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无人(rén)机的七个(gè)幻(huàn)想

 

1,我想飞得更高

飞行的相对高度对于一般(bān)的无(wú)人机使(shǐ)用者而言是并(bìng)不重要的性能(néng),因为(wéi)绝大多数(shù)用途都(dōu)在低空甚至是“贴地(dì)飞行”,即使是航(háng)拍也不会飞太(tài)高,太高(gāo)了看看不清底面。但是飞行的海拔高(gāo)度(dù)对(duì)于高(gāo)原地区的(de)用途而言(yán)则是一个非常重要的参数。

高空(kōng)空气稀薄(báo),一方(fāng)面会让螺旋桨的效率下降;另一方面也(yě)会(huì)让动力系(xì)统的效(xiào)率下降。目前业内燃油(yóu)动力的无(wú)人机一般使用自然吸气的二冲程(chéng)发动机,随着(zhe)空气的稀 薄进(jìn)气效率降低,动力自然(rán)也(yě)就会下降,同时(shí)因(yīn)为气压的下降汽(qì)油的沸点(diǎn)也随之下降,到一定高度会在常(cháng)温(wēn)中沸腾。这些活塞式(shì)的(de)油动的无人直升机一般空(kōng)载最高只 能飞到两三千米,满(mǎn)载的高度会(huì)更低。

倒(dǎo)是电(diàn)动机对海拔不那么敏感,在高海拔地区还可以飞(fēi)行。但(dàn)是(shì)高(gāo)原地区的低温则会(huì)让电池(chí)的容量降低。让本就不长的续航(háng)时间(jiān)更捉襟见肘。

2,我想飞得更远

无人机(jī)的飞行活动半径是绝大部(bù)分用户都关注的问题,也是个(gè)重(chóng)要指标。但飞行半径却不是想大就(jiù)能大的。制约无人机飞行半径的有两方面(miàn):飞(fēi)机的机(jī)械极限与(yǔ)电台的控制(zhì)半径。

无人机本(běn)身因为续航(háng)时间的限(xiàn)制,其(qí)飞行半(bàn)径就是(shì)有(yǒu)极限(xiàn)的(de)。尤其电动多旋(xuán)翼,任务飞(fēi)行时间只有(yǒu)20分钟左右(yòu),再考虑起飞降落的时间,飞控(kòng)半径一般都(dōu)在1公里左右。

同时因(yīn)为微波的物理性质,地(dì)面对无人机的(de)操(cāo)控距离和无人机图传回来的距离都(dōu)不(bú)会太(tài)远。无人机手动控制的遥控器,其频(pín)率为2.4G,波长很(hěn)短(duǎn),基本没(méi)有(yǒu)绕射(shè)能力,其控制半径(jìng)只能(néng)到1公里,而且很怕遮挡。

中大型的无人机可以装机载(zǎi)数传(chuán)电(diàn)台,频(pín)率在几百兆(zhào)的跳频数(shù)传电台,波长稍长,稍(shāo)有一定的(de)绕(rào)射能力。但是(shì)也比较怕遮挡,不光担心遮蔽,也担心多路径效应(yīng)。原则 上来(lái)说也是要求“通视”的。很不幸的是我们(men)所(suǒ)在的(de)地(dì)球是圆的,所以受(shòu)制于地球曲(qǔ)率的影响,低空飞行(háng)的遥控距离也(yě)不会太长。所以中型的无人(rén)机(jī)遥控距离25公 里,大型的也是如(rú)此。有些(xiē)无人直(zhí)升机(jī)标称控制半径很(hěn)远,能到150公里,但要达到如此远的距离需要飞(fēi)到(dào)极限(xiàn)升限3000米高。这么高的(de)飞行(háng)高度,一般的光学设备已经难以看清地面,失去了实用价值。

一些人想到(dào)用3G或者(zhě)4G移动(dòng)网络实现类似“星通”的效果,但(dàn)很可(kě)惜就算抛开(kāi)高额的数据流量(liàng)价格不说,其可行性上也有问题。一方面从平面地图上来说移动网络是以各个基站为(wéi)圆(yuán)心的圆(yuán)所组成的蜂窝,交接处信号有盲(máng)区,在(zài)飞行中非常明显;一方面(miàn)从立体空间(jiān)来讲,移(yí)动网(wǎng)络(luò)是以基站信号塔为中心的向(xiàng)下伞状覆盖(gài),移动网 络(luò)只(zhī)在地表信(xìn)号好,在空中这个盲区(qū)更厉害。

3,我想再飞(fēi)一会儿

毫无疑(yí)问,续航时间(jiān)对于无人机而言(yán)是个非常重要的指标。很多情(qíng)况下制约(yuē)无(wú)人机活动半径(jìng)与飞(fēi)行相对高度的最重(chóng)要因素(sù)就是无人机本身机械部分的续(xù)航。客户也(yě)经常会问:你们的无人机(jī),续航(háng)时间能长一(yī)点吗?

