Настоящая автономность: как зарядить квадрокоптер в путешествии?
Представим ситуацию: настал долгожданный отпуск, и вы отправляетесь в путешествие, взяв с собой любимый дрон DJI. Впереди открывается впечатляющий вид — коптер поднимается в воздух, делает несколько фото и записывает короткий видеоролик. Через 15–20 минут он совершает посадку и… остается неподвижным. Батарея разряжена, а ближайшая розетка находится более чем в десяти километрах от вас. Как же поступить, если путешествие обещает быть долгим и интересным? Выбирать маршруты вблизи цивилизации? Носить десятки аккумуляторов? Такие решения могут свести на нет все удовольствие от отпуска. С проблемой можно справиться проще, взяв с собой резервный источник питания. Какой именно? Об этом мы расскажем в обзоре.
EcoFlow River Bank
Портативная батарея похожа скорее на мультимедийную приставку для телевизора, чем на другие Power Bank. Стильный алюминиевый корпус с закругленными краями и большой дисплей на передней панели прямо указывают на ее высокотехнологичный характер. Начинка устройства соответствующая — литий-ионный аккумулятор с емкостью 25 600 мАч (94 Вт/ч). Этого хватит для двух-трех подзарядок любимого коптера.
Если этого мало, можно присоединить к главному модулю EcoFlow River Bank дополнительный блок EcoFlow River Bank Car Module, увеличив емкость батареи до 37 600 мАч (138 Вт/ч) и получив еще один или два полета. Приятным бонусом станет возможность запуска автомобильного двигателя при разряженном аккумуляторе. Для этого используются специальные клеммы, которые прилагаются к вспомогательному блоку. Расширение конфигурации будет особенно полезным, если вы отправляетесь на природу на машине. Забытые включенные фары или случайная поломка не испортят вам настроение — потратив несколько минут, вы запустите двигатель при разряженном аккумуляторе и быстро вернетесь домой.
Предпочитаете просматривать и монтировать видео с квадрокоптера на месте? Пользуетесь телефоном для управления дроном? Можете не экономить заряд аккумуляторов! Портативная батарея снабжена следующими разъемами:
- универсальными портами USB Type-A;
- реверсивными портами Type-C Power Delivery для мощных планшетов и ультрабуков;
- беспроводной платформой Qi для iPhone, Samsung Galaxy S и других флагманских смартфонов.
Устройство также можно использовать в качестве USB-хаба, загружая музыку и клипарты для монтажа с флешек и сохраняя полученные материалы на внешние диски.
К преимуществам также следует отнести компактные размеры и малый вес. Основной модуль EcoFlow River Bank полностью соответствует требованиям, предъявляемым авиакомпаниями к ручной клади. Взяв его на борт самолета, вы зарядите всю электронику во время полета и будете готовы к приключениям сразу же после посадки.
EcoFlow River 370
Если вы собираетесь в поход с палаткой на неделю, вам потребуется более серьезный источник питания. Емкость этой зарядной станции — 100 000 мАч, или 370 Вт/ч. Это соответствует пяти или шести полетам профессионального дрона. Отзывы показывают, что от нее можно заряжать даже тяжелые гекса- и октакоптеры!
EcoFlow River 370 позволяет использовать все существующие аксессуары для «беспилотников». Среди них сетевые адаптеры с поддержкой быстрой зарядки и несколькими гнездами для аккумуляторов. Их можно подключать к стандартной розетке переменного тока, расположенной на тыльной стороне устройства. Номинальная мощность источника питания достигает 300 Вт. Этого также хватает для подключения игрового ноутбука, автомобильного холодильника, электрогитары с комби-усилителем или мощного прожектора. Что именно брать в поход — решать вам.
Насколько тяжелой должна быть такая батарея? Масса устройства без дополнительных аксессуаров — около 5 килограмм. Конечно, длительный марш-бросок с подобной нагрузкой будет не самым легким, но для опытного туриста не составит труда передвигаться с ней на 10–15 километров в день, выбирая лучшие места для съемки.
Вы также можете взять аккумулятор с собой, если собираетесь в город для пополнения припасов. При подключении двух сетевых адаптеров с мощностью 60 Вт он зарядится на 90% за три часа! Отметку в 100 % вы увидите еще через 40-45 минут. Зарядка от автомобильной электросети займет больше времени — до 8–12 часов в зависимости от силы тока и напряжения.
