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无人机的(de)七个幻(huàn)想

 

1,我想飞得更高

飞行的相对高度对于一般的无人机使用者而言是(shì)并(bìng)不重要的性能,因为(wéi)绝(jué)大(dà)多(duō)数用途都在低空(kōng)甚至是“贴地飞(fēi)行”,即使是航(háng)拍也不会飞太高,太高了看看不清底面。但是飞行的海拔高度对于高原地区的用(yòng)途(tú)而言则是(shì)一个(gè)非常重要的参数。

高空空气(qì)稀薄,一方面会让(ràng)螺旋桨的效率下降;另一(yī)方面也(yě)会让动力系统(tǒng)的(de)效率下降。目前业内燃(rán)油动力(lì)的(de)无人机一般使用自然吸气的二冲程发动机,随着(zhe)空(kōng)气(qì)的稀 薄进气效率(lǜ)降低(dī),动力(lì)自(zì)然也就会下降(jiàng),同(tóng)时因为(wéi)气压(yā)的下降汽油的沸点也(yě)随之下(xià)降,到一定高(gāo)度会在常温中沸腾。这些(xiē)活塞(sāi)式的油动(dòng)的无人(rén)直升机(jī)一般空载最(zuì)高只 能飞到两三千米,满载的高度会更低。

倒是电动机对(duì)海拔不那么(me)敏感,在高海拔(bá)地(dì)区还可以飞行。但是(shì)高原地区的低温(wēn)则会让电(diàn)池的容量降低。让(ràng)本(běn)就不长的续(xù)航(háng)时间更捉襟见肘。

2,我想(xiǎng)飞得更远

无人机的飞行活动半径是绝大部分用户都关注的问题,也是个重要指标。但飞行(háng)半径却不是想大(dà)就能(néng)大的。制约(yuē)无(wú)人机飞行半径的有两方(fāng)面:飞机的(de)机械(xiè)极限(xiàn)与电(diàn)台的控制半径。

无人机本(běn)身因(yīn)为续航时间(jiān)的(de)限制,其飞行半径(jìng)就是有极限(xiàn)的。尤(yóu)其电动(dòng)多旋翼,任务(wù)飞(fēi)行时(shí)间只有20分钟(zhōng)左右,再考虑起飞降落的(de)时(shí)间,飞(fēi)控半径一般都(dōu)在1公里左右。

同时因(yīn)为微波的物理性质,地面对(duì)无人机的(de)操控距离和无人机图传回来(lái)的距离都不会太远(yuǎn)。无人机(jī)手动控制的遥控器,其频(pín)率为2.4G,波长很短,基本(běn)没(méi)有绕射能力,其控制半(bàn)径只(zhī)能到1公里,而且(qiě)很怕遮挡。

中大型的无人(rén)机(jī)可以装机载数传电台,频率在几百兆的跳频数传电(diàn)台(tái),波长稍长,稍有一定的绕射(shè)能力。但是也比较怕遮挡,不(bú)光担心遮(zhē)蔽,也担心多路径效应。原则 上来说(shuō)也是要求“通视”的。很不幸的是我们所在的地球(qiú)是圆的,所以受制(zhì)于地球曲率的影响,低空飞行的遥控距离也(yě)不(bú)会太长。所以中型的无人机遥控(kòng)距离(lí)25公 里,大型的(de)也是如此。有些无人直升机标称控制半径(jìng)很远,能到(dào)150公里,但(dàn)要达(dá)到如(rú)此远的距(jù)离需要(yào)飞到(dào)极(jí)限升限3000米高。这么高的飞行高度,一(yī)般的(de)光学设备已经难以看清(qīng)地面(miàn),失去了(le)实用价值(zhí)。

一些人(rén)想到用3G或(huò)者(zhě)4G移动网络实(shí)现类似“星通”的效果,但很可惜就(jiù)算抛(pāo)开高额的数据流量价格不说,其可(kě)行性上也有问(wèn)题。一方面从平面地图上(shàng)来说移动网络是以各个基站为圆心的圆所组成的(de)蜂窝,交接处信(xìn)号有盲区,在(zài)飞行中非(fēi)常明显;一方面从立体空(kōng)间来讲,移动网络是以基站(zhàn)信号塔(tǎ)为中心的向下伞状覆盖(gài),移动网 络只(zhī)在地表信号好,在空中这个盲区(qū)更厉(lì)害。

3,我想再(zài)飞一(yī)会儿(ér)

毫无疑问,续航时间对(duì)于无人机(jī)而言是个非(fēi)常重要的指标。很多(duō)情(qíng)况下制约无人机活动半径(jìng)与(yǔ)飞行相对高度的最重要因素就是无人机本身机械部分的续航(háng)。客户也经常(cháng)会问:你们的(de)无人机,续航时间能(néng)长一点吗?