通常(cháng)情(qíng)况下:不能!显而易见,不管是(shì)无人机还是有人机,制(zhì)约滞空时间的主要都是能源。因(yīn)为(wéi)对于(yú)密度大(dà)于空气的这些飞(fēi)行器而言(yán)飞行(háng)的(de)每一(yī)分钟都在与重(chóng)力搏斗。

对于燃油动力的无(wú)人机,能源的载体就是燃油。不管是汽(qì)油,柴油还是(shì)航空煤(méi)油,其热值都是一定(dìng)的。飞得时(shí)间久(jiǔ)就需要多带油;多带油就需要更大的飞机;更大的飞 机(jī)也就更费油(yóu)。对于电动的无人机而言,续航时间则更加捉(zhuō)襟见(jiàn)肘。尤其(qí)对于多旋(xuán)翼而言,由(yóu)于电动(dòng)机的响应快容易控制(zhì),电动是其福音。然另一方面电动又是制约其续航时间的一个巨大难题。

因为电能的载体是(shì)电池,然电池的重量很大且(qiě)空电池不会变轻(qīng),而且对于电动机而言随着负(fù)载的增大其(qí)耗(hào)电(diàn)量会激增。所(suǒ)以电动无人机不(bú)是往(wǎng)上堆砌电池(chí)续(xù)航时间(jiān)就能增加的,而是一个函数取极值的问题。

4,我想风雨无阻

你们的无人机能抗几级风?这是(shì)客户很关心,也是我们很关注(zhù)的(de)一个实际(jì)问题。无人机的飞行介质就是在风中行走,有风(fēng)就相当于(yú)路不好走。无(wú)人直升机的抗(kàng)风性(xìng)平心而论(lùn)还是相对比较不错的(de), 五六级风都(dōu)能飞(fēi),因为其重心低而升(shēng)力点再上,即使风大些也未必出问题(tí)。当然风大了(le),风险(xiǎn)总还是会增大,就好比路太(tài)烂(làn)坦克也怕翻车。一个(gè)是怕超过极限失(shī)控, 还一个是怕(pà)螺旋桨(jiǎng)因柔(róu)性而与其它部分打架。尤(yóu)其是双(shuāng)桨共轴的无人机直升机。

不过对(duì)于多旋翼而言,情况恐怕就没(méi)有那么乐观了(le)。因为多旋翼像走平衡木,升(shēng)力点并没比重(chóng)心高多(duō)少,非稳定(dìng)结构(gòu),也非(fēi)完(wán)全控制结构。所以就(jiù)算是很大的八旋翼,诸如(rú)昆明劲鹰1000型八轴航拍航测无人机能抗5级风也(yě)就(jiù)很勉强了。

你们的无人机能防雨吗?

不(bú)能!无人机的电(diàn)子设备(bèi)尤其是舵机,发热量(liàng)是很大(dà)的(de),防雨做的太(tài)好会导致散热不(bú)好(hǎo)。所以即使(shǐ)是油动直升(shēng)机,也不过是短(duǎn)暂防淋雨,突然下雨赶(gǎn)紧返航可以,冒雨飞(fēi)行不行。

5,我想靠谱

厂商(shāng)们大都回避一个问题:风险。一方(fāng)面(miàn)确实有(yǒu)些小厂的无人机(jī)土(tǔ)法上马,或者太激进,可靠性不佳,另一方面(miàn),无人机(jī)飞行有风险是不可避免的,除了故障还有不可抗(kàng)力。

为了提高可靠(kào)性,飞(fēi)机会采用成熟的机体或者冗余度更高的设计。但不(bú)管再可靠的机器都(dōu)不敢(gǎn)保证万无一失,而且飞机在天(tiān)上飞还要考(kǎo)虑环境因素的影(yǐng)响。“绝对可靠”是不现实的。所以无人机(jī)的飞行必须规避人口(kǒu)密(mì)集区、飞机有(yǒu)异常就(jiù)得检修,就不(bú)能逞(chěng)能,不管有多少钱(qián)的合同,多大(dà)的(de)领导(dǎo)期望。

我们不(bú)妨再换一个角度想这个(gè)问题:用户为什么要买无人机?为(wéi)啥(shá)不用有人机呢?

