بقلم فريق Tyto Robotics
يأتي إلينا كل عام عملاء حاولوا بناء جهاز اختبار قوة الدفع لتحديد خصائص محركاتهم ومراوحهم.
وعلى الرغم من أن بعض العملاء أفادوا بتحقيق أهدافهم، إلا أن العديد منهم ذكروا أيضًا أن الموارد المستثمرة لم تكن تستحق العناء، حيث فقدوا التركيز على الأهداف الرئيسية لمشروعهم.
إذا كنت تحاول تحديد ما إذا كنت ستشتري جهاز اختبار قوة الدفع أم تبنيها بنفسك، فإننا نشجعك على قراءة هذا المقال. فقد يسلط الضوء على بعض العوامل التي لم تأخذها في الاعتبار، مثل:
هذا القطاع تنافسي للغاية ونحن نعلم أن الوقت اللازم لطرح المنتج في السوق أمر بالغ الأهمية. منصات الاختبار لدينا متوفرة بشكل عام في المخزون، لذا يمكنك البدء في الاختبار خلال أيام قليلة من تقديم طلبك.
إذا كنت تحاول الاختيار بين نماذج مختلفة من أجهزة اختبار قوة الدفع، فراجع مقارنتنا المتعمقة لـ أفضل أجهزة اختبار قوة الدفع للطائرات المسيّرة.
(يرجى ملاحظة أن هذا المقال يتعلق ببناء الطائرات المسيّرة الاحترافية ومنصات الاختبار.)
الشكل 1: نموذج أولي مبكر لجهاز اختبار قوة الدفع ومنصة فلايت ستاند 15 الأحدث
1. الاعتبارات الكهرومغناطيسية
تولد المحركات كمية هائلة من التداخل الكهرومغناطيسي، مما يؤدي إلى إضافة ضوضاء في القياسات ويمكن أن يتسبب في تعطل مسجلات البيانات عبر USB (كما اكتشفنا من خلال البحث والتطوير). من الصعب تحديد هذه المشاكل، ومن الأفضل تصميم الوصلات الكهربائية ومحاكاتها بعناية في مرحلة مبكرة. يجب تخصيص وقت لتشخيص مشكلات التداخل الكهرومغناطيسي، ويجب استشارة مهندس إلكترونيات لديه خبرة في إلكترونيات الطاقة والتداخل الكهرومغناطيسي والتأريض.
2. العثور على خلايا قياس القوى المناسبة
بناءً على أبحاثنا، من الصعب العثور على خلية قياس قوى تجارية متعددة المحاور (تقيس عزم الدوران والدفع في الوقت نفسه) بالنسبة المناسبة بين الدفع وعزم الدوران. وهذا يعني عادةً أن أحد القياسين لن يستفيد من النطاق الكامل لقياس خلية التحميل، مما يؤدي إلى دقة أقل. علاوة على ذلك، تم تصميم خلايا قياس القوى لدينا لتقليل قيود تدفق الهواء مع الحفاظ على الحد الأدنى من السماكة من أجل اختبار الأنظمة المحورية. لن تتمتع خلايا قياس القوى المتوفرة تجاريًا بهذا المستوى من التخصص.
3. المعايرة والتحقق
العثور على خلايا قياس القوى المناسبة هو مجرد البداية، ثم يأتي تصميم طريقة لمعايرتها والتحقق من المعايرة كمهمة إضافية. لاختبار نظام نقل القوة، لا يتواجد الدفع وعزم الدوران أبدًا بمفردهما؛ من المهم معايرة خلايا قياس القوى في أقرب صورة ممكنة إلى ظروف التشغيل، مما يعني معايرة كل من الدفع وعزم الدوران في الوقت نفسه وأخذ التداخل بين القنوات في الاعتبار عند إنشاء المعادلة متعددة الحدود. دون وجود آلة معايرة، لا توجد أيضًا طريقة لإعادة معايرتها بعد ساعات عديدة من الاستخدام. لهذا السبب نقوم بمعايرة جميع خلايا قياس القوى لدينا داخليًا ونقدم لعملائنا خيار إعادة المعايرة السنوية لوحدة قياس القوة الخاصة بهم.
4. تطوير برنامج
عندما قمنا بتطوير الجيل الجديد من معدات الاختبار لدينا، استغرق إعادة تصميم البرنامج نفس الوقت الذي استغرقه إعادة تصميم الأجهزة. تعتمد تعقيدات البرنامج على الميزات التي تريدها، ولكن التحكم في منصة الاختبار وتسجيل البيانات هما الحد الأدنى الذي ستحتاجه.
يتحكم برنامج فلايت ستاند (الشكل 2) في منصة الاختبار من خلال الاختبارات اليدوية أو المؤتمتة، ويعرض البيانات الحية على رسوم بيانية قابلة للتخصيص، ويخزن ويعرض البيانات المحفوظة، ويجهز البيانات للتصدير، ويحتوي على العديد من الميزات الإضافية لمعالجة البيانات (انظر الجزء 5). بالإضافة إلى ذلك، فإنه يقوم بكل هذا في الوقت نفسه بمعدل أخذ عينات يبلغ 1,000 هرتز.