EcoFlow River 412
Эта зарядная станция отличается от предыдущей модели емкостью — 114 000 мАч, или 412 Вт/ч. Прибавка кажется незначительной — всего 14 %. Однако на практике это означает до 35–40 дополнительных минут полета коптера или одна полную экстра-зарядку аккумулятора MacBook Pro 15. Согласитесь, лишними они не будут.
Изменение электрических характеристик устройства практически не повлияло на его массу и размеры. Благодаря этому вы можете положить аккумулятор на дно туристического рюкзака. Если вам предстоит небольшой поход, источник питания можно перенести в руке.
EcoFlow River 412 подойдет для экстремалов. Она устойчиво работает в широком температурном диапазоне — от -20 до +60 градусов. Ее можно брать с собой как в умеренные морозы, так и в самые жаркие летние дни. Единственное, о чем вам придется позаботиться, — о защите от снега и дождя. Если вы отправляетесь в путешествие без машины, возьмите с собой палатку или хотя бы водонепроницаемый чехол.
Модель EcoFlow River 412 оснащена впечатляющим количеством разъемов:
- четыре USB Type-A, два из которых с поддержкой технологии Qualcomm Quick Charge 2.0;
- два USB Type-C;
- два выхода постоянного тока для ноутбуков, видеокамер, мультимедийного оборудования и прочего;
- две обычные розетки переменного тока;
- автомобильный разъем на 12 вольт.
Суммарная нагрузка может достигать 500 Вт! Впечатляющий показатель, с которым не сравнится ни один Power Bank потребительского класса. Интеллектуальная система управления питанием поддерживает стабильные характеристики тока даже при максимальной отдаче. Это особенно важно для аккумуляторов квадрокоптеров DJI, которые оснащаются множеством датчиков, чувствительных к перепадам напряжения.
Следить за состоянием батареи очень просто. Большой ЖК-дисплей покажет вам как уровень остаточного заряда, так и время до его полного исчерпания. Благодаря этому вы можете своевременно отключить ненужное оборудование, чтобы продержаться до окончания похода или очередного визита в город.
EcoFlow 50W Solar Charger
Наконец, мы подобрались к устройству, способному подарить вам полную независимость от розеток. Компактная солнечная панель выдает мощность до 50 Вт при напряжении до 24 вольт в условиях яркого освещения. Этого вполне достаточно, чтобы зарядить аккумулятор квадрокоптера, смартфона, планшета или экшн-камеры. Но для максимальной эффективности следует воспользоваться другой схемой.
Солнечная панель совместима со всеми описанными выше зарядными станциями. Она способна зарядить их за 6–20 часов в зависимости от фактической емкости, погодных условий, режима использования и других факторов. Если в походе вас сопровождает DJI Phantom 4 или Mavic 2, вы получите до 3,5–4 часов чистого летного времени в сутки! Этого вполне хватит, чтобы снять любительский фильм о достопримечательностях, расположенных по маршруту вашего путешествия.
EcoFlow 50W Solar Charger можно брать с собой в любые пешие походы. При массе около 2 килограмм она не создает значительной нагрузки для опытного туриста. Ее габариты в сложенном состоянии — 44х46 сантиметров. Подготовка к работе отнимает всего пару минут. Вам достаточно выполнить следующую последовательность действий:
- Расстегнуть застежку-молнию.
- Аккуратно развернуть панель, избегая контакта ячеек с твердыми предметами.
- Выдвинуть встроенную подставку.
- Выбрать наиболее освещенное место рядом с палаткой, базовым лагерем или автомобилем.
- Подключить устройство к портативному аккумулятору с помощью комплектного кабеля.
EcoFlow 85W Solar Charger
Этот источник питания отличается от предыдущей модели только мощностью и размерами. Принцип его действия аналогичен — он заряжает портативные аккумуляторы серии River за 4–16 часов. Соответственно, полетное время ваших квадрокоптеров увеличивается примерно на 35–40 процентов и достигает пяти с половиной часов в сутки!
Солнечная панель очень надежна — она соответствует классу IP64. Ее можно использовать при повышенной влажности и при сильном ветре, несущем клубы пыли. С ней вы получите надежный источник питания как в весеннем лесу, так и в жаркой пустыне.
