طائرة بدون طيار للإقلاع والهبوط العمودي الكهربائي السيارة، المعروفة باسم eVTOL Fixed Wing Hybrid أو VTOL Composite Wing مركبة جوية بدون طيار، هي منصة طيران متقدمة تجمع بين مزايا كل من المركبات الجوية بدون طيار متعددة الدوار والطائرات بدون طيار ذات الأجنحة الثابتة المركبات الجوية.

　　كهربائي: يعني يعمل بالبطاريات، نظيف، هادئ، وسهل التشغيل صيانة.

　　الإقلاع والهبوط العمودي: أي أنها تستطيع الإقلاع والهبوط عموديا مثل طائرة بدون طيار متعددة الدوار دون الاعتماد على المدرج، مع للغاية متطلبات منخفضة لمواقع الإقلاع والهبوط.

　　الجناح المركب: هذا هو المفتاح. إنها ليست مجرد مزيج من الدوارات وأجنحة ثابتة، بل تصميم متطور يستخدم الرفع الرأسي الأنظمة (مثل الدوارات) أثناء الإقلاع والهبوط، وتعتمد بشكل أساسي على الرفع الديناميكي الهوائي للأجنحة الثابتة من أجل إبحار فعال أثناء الطيران المستوي.

　　سيناريوهات التطبيق

　　1. المسح ورسم الخرائط:

　　إجراء رسم خرائط التضاريس على نطاق واسع ومسح الأعمال الترابية والحضرية ثلاثية الأبعاد النمذجة. التحمل الطويل والسرعة العالية تمكنه من الإكمال بسرعة عمليات واسعة النطاق.

　　2. فحص الطاقة وخطوط الأنابيب:

　　الفحص الآلي لخطوط النقل لمسافات طويلة والنفط / الغاز خطوط الأنابيب. الإقلاع والهبوط العمودي يسهل فحص التحليق عند أبراج أو عقد محددة.

　　3. النقل اللوجستي:

　　إنها واحدة من المنصات المثالية للخدمات اللوجستية الجوية المستخدمة في الرحلات الجوية توزيع الإمدادات الطبية الطارئة على مسافات متوسطة إلى طويلة نقل البضائع بين المناطق الجبلية أو الجزر.

　　4. الأمن والمراقبة:

　　تستخدم لمراقبة منطقة واسعة من دوريات الحدود، والمجمعات الصناعية الكبيرة، ومواقع قيادة الطوارئ، مما يوفر منظورًا جويًا طويل المدى.

　　5. الزراعة وحماية البيئة:

　　إجراء مسوحات زراعية وحرجية واسعة النطاق ومراقبة الآفات و الأمراض، وتتبع الحياة البرية، ومراقبة البيئة.

　　6. العسكرية والدفاع:

　　تستخدم لمهام مثل الاستطلاع التكتيكي، وجمع المعلومات الاستخبارية، تتابع الاتصالات، ورفض المنطقة.

　　VF20E الكهربائية للإقلاع والهبوط العمودي (eVTOL) الطائرات بدون طيار ذات الأجنحة الثابتة: دليل التشغيل، وفلسفة التصميم، وضمان الجودة

　　تمثل طائرة VF20E التطور القادم في الأنظمة الجوية الهجينة بدون طيار، والتي تم تصميمها لسد الفجوة بين العمليات متعددة المروحيات والطيران ذو الأجنحة الثابتة طويل الأمد. تقدم هذه الوثيقة نظرة عامة شاملة على VF20E، مع تفاصيل فلسفة التصميم المبتكرة، وإجراءات التشغيل خطوة بخطوة، ومعايير مراقبة الجودة الصارمة التي تضمن موثوقيتها وأدائها في البيئات المهنية الأكثر تطلبًا.

