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为(wéi)何选择多旋翼(yì)?

在操控性方面,多旋翼的操控是最简(jiǎn)单的。它不需要跑道便可以垂直起降,起飞后可在空中悬停。它的操控原理简单,操控器(qì)四个遥感操作对应飞行器的前后、左右、上下和偏航方向(xiàng)的运动。在自动驾驶仪方面,多旋翼(yì)自驾仪控制方法简单,控制器参数调节(jiē)也很简单。相(xiàng)对而言,学习固(gù)定翼和直升机的飞行不是简(jiǎn)单的事情。固定翼飞行场地要求开阔,而直升机(jī)飞行过程(chéng)中会产生通道间耦合,自驾仪(yí)控制器设计困难,控制器调节(jiē)也很困难。

在可靠性方(fāng)面,多旋翼也(yě)是表现最出色的。若仅考虑机械的可靠性,多旋翼没有活动部件,它的可靠性基本(běn)上(shàng)取决于无刷电(diàn)机(jī)的可靠性,因此(cǐ)可(kě)靠(kào)性较高。相(xiàng)比较而言(yán),固定翼和直升(shēng)机(jī)有活动的机械连接部件(jiàn),飞行过程(chéng)中会产生磨损,导致可靠性下降。而且多旋翼能够悬停,飞行范围受控,相(xiàng)对(duì)固(gù)定翼更安(ān)全。

在勤务性方面,多旋翼的勤务性是最高(gāo)的。因其(qí)结构简单,若电(diàn)机、电子调速(sù)器、电池、桨和机(jī)架损坏(huài),很容易替换。而固定翼和直升机零件比较多,安装也需要技(jì)巧,相(xiàng)对(duì)比(bǐ)较麻烦。

在续航性能方面,多(duō)旋翼的表现明显弱于(yú)其他两款,其能(néng)量(liàng)转换效率低下。

在承载性能方面,多旋翼也(yě)是三者中最(zuì)差的(de)。

对于这三种机型(xíng),操控性与(yǔ)飞机结构和飞行原理相关,是(shì)很难改变的。在可靠性和勤务性(xìng)方面,多旋翼始终具备优势。随着电池能(néng)量密度(dù)的不断提升(shēng)、材料的轻型化和机(jī)载设备的不断小型化,多旋翼的优(yōu)势将(jiāng)进一(yī)步凸(tū)显。因此,在大众(zhòng)市场,“刚性”体验最终让人们(men)选择了多旋(xuán)翼。

然而,多(duō)旋翼也有(yǒu)自身的发(fā)展(zhǎn)瓶颈(jǐng)。它的运动和简单(dān)结构都依赖于螺旋桨及时(shí)的速度改变,以调整力(lì)和力矩,该方式不宜推广(guǎng)到更大(dà)尺寸的多旋翼(yì)。第一(yī),桨叶尺寸越大,越难迅速改变其速度。正是因为如此,直升机主要(yào)是靠改变桨距而不(bú)是(shì)速度来(lái)改变升力。第(dì)二,在大载(zǎi)重下,桨的(de)刚性需要进(jìn)一步(bù)提高。螺旋(xuán)桨的上下(xià)振动会导致刚(gāng)性大的桨很容易折(shé)断,这与我们平时来回折铁丝便可将铁丝(sī)折断同(tóng)理。因此,桨叶的柔性是很(hěn)重要的,它可以减少桨(jiǎng)叶来回旋转对桨叶根部的影响。正因(yīn)为如此,为了(le)减少桨叶的疲劳(láo),直升机采用了一个容许桨叶在(zài)旋转过程中上下运动(dòng)的铰(jiǎo)链。如(rú)果要(yào)提供大载(zǎi)重,多旋翼也需要增加活动部件或加入涵道和整流片(piàn)。这相当于(yú)一个多(duō)旋翼(yì)含有多个直(zhí)升机结构。这(zhè)样多旋翼的可靠性和(hé)维护(hù)性就会急剧下降,优势也就不那么(me)明显了(le)。当然,另一种增加多旋翼载重能力的可(kě)行方案便是(shì)增加桨叶数量,增至(zhì)18个(gè)或32个桨。但(dàn)该方式会极大地降低可(kě)靠性(xìng)、维护(hù)性和续航性。

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