Чехол из плотной многослойной ткани защищает ячейки от случайных повреждений при транспортировке в рюкзаке или в багажнике машины. Рабочая поверхность легко очищается от грязи — для этого вам потребуется только тряпочка из микрофибры.
Солнечную панель можно установить в любом подходящем месте, расположив на ровной поверхности или подвесив к дереву. Она снабжена выдвижной подставкой и двумя петлями-ручками по обе стороны корпуса. В ее чехле есть карман для кабелей и других полезных аксессуаров.
Обратите внимание — вы можете подключать до двух источников питания к батареям EcoFlow River 370 и 412. При фактической выходной мощности от 60 Вт и больше их 90-процентная зарядка будет отнимать около трех часов. Это позволит вам пользоваться квадрокоптерами, ноутбуками, смартфонами и другими устройствами без оглядки на ресурсы портативной батареи.
Еще больше новостей и полезной информации вы найдете на наших страницах в социальных сетях:
Источник
Солнечные батареи для БПЛА
Электрические силовые установки активно используются на современных беспилотных летательных аппаратах и позволяют получать высокие летные характеристики. Дальнейший рост ключевых параметров может быть обеспечен путем использования солнечной энергии. Разработан целый ряд экспериментальных БПЛА на солнечных батареях – но ни один из проектов пока не доведен до полноценной эксплуатации с решением реальных задач.
С участием NASA
На рубеже семидесятых и восьмидесятых годов американская компания AeroVironment вела исследования в области солнечной энергетики для летательных аппаратов. В 1983 г. она получила заказ от NASA на создание опытного БПЛА, способного показывать высокие летно-технические характеристики. Первый проект новой серии получил название HALSOL (High Altitude Solar). Позже его переименовали в Pathfinder.
В том же году состоялся первый полет опытного беспилотника, однако испытания признали неудачными из-за недостаточного уровня развития ключевых технологий. Доработка проекта продолжалась до 1993 г., когда испытания возобновились. Достаточно быстро Pathfinder показал все преимущества новых технологий и компонентов. В течение нескольких лет БПЛА установил ряд рекордов высоты и продолжительности полетов для аппаратов на солнечных батареях.
В 1998 г. опытный беспилотник модернизировали по проекту Pathfinder Plus. Изменение конструкции и внедрение новых электрических компонентов позволило вновь повысить летные характеристики и установить новые рекорды. В тот же период были созданы БПЛА Centurion и Helios Prototype схожего облика, но с иными характеристиками.
Опытные БПЛА от NASA и AeroVironment строились по общей схеме. Основным элементом конструкции было крыло большого удлинения размахом от 29,5 (Pathfinder) до 75 м (Helios). На крыле устанавливались электродвигатели с тянущими винтами (от 6 до 14 ед.) и гондолы с шасси и аппаратурой. Все аппараты серии имели дистанционное управление и могли нести некоторую полезную нагрузку.
Максимально возможная площадь крыла отдавалась под солнечные панели. В проекте Pathfinder они выдавали мощность 7,5 кВт, а в более позднем Centurion удалось получить более 30 кВт. В качестве запасного источника энергии использовались подзаряжаемые батареи. В поздних экспериментах также применялись топливные элементы.
Экспериментальные беспилотники не отличались высокой скоростью полета. Прямое крыло большого размаха ограничивало этот параметр 30-45 км/ч. При этом рекордные полеты совершались на высотах 24-29 км и продолжались не менее 12-18 ч.
Европейская серия
С 2003 г. велись работы по проектам серии Zephyr. Изначально новый БПЛА создавался британской компанией QinetiQ, но в дальнейшем работы передали военному отделению Airbus. Целью проекта являлось создание высотного беспилотника на солнечных батареях с большой продолжительностью полета, способного нести аппаратуру для наблюдения.
В середине десятилетия начались испытания уменьшенного аппарата-демонстратора технологий. Изделие Zephyr 6 продемонстрировало потенциал конструкции в целом и отдельных ее элементов. В 2008 г. этот БПЛА поднялся на высоту 19 км. Затем появился полноразмерный прототип Zephyr 7. В июле 2010 г. он установил рекорд продолжительности полета – более 14 сут. В 2018 г. очередной прототип, Zephyr 8 (Zephyr S) оставался в воздухе почти 26 сут.
