بواسطة لورين ناجل
إذا كنت تبحث عن محركات طائرات بدون طيار كبيرة وقوية، فلا داعي للبحث أكثر.
نركز في هذا المقال على المحركات الكبيرة والقوية من نوع brushless التي تتمتع بقدرة لا تقل عن 9 كيلوواط. هذه المحركات مخصصة لطائرات بدون طيار ذات حمولة ثقيلة، ومركبات eVTOL، والطائرات الكهربائية، وغيرها.
تخطّ إلى النهاية لمشاهدة جدول ملخص الأداء.
سنقدم في هذا المقال مقارنة متعمقة بين العلامات التجارية التالية للمحركات:
| • magniX |
• H3X
|
|
• EMRAX
|
|
|
• Safran
|
|
|
• T-Motor
|
• Turnigy
|
|
• Thin Gap
|
• KDE Direct |
| • Plettenberg | |
| • Geiger Engineering | |
| • Aerowingfly |
|
هل تحتاج إلى اختبار المحركات والمراوح الكبيرة؟ اطّلع على منصات الاختبار لدينا فلايت ستاند 150 (150 kgf/ 150 Nm) وفلايت ستاند 500 (500 kgf/ 1500 Nm):
magniX
أصبح magniX اسماً معروفاً لدى المهتمين بمتابعة تطور صناعة الطائرات الكهربائية التجارية. ومن خلال عدة شراكات مثمرة، قامت محركات magniX بتشغيل بعض أكثر الطائرات الكهربائية واعدةً في تاريخ الاختبارات، بما في ذلك طائرة Beaver الكهربائية المائية التابعة لشركة Harbour Air، بالإضافة إلى أكبر طائرة تجارية كهربائية بالكامل حتى الآن، وهي Cessna eCaravan. ونظراً إلى أن أكثر من 45% من الرحلات التجارية في عام 2019 كانت تقل عن 500 ميل بحري، تأمل magniX في تحويل هذه المسارات إلى طاقة كهربائية لتحسين الاستدامة البيئية. تعرض magniX حالياً وحدتي دفع كهربائي على موقعها الإلكتروني، وفيما يلي مواصفات وحدة الدفع الكهربائي magni650 EPU.
المواصفات:
- القدرة القصوى: 700 كيلوواط
- عزم الدوران المستمر: 3,200 نيوتن متر
- السرعة القصوى: 2,300 دورة في الدقيقة
- الوزن: 144 كجم
- تشتهر بـ: نجاحها المثبت في الطائرات الكهربائية والطائرات المائية الصالحة للطيران
- المقر: إيفريت، الولايات المتحدة
- الموقع الإلكتروني: www.magnix.aero/
الشكل 1: طائرة Beaver الكهربائية المائية من magniX وHarbour Air (صورة من Harbour Air)
H3X
H3X هي شركة مقرها الولايات المتحدة، وتهدف إلى تشغيل طائرات تجارية كبيرة مثل بوينغ 737. يجمع تصميمها الفريد المحرك الكهربائي والعاكس وصندوق التروس في وحدة واحدة. المحرك صاحب أعلى قدرة خرج هو HPDM-500 بالمواصفات التالية.
المواصفات:
- القدرة القصوى: 500 كيلوواط
- عزم الدوران الأقصى: 590 نيوتن متر
- السرعة القصوى: 10,000 دورة في الدقيقة
- الوزن: 50 كجم
- تشتهر بـ: كثافة القدرة الفائقة
- المقر: مينياپوليس، الولايات المتحدة
- الموقع الإلكتروني: www.h3x.tech/
مزيد من القراءة: اختبارات مؤتمتة لمحرك BLDC الخاص بك
EMRAX
ولدت فكرة EMRAX في عام 2005 عندما قام المؤسس رومان سوسنيك بأول رحلة في سلوفينيا على متن طائرة كهربائية. انتهت الرحلة بهبوط اضطراري عندما تعطل محرك الطائرة من نوع brushless، مما ألهم سوسنيك لتطوير محرك مناسب بنفسه. وبحلول عام 2008، تم إنشاء نموذج أولي وظيفي واختباره، وتلقت EMRAX عدة طلبات للتعاون. والآن في عام 2020، تُستخدم محركات EMRAX بالفعل في مجموعة متنوعة من الطائرات الشراعية الكهربائية والطائرات. تتميز المحركات بكثافة قدرة عالية وتبريد بالهواء، مما يجعلها مثالية لتطبيقات الطيران. وفيما يلي ملخص لأرقام أداء أكبر طراز لديها، EMRAX 348.