　　فلسفة التصميم والابتكار الهندسي

　　مبدأ التصميم الأساسي وراء VF20E هو"الكفاءة دون مساومة."يركز كل جانب من جوانب هندستها على تقديم منصة قوية وسهلة الاستخدام تعمل على زيادة وقت الرحلة ومرونة الحمولة والبساطة التشغيلية.

　　1. ميزة VTOL الهجينة:

　　يزيل VF20E القيود الأساسية لكل من المحركات المتعددة والأجنحة الثابتة التقليدية.

　　قدرة متعددة الدوار:تقلع وتهبط عموديًا في أماكن محدودة، ولا تحتاج إلى مدرج أو منجنيق أو شبكة استرداد. وهذا مثالي للعمليات في التضاريس المعقدة، بدءًا من الغابات الكثيفة وحتى البيئات الحضرية وأسطح السفن.

　　كفاءة الجناح الثابت:بمجرد تحليقها في الجو، تنتقل الطائرة إلى الطيران الأمامي الفعال. يولد الجناح ذو النسبة العالية من العرض إلى الارتفاع قوة رفع مع الحد الأدنى من سحب الطاقة من البطارية، مما يتيح فترات طيران تصل إلى 90 دقيقة ويغطي مساحات كبيرة بكفاءة لمهام المسح ورسم الخرائط والتفتيش.

　　2. بناء هيكل الطائرة قوي وخفيف الوزن:

　　يتم تصنيع الهيكل الأساسي من مركبات ألياف الكربون المصممة خصيصًا وسبائك الألومنيوم المستخدمة في مجال الطيران والفضاء. تم اختيار هذا المزيج من خلال تحليل العناصر المحدودة الشامل (FEA) لتحقيق التوازن الأمثل:

　　ألياف الكربون:يستخدم للأجنحة وجسم الطائرة وأجزاء الذيل لتوفير نسب استثنائية من القوة إلى الوزن والصلابة إلى الوزن، ومقاومة الالتواء والانحناء أثناء الرحلات البحرية عالية السرعة والظروف المضطربة.

　　الألومنيوم الفضاء:يتم استخدامه لنقاط تحمل الأحمال المهمة، مثل مفصلات ذراع VTOL وحوامل الحمولة الصافية، مما يوفر متانة فائقة ومقاومة للصدمات.

　　3. الأنظمة الذكية الزائدة عن الحاجة:

　　السلامة والموثوقية لها أهمية قصوى. تم تجهيز VF20E بنظام تحكم في الطيران الزائد.

　　وحدات IMU المزدوجة ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS):تتميز الطائرة بوحدتين منفصلتين للقياس بالقصور الذاتي (IMUs) وجهازي استقبال GPS. في حالة فشل المستشعر الأساسي، وهو أمر غير محتمل، يتحول النظام بسلاسة إلى الوحدة الثانوية، مما يسمح بالعودة والهبوط الآمن.

　　الاتصال الآمن من الفشل:يشتمل رابط البيانات على رابط تحكم قوي منخفض الكمون ووصلة قياس عن بعد مستقلة طويلة المدى. في حالة فقدان إشارة التحكم الأساسية، ستقوم الطائرة بدون طيار تلقائيًا بتنفيذ إجراء الارتباط المفقود المبرمج مسبقًا، وعادةً ما تعود إلى نقطة الإطلاق وتهبط بشكل مستقل.

　　4. تكامل الحمولة النافعة بشكل مبسط:

　　تم تصميم VF20E كمنصة متعددة الاستخدامات للحصول على البيانات. تقع حجرة الحمولة في موقع استراتيجي في مركز الجاذبية وتتميز بما يلي:

　　منافذ الطاقة والبيانات الموحدة:توفير طاقة مستقرة وحافلة اتصالات عالية السرعة (على سبيل المثال، CAN وUART) لمجموعة واسعة من الحمولات، بما في ذلك كاميرات RGB وأجهزة الاستشعار متعددة الأطياف وأجهزة التصوير الحراري وماسحات LiDAR ومرحلات الاتصالات.