БПЛА серии Airbus Zephyr получают крыло большого удлинения с поднятыми законцовками. Размах крыла наиболее крупного Zephyr 8 достигает 28 м. Масса – до 50-70 кг, из них не более 5 кг приходится на полезную нагрузку. На передней кромке крыла располагаются электродвигатели; на задней закреплена тонкая хвостовая балка с оперением. Почти вся верхняя поверхность крыла отдана под солнечные батареи. Кроме того, БПЛА имеет аккумуляторы, обеспечивающие полет в отсутствии солнечного света. Скорость полета не превышает 50-60 км/ч, однако целью проекта было получение высокой дальности, высотности и продолжительности.
Разработка проектов серии Zephyr продолжается. Выполняется совершенствование существующих машин с целью выполнения реальных задач, а также создаются новые образцы с иными характеристиками. На данный момент такие БПЛА рассматриваются в качестве носителей средств наблюдения, радиоэлектронной аппаратуры и т.д.
Из пилотируемых в беспилотные
Определенный интерес представляет проект Solar Impulse одноименной швейцарской компании. Он предлагает строительство пилотируемых самолетов на солнечных батареях. С 2009 г. в летных испытаниях участвуют две подобные машины. Со временем компания-разработчик заявила о намерении создать беспилотный вариант существующего самолета.
В ноябре 2019 г. компания Solar Impulse при содействии Leonardo и Northrop Grumman завершила перестройку одного из опытных самолетов в БПЛА. Летные испытания запланировали на 2020-21 гг., а в начале двадцатых возможен запуск мелкосерийного производства в интересах реальных заказчиков. Считается, что такой беспилотник имеет конкурентное преимущество в виде высоких летно-технических характеристик.
Solar Impulse 2, перестроенный в БПЛА, имеет прямое крыло размахом 72 м, под которым установлены фюзеляж облегченной конструкции и четыре гондолы электродвигателей. Использована комбинация солнечных батарей и аккумуляторов; пиковая мощность 66 кВт. Самолет развивал скорость до 140 км/ч и поднимался на 12 км. Расчетные характеристики беспилотной модификации будут выше. В частности, продолжительность полета собираются довести до 90 сут.
Ограниченные перспективы
В последние десятилетия в области БПЛА с солнечными батареями наблюдается серьезный прогресс. Разрабатываются и внедряются новые типы панелей, аккумуляторов и электромоторов с повышенными характеристиками; в конструкции планеров применяются современные материалы, обеспечивающие прочность и малую массу. При этом, несмотря на все усилия, подобные беспилотники пока не дошли до полноценной эксплуатации.
Несмотря на все усилия ученых, солнечные панели пока не отличаются высокой мощностью. Как следствие, под них приходится отдавать максимально возможную площадь при одновременном облегчении конструкции. Только при таких условиях энергии хватает для питания моторов и подзарядки аккумуляторов. Кроме того, необходимы меры, позволяющие сохранять энергоснабжение двигателей вне зависимости от интенсивности падающего света или при его отсутствии.
В результате пилотируемый самолет или БПЛА, построенный даже с применением прогрессивных технологий, получается крупным и недешевым, но не может нести значительную полезную нагрузку. Впрочем, он способен показывать высокие летные характеристики и потому представляет определенный практический интерес.
Способность к длительному полету на больших высотах может быть полезной при ведении разведки или мониторинга обстановки в разных ситуациях. Также предлагаются проекты «атмосферных спутников» – беспилотников большой продолжительности полета с аппаратурой ретрансляции радиосигналов. Такая техника, как ожидается, сможет долгое время находиться в заданном районе и обеспечивать постоянную связь, являясь более простой и дешевой заменой для космических аппаратов.
Очевидно, что при нынешнем уровне тактико-технических характеристик БПЛА на солнечных батареях не могут быть боевыми. Ограниченная грузоподъемность не позволит взять большой боезапас, а характерный облик повысит заметность для любых средств обнаружения. Впрочем, беспилотники-разведчики и ретрансляторы тоже могут быть интересны армиям.
Разработка БПЛА с солнечными батареями ведется в нескольких странах, и наблюдается заметный прогресс. Характеристики такой техники постепенно растут, и в обозримом будущем первые образцы вполне способны дойти до реальной эксплуатации. Впрочем, это направление не следует переоценивать. На практике подобные беспилотники, скорее всего, станут эффективным средством для заполнения отдельных ниш, в которых они смогут реализовать весь свой потенциал и не проявить характерные недостатки.
Источник