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无人机(jī)的七个幻(huàn)想

 

1,我想飞得更高(gāo)

飞行的相对高度对于一般的无人(rén)机(jī)使用(yòng)者而言(yán)是并不重要的(de)性(xìng)能(néng),因为绝大多数用途都在低(dī)空甚至是“贴地飞行”,即使(shǐ)是航拍也不会飞太高,太高了看(kàn)看不清底面。但是飞行的(de)海拔高度对于高原地区的用途(tú)而言则是一个非常(cháng)重要(yào)的参数。

高空空(kōng)气稀薄,一方面会让螺旋(xuán)桨的效率下降;另(lìng)一方面也会让(ràng)动力系统的效率下降。目前(qián)业内燃油动(dòng)力的无人机一般(bān)使用自(zì)然吸(xī)气的二冲(chōng)程发动机,随着空气的稀 薄进气效率(lǜ)降低,动力自然(rán)也就(jiù)会下降,同时因为(wéi)气压的下降汽油的沸点也随之(zhī)下降,到一定高度会在常温中沸腾。这(zhè)些活塞(sāi)式的油动的无人直升机(jī)一般空载最高(gāo)只 能飞到两三千米,满载的高(gāo)度(dù)会更(gèng)低(dī)。

倒是电动机对(duì)海拔(bá)不(bú)那么敏感,在高海拔地区还可以飞行。但是高原(yuán)地区(qū)的低(dī)温(wēn)则会让(ràng)电池(chí)的(de)容量降低。让本就(jiù)不长的(de)续航时间更捉襟见(jiàn)肘。

2,我想飞得更远

无人机的(de)飞行活(huó)动(dòng)半径是绝大部分用(yòng)户都(dōu)关注的问题,也是个重(chóng)要指标。但飞行(háng)半径却不(bú)是(shì)想大就能大的。制约(yuē)无人机飞行半(bàn)径的有两方面:飞(fēi)机(jī)的(de)机械极限与电台的控(kòng)制半径。

无人(rén)机本身(shēn)因为续(xù)航时(shí)间的限制,其飞行半径(jìng)就是有极限的。尤其电动多旋翼,任务飞行时(shí)间只有20分钟左右,再考虑起飞降(jiàng)落的(de)时间,飞控半(bàn)径一般都(dōu)在1公里左右。

同时因为微波的物理性质(zhì),地面(miàn)对(duì)无人机的操控距离和无人(rén)机图传回来的距离都(dōu)不会太远。无人机手动(dòng)控制的遥控器,其频率为2.4G,波长很短,基本没有(yǒu)绕射能力,其(qí)控制半径只能到1公(gōng)里,而且(qiě)很(hěn)怕遮挡。

中大型的无人机可以(yǐ)装机载数传电台(tái),频(pín)率在几百兆的跳频数传电台(tái),波长稍长,稍有一定的(de)绕射能力。但是也比较怕遮挡,不光担(dān)心遮蔽,也担心多路(lù)径效(xiào)应。原则 上来说也是要求“通视(shì)”的。很不幸的是(shì)我们(men)所在的地球(qiú)是圆的,所以受制于地球曲率的影响(xiǎng),低空飞(fēi)行的遥控距(jù)离也(yě)不会太长。所以中型的无人机(jī)遥控距离25公 里(lǐ),大(dà)型(xíng)的也是如此。有些(xiē)无人直升机标称控制半径很远,能到150公里,但(dàn)要达到如此远的距离需要飞(fēi)到极限升限3000米高(gāo)。这么(me)高的飞(fēi)行高度,一(yī)般(bān)的光学设备已经难以看清地面,失去(qù)了实用价值。

一(yī)些人(rén)想到用3G或者4G移动网络实现类似(sì)“星通”的效果(guǒ),但很可惜就算抛开高(gāo)额的数据(jù)流(liú)量价格不(bú)说,其(qí)可行性(xìng)上也有问题。一方面从平(píng)面地图上来说移动(dòng)网络是以各个(gè)基站(zhàn)为圆(yuán)心的圆所组成的蜂窝(wō),交接处信号有盲区(qū),在飞行中(zhōng)非常(cháng)明显;一方面从立体空间来讲,移动网络是以基(jī)站信号(hào)塔(tǎ)为中心的向下伞(sǎn)状覆盖,移动(dòng)网 络(luò)只在地表信号(hào)好(hǎo),在(zài)空(kōng)中这个盲(máng)区(qū)更(gèng)厉害。

