مدعومة من الشركة المصنعة للمعدات المطورة داخليًا
·دعم كارشر الرسمي لما بعد البيع
·صيانة سريعة الاستجابة
3. ترقيات المنتج المستمر
·تكوينات ضغط المياه قابلة للتخصيص
·البحث والتطوير المستمر لملحقات مسدس الرش
·تحديثات برامج OTA
4. تطوير النظام البيئي للصناعة
·نظام عضوية تحالف التنظيف
·تقاسم التكنولوجيا الشريكة
·صياغة معايير الصناعة المشتركة
ثامنا. خاتمة
من خلال الابتكار التكنولوجي وتكامل النظام، وKitefly المربوطة بدون طيار حل تنظيف إمدادات المياهيحققعمليات التنظيف الجوي أكثر أمانًا وكفاءة وموحدة، تقدم مسارًا تكنولوجيًا جديدًا لصيانة المباني والتنظيف الصناعي.نتطلع،الذبابة الورقيةستستمر في تطوير تقنية Tether، وتوسيع نطاق تطبيقها، والعمل مع الشركاء لتعزيز التحول الذكي للعمليات على ارتفاعات عالية.
أكثر أمانًا، وأكثر كفاءة، وأكثر ذكاءً - الذبابة الورقية المربوطة، تعيد تعريف مستقبل التنظيف الجوي.