المواصفات:
- القدرة القصوى: 400 كيلوواط
- عزم الدوران الأقصى: 1000 نيوتن متر
- السرعة القصوى: 4,500 دورة في الدقيقة
- الجهد الأقصى: 800 فولت
- الكفاءة القصوى: 96%
- نطاق الوزن: 43.9 كجم
- تشتهر بـ: كثافة القدرة العالية وخيار التكديس
- المقر: كامنيك، سلوفينيا
- الموقع الإلكتروني: emrax.com/
MGM COMPRO / Rotex
يقع مقر MGM COMPRO وRotex في التشيك، ويتعاونان لتقديم أنظمة المحرك-ESC المتقدمة إلى سوق الطيران الكهربائي. وهما مشاركان في العديد من المشاريع المبتكرة بما في ذلك مركبات eVTOL، وطائرات الدوارات المائلة، وآلات الطيران الشخصية. وتتوفر بالفعل في السوق طائرات VELO الشراعية ذاتية الإقلاع التي تم تطويرها بالشراكة مع GP Gliders و ΦNIX الطائرة الكهربائية بالكامل من تحالف Pure Flight. وفيما يلي مواصفات أكبر محرك متاح لديها للبيع بالتجزئة، MGM BLDCin 400kW:
المواصفات:
- القدرة القصوى: 400 كيلوواط
- عزم الدوران الأقصى: 540 نيوتن متر
- السرعة القصوى: 8,000 دورة في الدقيقة
- الجهد الأقصى: 800 فولت
- الكفاءة القصوى: تصل إلى 96%
- نطاق الوزن: 129.7 كجم
- تشتهر بـ: حلول تقنية فريدة ومصممة حسب الطلب
- المقر: زلين، التشيك
- الموقع الإلكتروني: www.mgm-compro.com/
- الموقع الإلكتروني: https://www.rotexelectric.eu/
الشكل 2: طائرة شراعية VELO من MGM COMPRO وGP Gliders (صورة من MGM Compro)
NeuMotors
تصنع NeuMotors محركات brushless من نوعي inrunner وoutrunner. وهي نشطة منذ عام 2002. أكبر محركاتها هي سلسلة 180xx، وفيما يلي مواصفاتها.
- القدرة القصوى: 80 كيلوواط
- عزم الدوران الأقصى: --
- السرعة القصوى: 8,000 دورة في الدقيقة
- نطاق الجهد: --
- الكفاءة القصوى: --
- الوزن: 8 كجم+
- تشتهر بـ: inrunners وoutrunners
- المقر: سان دييغو، الولايات المتحدة
- الموقع الإلكتروني: https://neumotors.com/
Safran
تفتخر سلسلة محركات Safran الذكية، المسماة ENGINeUS، ببعض الميزات الفريدة، مثل دمج وحدة التحكم في المحرك والتصميم المغلق للاستخدام في البيئات القاسية. تُستخدم ENGINeUS بالفعل في طائرة eFlyer التابعة لشركة Bye Aerospace، وقد أعلنت Safran أن لديها الآن محركات هجينة متاحة للطائرات المخصصة للتنقل. وفيما يلي خصائص الأداء لأكبر محرك ENGINeUS كهربائي بالكامل.