通常情况下:不(bú)能!显而易见,不管是无人(rén)机还是有人机,制约滞空(kōng)时(shí)间的主要(yào)都是(shì)能源。因为对(duì)于密度大于空(kōng)气的这些飞行器而言飞行的(de)每一分钟都在与重(chóng)力搏斗。

对于燃油动力的无人机,能源(yuán)的载(zǎi)体就(jiù)是燃油。不管是汽油(yóu),柴油还是航(háng)空煤油,其热值(zhí)都是一定的。飞得时(shí)间久(jiǔ)就需要多(duō)带(dài)油(yóu);多(duō)带油(yóu)就需(xū)要更大(dà)的飞机;更大的飞(fēi) 机也就更费油。对于电动的(de)无人机而言,续航时间(jiān)则更加捉襟见(jiàn)肘。尤其(qí)对于(yú)多旋翼而言,由于电动机的响应快容易控制,电(diàn)动是其(qí)福音。然另一方(fāng)面电动又(yòu)是制(zhì)约其(qí)续航时间的一(yī)个(gè)巨大难题。

因为电能的载体是电(diàn)池,然电池的重量很大且(qiě)空(kōng)电池(chí)不会变轻,而且对于电动机而言(yán)随着负载的增(zēng)大其耗电量会(huì)激增。所以电动(dòng)无人机不是往(wǎng)上堆(duī)砌电池续航时间就能增加的(de),而是一(yī)个函数取极值的问题。

4,我想风雨(yǔ)无(wú)阻

你们的(de)无人机能抗几级风?这是客户很关心,也(yě)是我们(men)很关注的(de)一个实际问(wèn)题。无人机的飞行介质就(jiù)是在风中行(háng)走,有风就相当于路(lù)不好走(zǒu)。无人直升机的抗风性平心而论(lùn)还是相对比较不错的, 五六级风都能飞,因为(wéi)其重心低而升力(lì)点再上(shàng),即使风(fēng)大些也未必(bì)出问题。当然(rán)风(fēng)大了(le),风(fēng)险总还是会增大,就好比路太烂坦克也怕翻车。一个是怕超过极(jí)限失控, 还一个是怕螺旋桨因柔性而与(yǔ)其它部分打架。尤其是双桨(jiǎng)共轴的无人机直升机。

不过对于多旋翼而言,情(qíng)况恐怕就没(méi)有那么(me)乐观了。因为多旋翼像走平衡(héng)木,升力(lì)点并(bìng)没比重(chóng)心高多少,非稳定结构,也非完全控制结构。所以就算是很大(dà)的八(bā)旋翼(yì),诸如(rú)昆明劲鹰1000型八轴航拍航测无人机能(néng)抗(kàng)5级风也就很勉强了(le)。

你们的无人机能防雨吗?

不能!无人(rén)机的电子设备尤其是(shì)舵(duò)机,发热量是很大的,防雨做的太好会导致散热不好。所以(yǐ)即使是油动直升机(jī),也不过是短暂(zàn)防淋雨,突然(rán)下雨赶紧(jǐn)返(fǎn)航(háng)可以,冒雨飞行不行。

5,我(wǒ)想靠谱

厂商们大都回(huí)避一个问题:风险(xiǎn)。一方(fāng)面确实有些小厂的无(wú)人(rén)机土法上(shàng)马,或(huò)者太(tài)激进,可靠性(xìng)不佳(jiā),另一(yī)方面,无人机(jī)飞行有风险(xiǎn)是不可(kě)避免的,除了故障还有不可抗力。

为了提高可(kě)靠性,飞机会(huì)采(cǎi)用成熟(shú)的机体(tǐ)或者冗余度更高的设计(jì)。但不管再(zài)可靠的(de)机器都不敢保证万(wàn)无一失,而且飞机在天上飞还要(yào)考虑(lǜ)环境因素的影响(xiǎng)。“绝对可靠”是不现(xiàn)实的。所以无(wú)人机(jī)的飞行必须规避(bì)人(rén)口密集区、飞机有异(yì)常就得检(jiǎn)修,就不能逞能,不管有多少钱的合同,多(duō)大的(de)领导期望。

我们不妨再换一个角度想(xiǎng)这(zhè)个问题:用(yòng)户为什么要买无人(rén)机?为啥(shá)不用(yòng)有人机呢?

