-
微信號:youuav
關(guān)注官方微信
m.youuav.com手機(jī)掃碼看新聞
-
- 添加收藏
- 關(guān)于我們
無人機(jī)整機(jī)
無人機(jī)配件
無人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具常見飛行器通常被分為固定翼、直升機(jī)和多旋翼(四旋翼最為主流)。在2010年之前，固定翼和直升機(jī)無論在航拍還是航模運(yùn)動領(lǐng)域，基本上占有絕對主流的地位。然而，在之后的幾年中，因優(yōu)良的操控性能，多旋翼迅速成為航拍和航模運(yùn)動領(lǐng)域的新星，但這仍然需要專業(yè)人員調(diào)試或裝配飛機(jī)。
2012年底，中國大疆公司推出四旋翼一體機(jī)——小精靈Phantom。因該產(chǎn)品極大地降低了航拍的難度和成本，獲得了廣大的消費(fèi)群體，成為迄今為止最熱銷的產(chǎn)品。之后短短兩年間，圍繞著多旋翼飛行器相關(guān)創(chuàng)意、技術(shù)、產(chǎn)品、應(yīng)用和投資等新聞層出不窮。目前，多旋翼已經(jīng)成為微小型無人機(jī)或航模的主流。比如在2015年剛閉幕的中國國際模型博覽會和農(nóng)業(yè)展覽會上，我們隨處可見多旋翼的身影。隨著大疆產(chǎn)品的走熱、各種相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步、開源飛控社區(qū)的推動、專業(yè)人才的不斷加入，以及資本的投入等等因素，多旋翼技術(shù)得到迅猛地發(fā)展。
對于目前多旋翼產(chǎn)品，一般分半自主控制方式和全自主控制方式。半自主控制方式是指自動駕駛儀的控制算法能夠保持多旋翼飛行器的姿態(tài)穩(wěn)定(或定點(diǎn))等，但飛行器還是需要通過人員遙控操縱。在這種控制方式下，多旋翼屬于航模。全自主控制方式是指自動駕駛儀的控制算法能夠完成多旋翼飛行器航路點(diǎn)到航路點(diǎn)的位置控制以及自動起降等。在這種控制方式下，多旋翼屬于無人機(jī)，而地面人員此時進(jìn)行任務(wù)級的規(guī)劃。作為無人機(jī)，多旋翼飛行器可以在無人駕駛的條件下完成復(fù)雜空中飛行任務(wù)和搭載各種負(fù)載任務(wù)，可以被看作是“空中機(jī)器人”。
# 多旋翼無人機(jī)的優(yōu)勢——簡單好用輕松教會女朋友
正所謂沒有對比就沒有傷害，在評價一樣?xùn)|西好壞的時候，我們最常用的方法就是進(jìn)行對比，對于多旋翼無人機(jī)而言，他的主要“競爭對手”有固定翼無人機(jī)和無人直升機(jī)。
在低空航拍領(lǐng)域，除了大范圍/遠(yuǎn)距離測繪之外，固定翼無人機(jī)并沒有凸顯出任何優(yōu)勢，相比于多旋翼或是直升機(jī)，固定翼無人機(jī)需要跑道或者彈射起飛裝置，要求較高。此外，固定翼無人機(jī)無法以較低的速度在較低的空域飛行，這就限制了它在航拍領(lǐng)域的作用。
因而，在本文的比較中，多旋翼無人機(jī)的主要對比對象實(shí)則是功能與其更接近的無人直升機(jī)，下文就進(jìn)行兩者的主要對比工作。
## 操縱原理簡單
多旋翼的操縱原理很簡單，操控器四個遙感操作對應(yīng)飛行器的前后、左右、上下和偏航方向的運(yùn)動。在自動駕駛儀方面，多旋翼自駕儀控制方法簡單，控制器參數(shù)調(diào)節(jié)也很簡單。相對而言，學(xué)習(xí)直升機(jī)的飛行可不是一件簡單的事情。直升機(jī)飛行過程中會產(chǎn)生通道間耦合，自駕儀控制器設(shè)計困難，控制器調(diào)節(jié)也很困難。
## 可靠性高
多旋翼的結(jié)構(gòu)相比于直升機(jī)要簡單很多。從旋翼系統(tǒng)來說，多旋翼的“旋翼”實(shí)則就是空氣螺旋槳，并且不存在總距或者周期變距的變化，更不存在揮舞運(yùn)動，機(jī)械連接部件因而會比較簡單，簡單的結(jié)構(gòu)使其可以被設(shè)計得相當(dāng)可靠。而直升機(jī)就不一樣了，其旋翼不僅存在總距桿、周期變矩桿，還會產(chǎn)生揮舞運(yùn)動，而揮舞運(yùn)動與變距運(yùn)動及直升機(jī)姿態(tài)變化運(yùn)動相耦合，槳葉因而產(chǎn)生復(fù)雜的變形，這就對槳葉及其機(jī)械聯(lián)接、傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計要求更高，使得直升機(jī)的可靠性設(shè)計更難，無法做到多旋翼那般高的可靠性。