الشكل 2: الواجهة الرسومية لبرنامج فلايت ستاند
5. معالجة البيانات
إلى جانب تسجيل البيانات، يمكن أن يكون لطريقة معالجة البيانات تأثير كبير على عبء العمل الخاص بك. لقد أضفنا العديد من ميزات معالجة البيانات إلى برنامجنا لجعل التعامل مع البيانات وتحليلها أسهل:
- إضافة خيار مرشح تمرير منخفض لتنعيم البيانات
- إعادة أخذ عينات البيانات بترددات مختلفة
- رسم خرائط نظام نقل القوة
تستغرق هذه الميزات وقتًا لبرمجتها، لكنها توفر الوقت للمستخدم وعملية للغاية.
6. اختبارات السلامة والميكانيكا
يمكن أن تشمل بعض التحديات غير المتوقعة عند تصميم منصة اختبار تحديد ترددات الرنين للمنصة وإيجاد طرق للحد من الاهتزاز. بدون معرفة ترددات الرنين، من المرجح أن تتلف المنصة ونظام الدفع الخاص بك. مع الاهتزاز، هناك دائمًا مقايضة بين الاستقرار ودقة القياس، ويمكن أن يكون من الصعب العثور على النقطة المثالية.
7. تكوينات اختبار الأنظمة المحورية
بعد إتقان إعداد اختبار المروحة الواحدة، هناك احتمال أنك سترغب في اختبار محركين في تكوين محوري أو مزاح. تكوينات المراوح المتواجهة بسيطة بما يكفي، لكن التكوينات المتراصة، كما هو الحال في العديد من الطائرات رباعية المراوح، تمثل تحديًا أكبر. يتطلب وضع المراوح قريبة من بعضها البعض تصميمًا وتخطيطًا دقيقين. مع منصة فلايت ستاند 15/50 لدينا (الشكل 3)، يمكن لمنصات الأنظمة المحورية أن تعمل بأمان في تكوين متراص بمسافة فصل تبلغ 9 مم فقط، ما يعادل حوالي 150 مم من المسافة بين المحركات.
مزيد من القراءة: أفضل تكوين محوري للطائرات المسيّرة (مختبر)
الشكل 3: منصة فلايت ستاند 50 في تكوين محوري متراص
8. تصميم حل مدمج لأقل قدر من اضطراب تدفق الهواء
عامل آخر يستغرق وقتًا كبيرًا في التطوير هو تصميم حل اختبار مدمج. إذا كانت منصة الاختبار نفسها تتفاعل كثيرًا مع تدفق الهواء من مراوحك، فسوف يؤثر ذلك على قراءاتك. بناء حل مدمج لا يساوم على الاستقرار هو مسعى طويل الأمد.
كان أحد أولوياتنا عند إعادة تصميم منصات الاختبار لدينا هو الحصول على تصميم مدمج يتداخل مع تدفق الهواء بشكل أقل من أو مساوٍ تقريبًا للمحرك نفسه.
9. القياس غير الدقيق الذي يؤدي إلى ضعف الأداء
هذه نتيجة يخشاها جميع بنائي الطائرات المسيّرة: لقد بنيت طائرة بناءً على بيانات اعتقدت أنها موثوقة، والآن تواجه موقفًا يكون فيه أداء نموذجك الأولي أقل مما كان متوقعًا/موعودًا به.
بلغ معدل الخطأ في منصات الاختبار لدينا <0.5%، لذا يمكنك التأكد من أن النتائج دقيقة للغاية. اسأل مارك ستولماير من Inspired Flight.
الخلاصة
قد لا تناسب منصات الاختبار لدينا متطلبات مشروعك دائمًا، ولكننا نأمل بعد قراءة هذا المقال أن يكون لديك المعرفة لاتخاذ قرار مدروس بشأن ما إذا كان بناء منصة اختبار خاصة بك أو شراء واحدة هو الأفضل لمشروعك.
إذا كنت ترغب في استخدام منصة اختبار احترافية وموثوقة للحصول على نتائج يمكنك الوثوق بها، فإننا ندعوك لمعرفة المزيد عن منتجاتنا:
انقر هنا لـ سيريز 1580 - دفع يصل إلى 5 كجمf وعزم دوران يصل إلى 2 نيوتن متر
انقر هنا لـ فلايت ستاند 15/50 - دفع يصل إلى 50 كجمf / 30 نيوتن متر
انقر هنا لـ فلايت ستاند 150 - دفع يصل إلى 150 كجمf / 150 نيوتن متر
انقر هنا لـ فلايت ستاند 500 - دفع يصل إلى 500 كجمf / 1500 نيوتن متر
انقر هنا لـ فلايت ستاند 60 - اختبار المحركات بدفع يصل إلى 60 كجمf / 30 نيوتن متر