المواصفات:
- القدرة القصوى: 1 ميجاواط
- عزم الدوران الأقصى: --
- السرعة القصوى: 4,500 دورة في الدقيقة
- الجهد الأقصى: 850 فولت
- الكفاءة القصوى: --
- الوزن: --
- تشتهر بـ: تحمل البيئات القاسية، وحدة تحكم مدمجة في المحرك
- المقر: باريس، فرنسا (المقر الرئيسي)
- الموقع الإلكتروني: www.safran-electrical-power.com/
T-Motor
تقدم T-Motor عدة محركات brushless عالية القدرة، بما في ذلك الطرازات U15L وXL وXXL، التي تنتج قوة دفع تصل إلى 98 كجم لكل محرك. ورغم أنه لم يتم الإعلان عن أي تطبيقات مأهولة حتى الآن، فإن قناتها على YouTube تسلط الضوء على بعض طائرات بدون طيار ومركبات eVTOL الأكبر التي يمكن لمحركاتها تشغيلها. وفيما يلي مواصفات الأداء لمحرك U15XXL الخاص بها:
المواصفات:
- أقصى طاقة: 28 كيلوواط
- أقصى عزم دوران:
- أقصى سرعة: --
- الجهد: 100 فولت
- أقصى كفاءة: --
- الوزن: 5.2 كجم
- معروفة بـ: تعدد الاستخدامات المناخية، والأداء الشامل
- الموقع: نانتشانغ، الصين
- الموقع الإلكتروني: uav-en.tmotor.com/
Turnigy
على مدار أكثر من 20 عامًا، تفخر Turnigy بالحفاظ على أسعار منخفضة للمستهلكين من خلال سلسلة إمداد «فعالة» للغاية. تقدم الشركة تسعة نماذج رئيسية من المحركات، كل منها مناسب لوظيفة فريدة. وبينما تركز الشركة على صناعات الطائرات المسيّرة والتحكم عن بعد، توفر محركاتها طاقة كافية لبعض الرحلات المأهولة، مثل الطائرات متعددة المراوح المأهولة والمظلات الهوائية. كما تقدم الشركة أيضًا مظلة هوائية صغيرة جاهزة من إنتاجها. فيما يلي مواصفات أكبر محرك لدى Turnigy متاح على موقع Hobby King:
المواصفات:
- أقصى طاقة: 9.8 كيلوواط
- أقصى عزم دوران: --
- أقصى سرعة:
- أقصى جهد: 52 فولت
- أقصى كفاءة: --
- الوزن: 2.53 كجم
- معروفة بـ: محركات لمجموعة متنوعة من الاستخدامات
- الموقع: تُباع من خلال Hobby King (هونغ كونغ، الصين)
- الموقع الإلكتروني: www.turnigy.com/
Thin Gap
صُممت محركات Thin Gap مع مراعاة الاستخدامات المدنية والعسكرية على حد سواء، وتشتهر بنسبتها العالية بين العزم والوزن ومتانتها. كما تتميز باستاتور خاص خالٍ من الحديد وتصميم خالٍ من التسنن، مما يتيح كثافة طاقة عالية وسلاسة وكفاءة. تعاونت Thin Gap مع Aurora Flight Sciences لتطوير نظام مروحة قوي لرفع المركبات غير المأهولة الثقيلة. وقد ساهم هذا البحث في تصميم Aurora LightningStrike XV-24A، وهو مشروع كهربائي شبيه بطائرة Osprey تم إيقافه. فيما يلي مواصفات الأداء لمحركها LSI 267-58.