无人机本质上说就是让(ràng)电(diàn)脑代替(tì)飞行员(yuán)去开飞机,同样(yàng)载荷的无人(rén)机(jī)必然会比有(yǒu)人机贵。为啥非要买无人机呢?还不是因为飞行有风险,尤其这些低空飞行,地(dì)形复(fù)杂气(qì)流乱,最近的(de)通(tōng)用航空接二连(lián)三的出(chū)悲(bēi)剧,每(měi)次事(shì)故都伴随着惨烈的(de)伤亡(wáng)。

所以无(wú)人机之所以越来越火,并不是因(yīn)为飞行很(hěn)安全(quán),而是飞行很不安全(quán)。我们在做(zuò)的事情(qíng),只是让(ràng)机器代(dài)替人去冒险。

6,我想(xiǎng)接(jiē)地(dì)气(qì)

你们的无人机超(chāo)预算了(le),能(néng)便(biàn)宜点不?——不能!

一分(fèn)钱(qián),一分货。亘古不变的真理,就(jiù)像你不能指望(wàng)奥迪双(shuāng)钻的(de)四(sì)驱车跑达喀(kā)尔拉力赛(sài),你也不(bú)能指望奔驰(chí)G55卖到奥拓的价格(gé)。无人机作为飞(fēi)行器对(duì)可靠性的(de)要求(qiú) 更高,相应的成(chéng)本控(kòng)制难度也就更大。无人机是个若(ruò)干(gàn)子系统共(gòng)同(tóng)运作(zuò)的一个复杂系(xì)统,每个子(zǐ)系统(tǒng)出问(wèn)题都是致命的,因此为了省钱而采用质量稍次的部件都是得不偿失的。

电池能用便宜的吗(ma)?电脑能用经济的吗(ma)?电台能换成(chéng)4G手机吗?减震垫片能凑合一下吗?飞(fēi)机能换成山寨的吗?飞控能换成ACE吗……

我(wǒ)的回(huí)答(dá)是都不(bú)能,而(ér)且对此(cǐ)非常(cháng)无奈。不止一个客户(hù)图便宜,买了便宜货,摔了又想起来找我们,有意思吗?

7、我想(xiǎng)省吃俭(jiǎn)用

无人机的后期维护(hù)保养与使用成本也是(shì)厂家总要回避的问题(tí)。但(dàn)对用户而言这个问题非常棘手。

在油动无(wú)人直升机中(zhōng),发动(dòng)机等硬(yìng)件的使用寿命是个(gè)非(fēi)常关键的问题。目(mù)前比较常用的是活塞式(shì)发动机,这种发动机一点也不先进,对海拔敏(mǐn)感,但是其优(yōu)势就是耐用,寿命可以有数百个飞行小(xiǎo)时。也正如汽车摩托车,如(rú)果保养良好(hǎo),其实(shí)际使用寿命可以长于(yú)设计寿命。有(yǒu)些比较先进(jìn)的(de)机型会使用涡轮发动机(jī),但小型涡(wō)轮机就(jiù) 算是大型国家研究(jiū)所的产品,其寿命也仅有几十个小时(shí)。

对于(yú)固定翼(yì)无人机(jī)而言,机体的寿命(mìng)则是关(guān)键。固定翼的(de)采(cǎi)购价比较便宜,但受制于使(shǐ)用环境(jìng)和(hé)飞(fēi)手水平,一般(bān)只能伞降或者撞网回(huí)收。有客户跟我们(men)抱怨(yuàn)之(zhī)前用的(de)固定(dìng)翼无(wú)人机总(zǒng)要(yào)换机翼,然实际上经常更换机翼(yì)恰(qià)恰(qià) 是说明飞(fēi)机质(zhì)量好,质量稍差些的(de)机体本身的(de)损(sǔn)耗率也很吓人。转自(zì):无人机(jī)世界(jiè)

图示:劲(jìn)鹰八轴多(duō)旋翼

劲鹰8轴.jpg

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