无人机(jī)本质(zhì)上说就是(shì)让电脑代替飞行员去(qù)开飞机,同样载荷的无(wú)人机(jī)必然(rán)会比有人(rén)机(jī)贵。为啥非要买无(wú)人机呢?还不是因为飞行有风险,尤(yóu)其(qí)这些低空飞(fēi)行,地形复杂气流乱,最近的通用航空接二连三的(de)出悲剧,每次事故都伴随着惨烈(liè)的伤亡。

所以无人机之所(suǒ)以越来越火(huǒ),并不是因为飞(fēi)行(háng)很安全,而是飞行很不(bú)安全。我们在(zài)做的(de)事情,只是让机器代替人去(qù)冒险。

6,我(wǒ)想(xiǎng)接地气

你们的无人(rén)机超预算了,能便(biàn)宜点不?——不能!

一分钱,一分货(huò)。亘古不变(biàn)的真理(lǐ),就(jiù)像你不能(néng)指望(wàng)奥迪双(shuāng)钻的四驱车跑达喀(kā)尔拉力赛(sài),你也不能指望奔驰G55卖到奥拓的价格。无人机作(zuò)为飞行器对可靠性的要求 更高,相应的成本控制(zhì)难度也就更(gèng)大。无人机是(shì)个(gè)若干子系统共同运(yùn)作的一个(gè)复杂系统,每个子系统出问题都是致命的,因此为了(le)省钱(qián)而采用质(zhì)量稍次的部(bù)件都是得不偿(cháng)失(shī)的(de)。

电池(chí)能用便宜(yí)的吗(ma)?电脑能用经济的(de)吗?电台能换成4G手机吗?减震(zhèn)垫片能凑合一(yī)下吗?飞机能换成山寨的吗?飞(fēi)控能换(huàn)成ACE吗……

我(wǒ)的回答是(shì)都不能,而且对此非常无奈(nài)。不止一(yī)个客户图(tú)便(biàn)宜,买了便宜货,摔(shuāi)了又(yòu)想起来找我们,有(yǒu)意(yì)思吗?

7、我想省吃俭(jiǎn)用

无人机的后期(qī)维护保养与使(shǐ)用成本也是厂家总要回避的(de)问题。但对(duì)用户而(ér)言这个(gè)问题非常棘手。

在油(yóu)动无人(rén)直升机中,发动机(jī)等硬件的使用寿命(mìng)是个非常关键的问题。目前比较常用的是活塞式发动机,这(zhè)种发动机一点(diǎn)也不先进,对海拔敏感,但是其优势就是耐用,寿(shòu)命可以有数百个飞行小(xiǎo)时。也正如汽车摩托车,如果保养良好(hǎo),其实际使用寿命可以(yǐ)长于设计寿命(mìng)。有些比较先进的机型会使用涡轮发动机,但小型涡轮机就(jiù) 算是大型国家研究所的产品,其寿(shòu)命也仅有几十个小时。

对于固定翼(yì)无人机而言(yán),机体的寿命(mìng)则是关键(jiàn)。固定翼(yì)的采购价比较便宜,但受制(zhì)于使用环境(jìng)和飞手水平,一般只能伞降或者撞网回收。有客(kè)户跟我们抱怨之(zhī)前用(yòng)的固定翼无人机总(zǒng)要换(huàn)机翼,然实际上(shàng)经常更换机翼(yì)恰恰 是说明飞机(jī)质量好,质量(liàng)稍差些(xiē)的机体本身的损耗率也很吓人。转自:无人(rén)机世(shì)界(jiè)

图示:劲(jìn)鹰(yīng)八轴多旋翼

劲鹰8轴.jpg

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