المواصفات:
- أقصى طاقة: 44 كيلوواط
- أقصى عزم دوران: 191 نيوتن متر
- أقصى سرعة: 2,200 دورة في الدقيقة
- الجهد: > 726 فولت
- أقصى كفاءة: --
- الوزن: 4 كجم
- معروفة بـ: استاتور خالٍ من الحديد وتصميم خالٍ من التسنن، ونسبة عالية بين العزم والوزن
- الموقع: كاماريلو، الولايات المتحدة
- الموقع الإلكتروني: www.thingap.com/
الشكل 4: طقم محرك Thin Gap (الصورة من موقع Thin Gap الإلكتروني)
KDE Direct
تتبنى KDE Direct نهجًا في التصنيع يهدف إلى تشغيل التطبيقات المستقبلية مثل الرحلات الفضائية والأقمار الصناعية واستكشاف الفضاء. صُممت محركاتها عديمة الفرش لتدوم طويلًا وتعمل دون اهتزاز، ما يجعلها مثالية للرحلات والمهام السلسة. وبينما تُستخدم إلى حد كبير في الطائرات المسيّرة والمركبات الجوية غير المأهولة، فإنها توفر أيضًا طاقة كافية لرفع الطائرات المسيّرة الثقيلة. وفيما يلي نطاق الأداء لمجموعة محركات KDE Direct عديمة الفرش.
المواصفات:
- نطاق أقصى طاقة مستمرة: 0.43 - 12.8 كيلوواط
- نطاق أقصى عزم دوران: --
- نطاق أقصى سرعة: --
- نطاق الجهد: 60.9 فولت
- أقصى كفاءة: --
- نطاق الوزن: 2.1 كجم
- معروفة بـ: التشغيل دون اهتزاز
- الموقع: بيند، الولايات المتحدة
- الموقع الإلكتروني: www.kdedirect.com/
للمزيد من القراءة: لماذا يجب قياس عزم دوران محركك عديم الفرش
Pipistrel
تُعد Pipistrel رائدة في صناعة الدفع الكهربائي، إذ توفر عدة نماذج مختلفة من الطائرات الكهربائية بالكامل متاحة للشراء. وكانت طائرتها Velis Electro أول طائرة تعمل بالطاقة الكهربائية تحصل على شهادة نمط من الوكالة الأوروبية لسلامة الطيران، مما مهد الطريق لتطوير الصناعة. كما تقدم الشركة أيضًا مظلات هوائية كهربائية ذاتية الإقلاع وطائرات هجينة من طراز الطيران العام. وتعمل هذه الطائرات بمحركها E-811 المبرد بالسائل، القادر على توفير طاقة مستمرة تبلغ 49.2 كيلوواط. وفيما يلي ملخص كامل لخصائصه الأساسية.
المواصفات:
- أقصى طاقة: 57.6 كيلوواط
- أقصى عزم دوران: 220 نيوتن متر
- أقصى سرعة: 2,500 دورة في الدقيقة
- أقصى جهد: 400 فولت
- أقصى كفاءة: --
- الوزن: 22.7 كجم
- معروفة بـ: أول محرك كهربائي معتمد لاستخدامات الطيران العام من الوكالة الأوروبية لسلامة الطيران
- الموقع: أجدوفشينا، سلوفينيا
- الموقع الإلكتروني: www.pipistrel-aircraft.com/
الشكل 5: طائرة Velis Electro الكهربائية بالكامل (صورة من Pipistrel)
MAD Components
وُلدت المحركات التيار المباشر بدون فرش التي تنتجها MAD Components، حسب تعبير الشركة، من أجل الرفع الثقيل والطائرات المسيّرة المأهولة. صُمم كل دوار مزود بمحرك من MAD Components ليوفر أقصى قوة دفع تصل إلى 114 كجم قوة لكل دوار. وبفضل تصميمها للاستخدامات التجارية والترفيهية على حد سواء، سترى محركات MAD في طائرات تتراوح من طائرات الإنقاذ الطارئة المسيّرة إلى المظلات الهوائية. وفيما يلي مواصفات محركها الأعلى أداءً، MAD TORQ M50C35 PRO EEE 34 KV.