3,我想再飞一会儿

毫无疑问,续航时间对于无人机而(ér)言是个非常重要的指标。很多情况(kuàng)下制(zhì)约无人(rén)机(jī)活(huó)动半(bàn)径(jìng)与飞行相对高度的最重(chóng)要因素就(jiù)是(shì)无人(rén)机(jī)本身机(jī)械(xiè)部分(fèn)的续航。客(kè)户也经(jīng)常会问:你们的无(wú)人机,续航时间能长一点吗?

通常(cháng)情况下:不能!显而易见,不管是无人机还(hái)是有人机,制(zhì)约(yuē)滞(zhì)空时间的主要(yào)都是能源。因为对于(yú)密度大于空气的这些飞(fēi)行器而言飞(fēi)行的每一分钟都在与(yǔ)重力搏(bó)斗。

对于燃油动(dòng)力的(de)无人机,能(néng)源的载体就是燃油。不管是汽油,柴油还(hái)是(shì)航空煤油(yóu),其热(rè)值(zhí)都(dōu)是(shì)一定的。飞得时间久(jiǔ)就需要多带油;多带油就需要更大的飞机;更大的(de)飞 机也就更(gèng)费油。对于电动的无人机而(ér)言,续航时(shí)间则更加(jiā)捉襟见肘。尤其对于多旋翼而言,由(yóu)于电动机的响应快容易控制,电动是(shì)其福音。然另一方面(miàn)电动又是(shì)制约其续航时(shí)间的一个巨大难题(tí)。

因为电能的载体是(shì)电池,然电池的重(chóng)量很大且空电池不会变轻(qīng),而(ér)且对(duì)于电动机(jī)而(ér)言随着负载的增大其耗电量会激增。所以电动(dòng)无人机不是往上堆砌电池(chí)续航时间就能增加的,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(kàng)几级风?这是客户(hù)很关心,也是(shì)我们很关注(zhù)的(de)一个实际问题。无人机(jī)的(de)飞行介质(zhì)就是在风中行走(zǒu),有风就相(xiàng)当于路不好走。无人直升机的抗风性平心而论还是相对比较不错的, 五六(liù)级风都能(néng)飞,因为其重心低而(ér)升力点再上,即使风大(dà)些也未必出问(wèn)题。当(dāng)然风大(dà)了,风险总还是会增(zēng)大,就(jiù)好比路太烂坦克(kè)也怕翻车。一(yī)个是怕超(chāo)过(guò)极限失控, 还一个(gè)是怕螺旋(xuán)桨因柔性而与(yǔ)其它部分(fèn)打架。尤其是(shì)双桨共轴的无人机(jī)直升机。

不过对于多旋翼而言(yán),情况恐怕就没(méi)有(yǒu)那么乐观了(le)。因为多旋翼(yì)像走平衡木,升力点并没比(bǐ)重心高多(duō)少,非稳定(dìng)结构,也非完全控制结构。所(suǒ)以就算(suàn)是很大(dà)的八旋翼,诸(zhū)如昆(kūn)明劲鹰1000型八(bā)轴航拍航测无人机能抗5级风也就很勉强了。

你们的无人机能防雨吗?

不能!无人机的电子设备(bèi)尤(yóu)其是(shì)舵机,发热量是很大的(de),防雨做的太好会(huì)导致散热(rè)不好。所(suǒ)以(yǐ)即使(shǐ)是油动直(zhí)升机,也不过(guò)是(shì)短暂防淋雨,突然下雨赶紧返航可以,冒雨飞行(háng)不行。

5,我想靠谱

厂商们大都回(huí)避一个问题:风(fēng)险。一方面确实有些(xiē)小厂的无人机土法上马,或者太激进,可靠(kào)性不佳,另一方面,无人机飞行有风险(xiǎn)是不(bú)可避免的,除了故障(zhàng)还有不可抗力(lì)。

为了提高可靠性,飞机会采用成(chéng)熟的机体(tǐ)或者冗余度更高的设计。但(dàn)不管再可(kě)靠(kào)的(de)机器都不(bú)敢保证万无一失,而且飞机在天上飞还(hái)要考(kǎo)虑环(huán)境因素的影响。“绝对(duì)可靠”是不(bú)现实的。所以无人机的飞行必须(xū)规避人口密集(jí)区(qū)、飞机有异常就得检修,就(jiù)不能逞能,不管有多少钱的合同,多(duō)大的领导期望(wàng)。

我(wǒ)们不妨再换一个角(jiǎo)度想这个问题:用户为什么要买无人机?为啥(shá)不用有(yǒu)人机呢(ne)?