## 可維護(hù)性好
同樣是因?yàn)槎嘈淼慕Y(jié)構(gòu)簡單，其電機(jī)、電調(diào)、電池、螺旋槳或者是機(jī)架損壞了，維修、更換都很簡單，新手都能做到。但直升機(jī)就不一樣了，斷了根周期變矩桿的話，不上個專業(yè)人士，這機(jī)器多半就報廢了。
# 多旋翼無人機(jī)的劣勢——并不是啥都好，不然還要直升機(jī)干啥
## 續(xù)航性能弱
續(xù)航能力弱一向都是多旋翼無人機(jī)的劣勢，主要還是由于多旋翼拉力的變化是通過直接改變旋翼轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)的，這就注定了其能量轉(zhuǎn)換效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于通過改變槳距的直升機(jī)旋翼要來得低，雖然也有研究機(jī)構(gòu)——比如南京航空航天大學(xué)的設(shè)計團(tuán)隊——嘗試過把多旋翼設(shè)計成變距的，但就拿常規(guī)四旋翼來說，一套旋翼一組變距機(jī)構(gòu)，太復(fù)雜了，直升機(jī)一套旋翼變距機(jī)構(gòu)就使得其飛控難度比多旋翼難上一個檔次，這一下來四套，畫面太美，不敢想象。
## 負(fù)載能力低
負(fù)載能力低也是多旋翼無人機(jī)的一個弱點(diǎn)。這主要是由于雖然多旋翼有四個旋翼，但是與相同尺寸的直升機(jī)相比，其總的旋翼槳盤面積還是要小很多，相同拉力下槳盤載荷就會大很多，對應(yīng)的功率需求就更大，因而負(fù)載能力就會弱得多。
# 多旋翼無人機(jī)的未來——依賴于相關(guān)學(xué)科新技術(shù)的發(fā)展
## 動力技術(shù)
動力技術(shù)的革新主要在于新型電池的研發(fā)(例如鋁電池、氫電池等)以及混合動力(通過燃油發(fā)動機(jī)產(chǎn)生電量驅(qū)動旋翼旋轉(zhuǎn))等方面。但是有些新構(gòu)型多旋翼也考慮了一些比如地面供電(電纜線)或者無線充電解決方案等思路。
## 導(dǎo)航技術(shù)
導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展直接影響了無人機(jī)定位的精度，對于無人機(jī)的飛行控制等都有著重要作用，目前來說除了GPS定位之外，還會采用多信息源定位方式，來彌補(bǔ)傳統(tǒng)定位方式的不足。
## 避障技術(shù)
隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，避障技術(shù)也得到了長足的進(jìn)步?，F(xiàn)在的視覺分析可謂進(jìn)展神速，后期無人機(jī)的自主避障能力應(yīng)該會有極大改進(jìn)。此外，無人機(jī)避障技術(shù)還有不少仿生技術(shù)應(yīng)用的前景，比如聲吶系統(tǒng)避障技術(shù)(模擬蝙蝠和海豚)。
總的來說，多旋翼無人機(jī)的未來主要還是以需求為導(dǎo)向，不同的任務(wù)場景將需要搭載不同的設(shè)備，對于多旋翼無人機(jī)硬件平臺的建設(shè)也提出了更高的要求。近期常常在某些問答平臺上看到是否存在“多旋翼無人機(jī)”徹底取代“直升機(jī)”的問題，可以說，從目前來看，這還是不可能的。只能說各有各的好，隨著技術(shù)的更迭，更可能出現(xiàn)交叉耦合互相學(xué)習(xí)借鑒的情況。
2025-08-13 11:12
2025-08-13 10:55
2025-08-08 09:53
2025-08-07 09:28
2025-08-06 10:53
2025-08-06 10:45
2025-08-06 10:43
2025-08-05 16:54
2025-08-05 16:49
2025-08-05 15:13