المواصفات:
- أقصى طاقة: 25 كيلوواط
- أقصى عزم دوران: حتى 78.4 نيوتن متر
- أقصى سرعة: --
- أقصى جهد: --
- أقصى كفاءة: 87%
- الوزن: حتى 4.2 كجم
- معروفة بـ: تصميم تبريد محسّن، ومكونات متينة
- الموقع: وارسو، بولندا
- الموقع الإلكتروني: https://mad-motor.com/
ePropelled
تعتزم ePropelled إحداث ثورة في صناعة المحركات التيار المباشر بدون فرش للطائرات الكهربائية ذات الإقلاع والهبوط العمودي (eVTOL) والطيران من خلال تطوير حلول تلبي احتياجات نسبة القدرة إلى الوزن في هذا القطاع. ويشمل تفويضها تحديدًا تقديم «أنظمة دفع للمركبات الجوية غير المأهولة (UAVs) والطائرات الكهربائية ذات الإقلاع والهبوط العمودي (eVTOL)». وتنتج تقنيتها الحاصلة على براءة اختراع «طريقة دفع كهربائي أكثر كفاءة في استخدام الطاقة بشكل كبير، ما يزيد من مدى الطيران والعمر الافتراضي لحزمة البطارية»، ما يتيح للمصنّع توفير المال في تكاليف البطاريات. وفيما يلي مواصفات محركها LEV 8000.
المواصفات:
- أقصى طاقة: حتى 8 كيلوواط
- أقصى عزم دوران: حتى 70 نيوتن متر
- أقصى سرعة: 7,500 دورة في الدقيقة
- أقصى جهد: --
- أقصى كفاءة: 90%
- الأبعاد (الطول × العرض) - 220 مم × 223.5 مم
- معروفة بـ: --
- الموقع: لويل، الولايات المتحدة
- الموقع الإلكتروني: https://epropelled.com/
Fly Dragon
Fly Dragon هي شركة صينية تعمل في تشنغدو. وتقدم ثلاثة محركات للطائرات المسيّرة الثقيلة، أكبرها محرك G110. وتأتي جميع محركاتها للرفع الثقيل في شكل طقم يتضمن مروحة ووحدة تحكم إلكترونية بالسرعة (ESC). وفيما يلي مواصفات محركها G100 عند تشغيله بجهد 500 فولت وبنسبة دفع 80%.
المواصفات:
- أقصى طاقة: 54 كيلوواط
- أقصى عزم دوران: 108 نيوتن متر
- أقصى سرعة: 2,670 دورة في الدقيقة
- أقصى جهد: 650 فولت
- أقصى كفاءة: >88%
- الوزن: 13.2 كجم
- معروفة بـ: محركات للطائرات المسيّرة الثقيلة
- الموقع: تشنغدو، الصين
- الموقع الإلكتروني: http://www.dronefromchina.com/
الشكل 6: طقم دفع G110 من Fly Dragon (صورة من موقع Fly Dragon الإلكتروني)
Plettenberg
المبدأ التوجيهي لشركة Plettenberg هو تحقيق أقصى كفاءة بأقل وزن ممكن. وتوفر الشركة عدة محركات كهربائية جاهزة للشراء، كما تنفذ مشاريع مخصصة بناءً على الطلب. ووفقًا لموقعها الإلكتروني، فإن حلولها القياسية «توفر مستويات كفاءة تصل إلى 95% ونسب قدرة إلى وزن تصل إلى 26 كيلوواط/كجم». ويُعد محركها Nova 50 الأقوى في مجموعتها، وفيما يلي مواصفاته الكاملة.
- أقصى طاقة: 50 كيلوواط
- أقصى عزم دوران: 142 نيوتن متر
- أقصى سرعة: 5,600 دورة في الدقيقة
- أقصى جهد: 320 فولت
- أقصى كفاءة: >93%
- الوزن: 11.5 كجم
- معروفة بـ: محركات عالية الكفاءة
- الموقع: باوناتال، ألمانيا
- الموقع الإلكتروني: https://plettenberg-motoren.net/
للمزيد من القراءة: كيفية عمل المحركات التيار المباشر بدون فرش واختبارها
Beyond Motors
تنتج Beyond Motors مجموعة من المحركات ذات التدفق المحوري لمختلف التطبيقات، بما في ذلك الطيران والمجال البحري والسيارات والسباقات. وتستخدم نظام تبريد بالمياه «قيد انتظار براءة الاختراع» يتيح كفاءة عالية وطاقة مستمرة. وتبدأ مجموعتها من المحركات بطاقة مستمرة تبلغ 75 كيلوواط، وتصل إلى 230 كيلوواط طاقة مستمرة، مع طاقة قصوى تبلغ 430 كيلوواط في محركها AXM4. وللراغبين في ذلك، صُممت محركاتها بحيث يمكن تكديس ما يصل إلى 3 منها في صف واحد لتوفير طاقة مضاعفة ثلاث مرات بنفس القطر.