　　تخفيف الاهتزاز:يعمل حامل العزل المخصص على تقليل الاهتزازات عالية التردد الصادرة عن نظام الدفع، مما يضمن دقة الصور والبيانات فائقة الوضوح من أجهزة الاستشعار الحساسة.

　　الختم البيئي:يتم تغليف الحاوية لحماية الحمولة من الغبار والرطوبة، مما يضمن التشغيل الموثوق به في الظروف الجوية السيئة.

　　دليل التشغيل الشامل

　　يعد اتباع هذه الإجراءات أمرًا ضروريًا لعمليات VF20E الآمنة والناجحة.

　　قائمة التحقق قبل الرحلة

　　تقييم الموقع:اختر منطقة واضحة ومفتوحة بنصف قطر لا يقل عن 10 أمتار خالية من العوائق والأشخاص وخطوط الكهرباء. تحقق من الظروف الجوية المحلية، وتأكد من أن سرعة الرياح أقل من 12 م/ث وأن الرؤية جيدة.

　　فحص المعدات:

　　هيكل الطائرة:قم بفحص الهيكل بأكمله بصريًا بحثًا عن أي علامات تلف أو تشققات أو مكونات مفكوكة. انتبه جيدًا للأجنحة وأذرع VTOL والمراوح.

　　نظام الدفع:تأكد من تثبيت جميع المراوح الثمانية (أربعة لـ VTOL، وواحدة للدافع) بشكل آمن وغير تالفة. قم بتدوير المحركات يدويًا للتحقق من وجود عوائق أو ضوضاء غير عادية.

　　نظام الطاقة:أدخل بطارية مشحونة بالكامل، مع التأكد من تثبيت الموصل بالكامل. تأكد من أن جهد البطارية، كما هو موضح في برنامج محطة التحكم الأرضية (GCS)، ضمن نطاق التشغيل العادي.

　　أجهزة الاستشعار:تأكد من أن وحدة GPS/البوصلة آمنة وخالية من العوائق.

　　الحمولة:قم بتأمين الحمولة والتحقق من تشغيلها واتصالها بـ GCS.

　　إعداد محطة التحكم الأرضية (GCS):

　　قم بتشغيل محطة التحكم الأرضية (الكمبيوتر اللوحي/الكمبيوتر المحمول) وجهاز الإرسال والاستقبال اللاسلكي.

　　قم بتشغيل تطبيق التحكم في الطيران وقم بإنشاء اتصال مع VF20E.

　　انتظر حتى يحصل النظام على إشارة GPS قوية (عادةً > 10 أقمار صناعية). سيشير التطبيق إلى متى تكون الطائرة جاهزة للطيران.

　　تنفيذ مهمة الطيران

　　الإقلاع التلقائي:

　　في GCS، حدد الأمر "Takeoff".

　　سيُطلب من الطيار التأكيد. يجب أن يمسك الطيار بمفتاح أمان مخصص على جهاز التحكم عن بعد أثناء تأكيد الأمر.

　　سيبدأ VF20E تشغيل محركاته تلقائيًا، ويصعد عموديًا إلى ارتفاع آمن محدد مسبقًا (على سبيل المثال، 25 مترًا)، ويحوم بثبات.

　　الانتقال على متن الطائرة:

　　بمجرد الاستقرار في التحليق، يبدأ الانتقال إلى الطيران ذو الأجنحة الثابتة تلقائيًا أو عبر أمر GCS واحد.

　　ستتحرك الطائرة للأمام باستخدام محركات VTOL الخاصة بها للحصول على السرعة الجوية. مع توليد الرفع بواسطة الأجنحة، ستعمل محركات VTOL على تقليل الطاقة تدريجيًا وإيقاف التشغيل، مع طي مراوحها لتقليل السحب.

　　تصبح المروحة الدافعة الخلفية هي المصدر الأساسي للدفع لرحلة أمامية فعالة.

