無人機高海拔運行也面臨著不小的困境,如高海拔地區空氣稀薄,溫度較低,不僅影響無人機的升力,使無人機必須通過更高轉速才能獲得和低海拔一樣的提升效果,還影響動力電池的性能,造成動力流失更快,續航時間急劇減少。為了研究高原氣候對電力無人機的影響,我們做了以下試驗研究。
電力無人機高原氣候試驗研究:
試驗設備:環儀儀器 電力無人機高原人工氣候箱
試驗條件:模擬海拔高度依次設置為 1 000 m、2 000 m、3 000 m 和 4 000 m,溫度統一設置為-10 ℃。無人機搭載任務設備,并固定在三軸運動測量臺上。
試驗步驟:
1)將無人機通電,完成自檢,處于待機工作狀態;
2)關閉試驗室門,設置試驗氣壓為(0.89±5%)×105 Pa(對應海拔高度 1 000 m),試驗溫度設置為-10 ℃。調節試驗室內氣壓和溫度至規定值,并保持不變(氣壓波動范圍不大于100 Pa,溫度波動范圍不大于1 ℃);
3)使用試驗室外的同型號地面站和遙控手柄啟動任務設備進行攝像、控制無人機在三軸運動測量臺上無地效懸停(高度一般不低于 3 m),并開始計時。期間適時控制任務設備進行各方向轉動并拍攝;
4)控制無人機飛行至低電壓報警,停止飛行,計時結束;
5)依次設置試驗氣壓為(0.78±5%)×105 Pa、(0.69±5%)×105 Pa 和(0.60±5%)×105 Pa(依次對應海拔高度 2 000 m、3 000 m 和 4 000 m),重復步驟1)~4)。
試驗結果:
高海拔對無人機的影響,主要從兩方面考慮:一是無人機的續航時間,二是無人機在懸停過程中操控響應是否正常。
依據電力行業標準《DL/T 1578-2016架空輸電線路無人直升機巡檢系統》,無人機在高海拔環境條件下的續航時間不小于20min,懸停過程中無人機操作響應正常,任務設備轉動、拍攝等功能正常。高海拔試驗結果如下所示。
由上表可知:
1.隨著海拔高度的增加,無人機續航時間呈降低趨勢。即海拔高度越高,空氣密度越低,無人機旋翼能效比大幅下降,基本上海拔高度每升高1000m,能效比下降大約7%~10%。
2.試驗過程中,個別電池曾在海拔4000m時出現過輕微鼓包現象,存在安全隱患。試驗所用無人機在各個模擬海拔高度下,均能滿足續航時間不小于20 min的要求,且能正常響應各類操作,但不可忽視高海拔給無人機帶來的影響。
如對試驗有疑問,可以咨詢環儀儀器相關技術人員。