المواصفات:
- أقصى طاقة: 430 كيلوواط
- عزم دوران مستمر: 1,000 نيوتن متر
- أقصى سرعة: 4,500 دورة في الدقيقة
- الجهد: 550 فولت
- أقصى كفاءة: --
- الوزن: 51.1 كجم
- معروفة بـ: تصميم قابل للتكديس لتحقيق ضعف/ثلاثة أضعاف القدرة وعزم الدوران
- الموقع: سلوفينيا
- الموقع الإلكتروني: https://beyondmotors.io
Geiger Engineering
تنتج Geiger Engineering محركات كهربائية ومراوح وملحقات لتطبيقات الطيران. وما يجعل محركاتها فريدة هو خيار Duplex، الذي يحتوي على نظامي طاقة متطابقين مع تكرار متجانس لحماية الطائرة في حال تعطل أحد النظامين. فيما يلي مواصفات أكبر عضو في عائلة محركاتها عالية القدرة (HPD).
المواصفات:
- أقصى طاقة: 70 كيلوواط
- عزم دوران مستمر: --
- أقصى سرعة: 260 دورة في الدقيقة
- الجهد: --
- أقصى كفاءة: --
- الوزن: 16 كجم
- معروفة بـ: نظام Duplex لأمان إضافي
- الموقع الإلكتروني: https://www.geigerengineering.de/en
Free RC Hobby
يُعد MP240150 أكبر محرك جاهز لدى Free RC Hobby. ويوفر معايير قابلة للتخصيص للمستشعرات والتبريد وKv. ويظهر على موقعهم الإلكتروني شعارهم: «يمكننا فعل ما تحتاج إليه»!
- أقصى طاقة: 100 كيلوواط
- أقصى عزم دوران: يصل إلى 180 نيوتن متر
- أقصى سرعة: --
- أقصى جهد كهربائي: 400 فولت
- ذروة الكفاءة: --
- الوزن: يصل إلى 19 كجم
- معروف بـ: --
- الموقع: دونغوان، الصين
الموقع الإلكتروني: https://www.freerchobby.cc/
Aerowingfly
تنتج شركة Shenzhen Aerowingfly Elec Control Co., Ltd. المحركات الكهربائية والمراوح ووحدات التحكم الإلكترونية بالسرعة (ESC) ومجموعات الأذرع الكاملة للطائرات المسيّرة ومركبات eVTOL. وما يجعل مجموعتها فريدة هو تركيزها على أنظمة الدفع ذات الأحمال الثقيلة، مع وحدات تحكم إلكترونية بالسرعة عالية الجهد ومحركات عالية كثافة الطاقة مصممة خصيصًا لتلبية متطلبات طائرات اللوجستيات المسيّرة ذات الأحمال الثقيلة ومنصات eVTOL الحضرية. وفيما يلي مواصفات محركها الكهربائي عالي الأداء من نوع BLDC للطائرات من نوع eVTOL.
المواصفات:
- أقصى طاقة: 90 كيلوواط
- عزم الدوران المستمر: --
- أقصى سرعة: --
- الجهد الكهربائي: 450 - 850 فولت
- ذروة الكفاءة: --
- الوزن: 38.2 كجم
- معروف بـ: تشغيل الطائرات المسيّرة ذات الأحمال الكبيرة جدًا
- الموقع الإلكتروني: https://www.aerowingfly.com/
جدول ملخص (من أعلى إلى أدنى حسب أقصى طاقة)