　　تنفيذ المهمة:

　　يمكن الآن الطيران بالطائرة يدويًا عبر جهاز التحكم عن بعد أو اتباع خطة طيران مستقلة مبرمجة مسبقًا تم تحميلها على GCS. يوصى باستخدام الوضع المستقل لمهام جمع البيانات الدقيقة مثل المسح المساحي أو عمليات الفحص الخطي.

　　العودة والهبوط التلقائي:

　　ابدأ أمر "العودة إلى التشغيل" (RTL) من جهاز إرسال GCS أو RC.

　　سوف يعود جهاز VF20E تلقائيًا إلى النقطة الرئيسية.

　　عند وصولها، ستتباطأ سرعتها، وتعود إلى وضع المروحيات المتعددة عن طريق إعادة تشغيل محركات VTOL الخاصة بها، ثم تهبط عموديًا للحصول على هبوط دقيق وسلس.

　　إجراءات ما بعد الرحلة

　　خفض الطاقة:بعد الهبوط، قم أولاً بنزع سلاح المحركات عبر GCS، ثم قم بإيقاف تشغيل الطائرة، وأخيرًا قم بإيقاف تشغيل GCS ووحدة التحكم عن بعد.

　　استرجاع البيانات:قم بإزالة الحمولة بأمان وتنزيل البيانات المكتسبة.

　　العناية بالبطارية:قم بإزالة البطارية من الطائرة. إذا لم يتم إعادة استخدام البطاريات خلال 24 ساعة، فقم بتفريغها أو شحنها إلى جهد التخزين الموصى به (حوالي 3.8 فولت لكل خلية).

　　التنظيف والتخزين:قم بتنظيف هيكل الطائرة بلطف باستخدام قطعة قماش ناعمة وجافة. قم بتخزين الطائرة بدون طيار ومكوناتها في العلبة الصلبة المتوفرة في بيئة باردة وجافة.

　　تقرير فحص الجودة ومعايير الضمان

　　تخضع كل وحدة VF20E لعملية فحص جودة صارمة ومتعددة المراحل لضمان استيفائها لمعايير الأداء والموثوقية الصارمة لدينا قبل التسليم.

　　التحقق من المكونات الواردة

　　يتم الحصول على جميع المواد الخام والتركيبات الفرعية من موردين معتمدين وتخضع لفحوصات واردة صارمة.

　　أجزاء من ألياف الكربون:تم فحصها للتأكد من التصفيح والمسامية ودقة الأبعاد.

　　المكونات الإلكترونية:بما في ذلك وحدات التحكم في الطيران، والمجالس الاقتصادية والاجتماعية، والمحركات، يتم اختبارها على دفعات من حيث الأداء الوظيفي.

　　البطاريات:يتم تدوير كل حزمة بطارية واختبارها من حيث السعة والمقاومة الداخلية والتوازن.

　　فحوصات الإنتاج أثناء العملية

　　أثناء التجميع، يتم التحقق من كل مرحلة بدقة.

　　التجميع الهيكلي:التحقق من محاذاة المفصلة، ​​وسلامة تركيب الجناح، وعزم دوران التثبيت.

　　تكامل النظام الكهربائي:فحص أحزمة الأسلاك للتأكد من التوجيه الصحيح ومشاركة الموصل وغياب الدوائر القصيرة.

　　تكامل نظام الدفع:معايرة كل محرك وزوج ESC لضمان التشغيل السلس وإخراج الدفع المتزامن.

　　التحقق من صحة المنتج النهائي واختباره

　　يجب أن يجتاز كل جهاز VF20E مُجمَّع بالكامل بروتوكول التحقق النهائي الشامل.

　　اختبارات النظام الوظيفي:

　　تشغيل النظام بالكامل:التحقق من الاتصال بين جميع مكونات إلكترونيات الطيران.

