بواسطة تشارلز بلوان
خلال السنوات الست التي تلت بدءنا في بيع تقنية منصة اختبار الطائرات المسيّرة الخاصة بنا، تعلمنا الكثير من الدروس من خلال التجربة والخطأ. وقد قادنا أحد تلك الدروس إلى تطوير تقنيتنا (التي لا يزال طلب براءتها قيد الانتظار)، وهي نظام خلايا قياس قوى صلبة لقياس الدفع وعزم الدوران.
إذا كنت على دراية بمنتجاتنا، فأنت تعلم أن منصات الاختبار لدينا تجمع بين قياسات الدفع وعزم الدوران والجهد والتيار لاستنتاج طاقة النظام وكفاءته.
ربما يكون المفهوم الأكثر وضوحًا لمثل هذه الأداة، والأرخص تكلفة في البناء، هو نظام يتضمن محامل أو جلبًا. (نحن نعلم ذلك، لأن هذا ما استخدمناه في تصميمنا الأصلي من سيريز 1585).
الشكل 1: إصدار مبكر من جهاز اختبار قوة الدفع من سيريز 1580
ومع ذلك، فقد تعلمنا أن استخدام المحامل والجلب له عدة عيوب:
- تسبب المحامل والجلب احتكاكًا. ويؤدي خطأ الاحتكاك العشوائي إلى عدم يقين كبير في القياس (من 2% إلى 20% من القوة المقاسة). وحتى لو بدا التصميم صلبًا، فهناك تشوهات وحركات دقيقة في النظام.
- يؤدي هذا إلى ظاهرة التخلفية في قياس القوة: تعتمد القوة المقاسة على القوة المطبقة سابقًا. ونظرًا للطبيعة العشوائية للاحتكاك، فمن غير الممكن تصحيح الخطأ.
- مشكلة أخرى في المحامل أو الجلب هي أنها حساسة جدًا لعدم المحاذاة. يمكن أن يتسبب صدمة صغيرة أو الغبار أو الأوساخ في قراءة خاطئة. الخطأ ليس ثابتًا بسبب العناصر العشوائية التي تؤثر عليه (الاحتكاك، الغبار، إلخ)، وبالتالي لا يمكن أخذه في الاعتبار باستمرار.
بالإضافة إلى أدواتنا المبكرة، لاحظنا أن العديد من أجهزة اختبار قوة الدفع للهواة والتصميمات المصنوعة منزليًا استخدمت محامل وكانت تعاني من نفس المشاكل. وبمجرد أن اكتشفنا ما كان يسبب مشاكلنا، أصدرنا إصدارًا مطورًا من سيريز 1585 في عام 2018 بمفصلات شبه صلبة لتحل محل المفصلات العادية. وقد سمح لنا ذلك بخفض معدل خطأ القياس لدينا إلى أقل من 1%.
الشكل 2: منصة الاختبار الحديثة من سيريز 1585
هناك عيوب لاستخدام نظام صلب، مثل:
- يتطلب الأمر مزيدًا من التحليل، حيث يقع الحمل بالكامل مباشرةً على وحدة قياس القوة. ستكون الوحدة أكثر عرضة للتلف إذا لم يتم تصميمها لتحمل الأحمال الجانبية ونطاقات عزم الدوران والدفع المتوقعة.
- يجب تنفيذ التصميم بعناية لاستبعاد تأثيرات التمدد الحراري على خلايا قياس القوى.
- صعوبات أخرى متعددة تتعلق بالتجميع، وتقليل القوى الداخلية، والتصنيع.
كانت الطريقة الوحيدة لمعالجة هذه المشاكل هي من خلال المحاكاة والعديد من الاختبارات التجريبية. شملت الاختبارات التي أجريناها المعايرة والتحقق باستخدام مئات النقاط، واختبار التحمل، ومئات الساعات من اختبار المحركات.
بشكل عام، ونظرًا لخبرتنا، نوصي بشدة بأن تستخدم أي أداة لقياس الدفع وعزم الدوران تصميمًا صلبًا بدون محاور أو محامل. في بيئة احترافية، يمكن أن يكون فقدان شهور من الاختبارات بسبب بيانات خاطئة مكلفًا للغاية. يجب إعادة إجراء الاختبارات وقد يتأخر المنتج. هناك أيضًا خطر الاستدعاء إذا تم استخدام البيانات الخاطئة في الإنتاج.
على الرغم من أن تصميمها أبسط، فقد تخلينا تمامًا عن المحاور والمحامل التقليدية في تصميمات أجهزة اختبار قوة الدفع لدينا بسبب المشاكل المذكورة أعلاه.
إذا كنت ترغب في معرفة المزيد، فتواصل معنا أو اطّلع على تقريرنا حول الفروق المقاسة بين نظام صلب وآخر يستخدم محامل (عرض التقرير هنا):