植（zhí）保（bǎo）无（wú）人机的主要任务是（shì）装（zhuāng）载农药进行喷（pēn）洒作业，农（nóng）药载（zǎi）重量是提高航空植保作业效率至关重要的因（yīn）素。从技术上讲，植保（bǎo）无人机的农药载（zǎi）重量取决于其动力分系统（tǒng）的设（shè）计（jì），而（ér）无人（rén）机的升效是动（dòng）力分系统（tǒng）设计时最为重要的技（jì）术（shù）指标（biāo）。
无人（rén）机的升效定义为总升力（lì）与总功率的比值。与之相区别，单轴（单个旋翼）的（de）升力与功率的（de）比值称（chēng）为桨效。作为多旋翼无人机而言，无人机升效是多（duō）个（gè）单轴桨（jiǎng）效的（de）合（hé）成。设计步骤如（rú）下：
一、设计桨效。
第（dì）一步，确定单轴升（shēng）力（lì）。单轴升力（lì）＝ 损耗补偿系（xì）数×最大起飞重量／旋（xuán）翼个数。损耗补偿（cháng）系数是为弥补（bǔ）多轴合成升力的损（sǔn）失设定的（de），是一个经验值，需要通过大量的（de）试（shì）验数据（jù）综合（hé）归纳得出。
第二（èr）步（bù），设计螺旋（xuán）桨形状。根据单轴升（shēng）力（lì）、多旋翼（yì）结构（gòu）尺寸等因素，设计螺旋桨的参数，主要包括：螺旋桨叶数、螺旋桨直径（jìng）、螺旋桨螺距、螺旋（xuán）桨材质等。多旋翼是（shì）定螺距桨（jiǎng）型，设计相对简单一些。从设计桨效角度（dù），桨型设计要充分考（kǎo）虑与（yǔ）驱动电机的转速相匹配。
第三步，设计驱动电（diàn）机（jī）。根据桨型气动力参数，设计驱动电机（jī）的各项参数，主要包括（kuò）：电机额（é）定功率、电机额（é）定（dìng）转速、电机（jī）最大（dà）转速（sù）、电机（jī）额定扭矩、电机最大扭矩、电机功重比等。多旋翼是以各个螺旋桨（jiǎng）转速（sù）来控制升力的，因此重点围绕转速来设计驱动（dòng）电机各项指标，对提（tí）高桨效是非常重要的。
第四步，检验（yàn）桨效。将设计好的螺旋（xuán）桨和驱动电机组合成实验样机，就可以（yǐ）在检验台（tái）上进行桨效的（de）试验工作了（le）。检验台要求较简单，只要能容易固定实验样（yàng）机，并检测出（chū）实时升力，以及同时的供电电流（liú）等参数即可。不断加大电机（jī）的转速，升力和电流都（dōu）会上升，记录升力和电（diàn）流的关系曲线，将可换算成实验样（yàng）机（jī）的升力（lì）和桨效关系曲（qǔ）线。检验升力和（hé）桨（jiǎng）效关系曲（qǔ）线，可清楚得出实验（yàn）样机在给定设计升力范围内的桨效（xiào）关系。
重（chóng）复第二步到第（dì）四步，反复调整桨型（xíng）、电机各参数的（de）设（shè）计，检验各（gè）种实验样机（jī）的升力（lì）和桨效关系曲（qǔ）线（xiàn），从而（ér）选（xuǎn）择出最优化的桨效（xiào）设计实验（yàn）样（yàng）机，并（bìng）将其升力和（hé）桨（jiǎng）效（xiào）关系曲线作为（wéi）下（xià）一步设计的技术参（cān）数依（yī）据。
二、设计飞控。
多旋翼（yì）无人（rén）机是一种（zhǒng）欠驱动系统，无（wú）人（rén）机实时状（zhuàng）态的6个自（zì）由度，完全依（yī）靠多个旋翼（yì）产生的升力（lì）来进行调整控制。因此，多旋翼无人机的升效取（qǔ）决于多个旋翼单轴桨效的（de）合（hé）成效率，同时受到（dào）无人机飞行状态的极大影响。多（duō）旋翼的飞行（háng）状态控制对提高无人机（jī）升效具有十分（fèn）重要的作用（yòng）。
多旋翼植保无（wú）人机作业飞行要求相对比（bǐ）较简单，一般要求等高、直线、匀速飞行，起降需要缓速平（píng）稳，抗（kàng）风能力在五（wǔ）级以下。根据植保作（zuò）业的特（tè）点，有效设计飞控（kòng），可较好地提高（gāo）无人机的升效。
为（wéi）提高升效（xiào）设计飞控分为两个（gè）层面：飞（fēi）控算法层面（miàn）和（hé）飞控应用层面。
飞控（kòng）算法层面：这部分过于（yú）专业，也非常（cháng）复（fù）杂（zá），涉及（jí）飞控的核心算法，一（yī）般的（de）飞控厂家没（méi）有能力在此层面上设计（jì）研（yán）发，在此不加赘述。但设计原则应该（gāi）是明确的，就是要依（yī）据桨（jiǎng）效参数，结合植保作业（yè）特点，限定制约“过激”的飞行状态，使能（néng）量有效用于简单的（de）植保（bǎo）作业飞行动作上。
飞控应用层（céng）面：可为植保无人机飞行设置一（yī）些限定条（tiáo）件。在无（wú）人（rén）机起（qǐ）降阶段（duàn），限定起降速（sù）度和加速（sù）度；在（zài）植（zhí）保作业阶段，限定最大速度，限定加（jiā）减速时的最（zuì）大加速度。这些（xiē）限定也同样是为了限定制约“过激”的飞行状态，提（tí）高植保作业的（de）升效（xiào）。
三、设（shè）计（jì）效果预期。
无（wú）人机升效的提高，节能效果明显。我们对最大起飞（fēi）重量35KG，有（yǒu）效载（zǎi）药10KG的多旋翼植保机进行过测试，平均升（shēng）效只有3.5KG/KW。究其原因，主要是使（shǐ）用的全（quán）是航模电机和航模飞控，不（bú）是为植保无人机（jī）专门设计，桨（jiǎng）效本（běn）身就（jiù）不高，飞控对桨效的合成效（xiào）率也不高。经过设计试（shì）验，我们将平均升效提高到7KG/KW以上，升（shēng）效提高了一倍，最直（zhí）接的效（xiào）果就是完成同样的（de）植保作业，电池节（jiē）省了一半容量。目前，电池是植保作业成本的制（zhì）约因（yīn）素，减少了电池成本，使无人机植保更加贴近实际应用。
无（wú）人机升效的提高，减少了机（jī）体内电（diàn）磁干扰。升效提高，节省了（le）电能消耗，电池（chí）供电的（de）电流相对有较大的减小（xiǎo），从而使在狭窄机（jī）体内通过大电流的导（dǎo）线（xiàn）辐射出的电磁干扰下降，这对（duì）提高飞（fēi）控系统（tǒng）的稳定（dìng）性十分有（yǒu）利。
无（wú）人机升效的提（tí）高（gāo），增加了植保无人机操控的稳定性。为提（tí）高升效（xiào），飞控根据植保作（zuò）业的特点，进行（háng）了限定制约“过激”飞行状（zhuàng）态（tài）的（de）设计（jì），这实际（jì）上起到（dào）了（le）操（cāo）控的增稳作（zuò）用。对于植保无人机操控手来（lái）讲（jiǎng），提高了可操控性，减少了植保作业的劳（láo）动强度。（来源民用无人（rén）机市场开发；原（yuán）创（chuàng）作者（zhě）林建）
图示：劲鹰植保无人机
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