　　اختبار تبديل التكرار:فشل IMU/GPS الأساسي بشكل مصطنع في تأكيد الانتقال السلس إلى النظام الثانوي.

　　اختبار وظيفة المؤازرة والمحرك:التحكم في جميع أسطح التحكم والمحركات للتحقق من النطاق الكامل للحركة والاستجابة الصحيحة.

　　اختبار اتصال الحمولة:التحقق من توصيل الطاقة وتبادل البيانات مع حجرة الحمولة.

　　الاختبارات البيئية والأداء (يتم إجراؤها على عينات الدفعات):

　　اختبار الاهتزاز:تخضع الطائرة لملامح اهتزاز تحاكي ظروف الطيران لتحديد أي رنين ميكانيكي محتمل أو مكونات مفكوكة.

　　اختبار التحويم الأرضي:يتم إجراء هذا الاختبار في حاوية شبكية آمنة، للتحقق من استقرار وضع الطيران VTOL، ودقة خوارزميات التحكم، وسلاسة تسلسل الانتقال.

　　الالتزام بمعايير الكشف الصارمة

　　يتم توجيه تصنيع واختبار VF20E بإطار من المعايير الدولية والداخلية لضمان الاتساق والسلامة والجودة.

　　المعايير والبروتوكولات الرئيسية:

　　ISO 9001:2015 أنظمة إدارة الجودة:لقد تم اعتماد عملية الإنتاج بأكملها وفقًا لهذا المعيار الدولي، مما يضمن اتباع نهج منهجي لمراقبة الجودة والتحسين المستمر.

　　DO-160G الظروف البيئية وإجراءات الاختبار للمعدات المحمولة جواً:أما بالنسبة للطيران التجاري، فإن هذا المعيار يلهمنا لإجراء اختبارات بيئية صارمة، بما في ذلك اختبارات درجة الحرارة والرطوبة والاهتزاز.

　　RTCA SC-228 (إرشادات لأنظمة الطائرات بدون طيار):نحن نرجع إلى إرشادات السلامة والأداء الصادرة عن هيئات الطيران الرائدة لتوجيه استراتيجيات التصميم وتكرار النظام لدينا.

　　معايير الأداء الداخلي:نحن نفرض حدودًا للأداء غالبًا ما تتجاوز معايير الصناعة النموذجية، مثل الحد الأدنى لوقت الرحلة تحت الحمل القياسي، والحد الأقصى لمستوى الاهتزاز المسموح به للحمولة، ووقت الحصول على إشارة GPS الإلزامية.

　　مراقبة الجودة المبنية على البيانات:

　　كل اختبار يولد البيانات. يتم تسجيل منحنيات الدفع لكل محرك وأطياف الاهتزاز ومقاييس دقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مقابل الرقم التسلسلي للطائرة. لا يتم استخدام هذه البيانات فقط لاتخاذ قرارات النجاح/الفشل ولكن أيضًا للتحكم في العمليات الإحصائية، مما يسمح لنا بتحسين تقنيات التصنيع لدينا بشكل مستمر وتحديد المجالات المحتملة للتحسين بشكل استباقي.

　　الخلاصة: المعيار في الطائرات بدون طيار eVTOL الاحترافية

　　إن VF20E هي أكثر من مجرد طائرة بدون طيار؛ إنه حل مصمم بدقة مبني على أساس التصميم المبتكر، والتشغيل الذي يركز على المستخدم، ومراقبة الجودة التي لا هوادة فيها. باختيارك VF20E، فإنك تستثمر في منصة توفر موثوقية مثبتة، وقدرة تحمل استثنائية، وتعدد الاستخدامات للتعامل مع مهام جمع البيانات الجوية الأكثر تحديًا. يضمن التزامنا بهذه المبادئ أن يكون VF20E أحد الأصول التي يمكن الاعتماد عليها لعملياتك، يومًا بعد يوم.