无人(rén)机本质(zhì)上说(shuō)就是让电脑(nǎo)代替(tì)飞行员去开飞机,同样载荷的无人机(jī)必然会比有人机(jī)贵(guì)。为啥(shá)非要买无人机呢?还不是因为飞行有风险(xiǎn),尤其这(zhè)些低空飞行,地形复杂气流乱(luàn),最近的通用(yòng)航空接二连三的出悲剧,每次事故都伴随着惨烈的伤(shāng)亡。

所以无人机之所以越来越火,并不是因(yīn)为飞行很安全(quán),而(ér)是飞行很不安全。我们在做(zuò)的事情,只是让(ràng)机器代替人去冒(mào)险。

6,我想接地气

你们的(de)无人机超(chāo)预(yù)算(suàn)了,能(néng)便宜点(diǎn)不?——不(bú)能!

一分钱(qián),一分货(huò)。亘(gèn)古不变(biàn)的真理,就像你不能指望奥迪(dí)双钻的四驱车跑达(dá)喀尔拉力(lì)赛,你也不能指(zhǐ)望奔驰G55卖到奥拓的价格。无人机作(zuò)为(wéi)飞(fēi)行器对可靠性的要求 更(gèng)高,相应的成本(běn)控制难度(dù)也(yě)就更(gèng)大。无人(rén)机(jī)是个若干(gàn)子系统共同运作的一(yī)个复杂系统,每个(gè)子系(xì)统出问题都是致命的,因此为了省钱而采用(yòng)质(zhì)量稍次的部(bù)件都(dōu)是得不偿失的。

电池能用便(biàn)宜的吗?电脑(nǎo)能用经济的吗?电台(tái)能(néng)换成4G手机吗?减震(zhèn)垫片能(néng)凑合一(yī)下吗?飞(fēi)机能换成山(shān)寨的吗?飞(fēi)控能换成ACE吗……

我的回答是都不能,而且对此非常无奈。不止一个客(kè)户(hù)图便宜(yí),买了便宜货(huò),摔了又(yòu)想起来找我们,有意思吗?

7、我想省吃俭(jiǎn)用

无人机的后期维(wéi)护保养与使(shǐ)用成本也是厂家总(zǒng)要(yào)回避的问题。但(dàn)对用户而言这个问题非常棘手。

在油动(dòng)无人直升机中,发动机等硬件(jiàn)的使用寿命是个非常关键的问题。目前比较(jiào)常(cháng)用的(de)是活塞式发动机,这种发(fā)动机一点也不先进,对海(hǎi)拔敏(mǐn)感,但是(shì)其优势就是耐用,寿(shòu)命(mìng)可以有数(shù)百个飞行小(xiǎo)时。也正如汽车摩托车,如果保养良好,其实际使用寿命可以长于(yú)设计寿(shòu)命。有些比较先(xiān)进的机型会使用涡轮发动机,但小型(xíng)涡轮机就 算是大(dà)型国(guó)家研究所(suǒ)的(de)产品(pǐn),其(qí)寿命也(yě)仅有几十(shí)个小时。

对于固定翼无人机(jī)而(ér)言,机(jī)体(tǐ)的寿命则(zé)是关(guān)键。固定翼的采购价比较便宜,但受制于(yú)使用环(huán)境和飞手水平,一(yī)般(bān)只能伞降或者撞网回收(shōu)。有客户(hù)跟我们抱怨之前(qián)用(yòng)的固定翼(yì)无人机(jī)总要换机翼(yì),然实际(jì)上经常更换(huàn)机(jī)翼恰恰 是说(shuō)明(míng)飞(fēi)机质量好,质量稍差些的机体本身的损(sǔn)耗率也很吓人。转自:无(wú)人机世界

图示:劲鹰八轴多旋翼

劲鹰8轴(zhóu).jpg

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