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如何解决纯电动无人机航时偏短的问题?

2019-09-28 09:31 来源:未知

问:如何解决纯电动无人机航时偏短的问题?

电动无人机航时偏短的问题目前基本无解,毕竟它与电池的发展息息相关,目前一台大疆无人机的5000毫安电池,标准续航时间仅半小时,行业内同类无人机普遍都是这种标准,并没有谁能更加突出。在现代电池电容技术没有取得革命性突破的情况下,普通电动旋翼无人机不可能取得很大的航程性能变化。

不过,侧面的发挥下主观能动性还是可以的,比如可以通过设计来略微增加一下无人机的航程。目前普遍的做法是通过“减重”来增加纯电动无人机的航程。

“减重”方面不难理解,人类航空一直将“减重”作为设计核心,毕竟作为比空气重的飞行器,重量越轻,能完成的飞行效率就越高,对滞空时间的影响是巨大的。

所以基于减重的原理,人们采用了轻量化的材料以及尽可能少的机械部件来制造无人机,最大限度的减轻无人机的重量。重量轻一分,电池的续航时间就长多一点。像塑料材料、3D打印制造、电控部件等各种设计方式,都能一定程度的达到减重目的。

甚至有人取消了一贯的旋翼或飞翼等飞机式结构,干脆将氦气飞艇重新制造了出来,让无人机控制系统来控制这些比空气轻的气体飞行。

理论上一个氦气无人机在不存在气体泄露的情况下可以无限的滞空飞行,它只需要少量的电量进行方向控制和通信。气球无人机的优势在于,它们永远不需要把电力消耗在维持升力上。

结构性能对无人机的飞行影响相当大,普通的多旋翼无人机虽然适合稳定的空中定位,空间移动能力出色,但它的能量消耗也是相当巨大的,一旦停止了电力供给,它们马上就会下坠。

相比之下,采用传统常规翼面布局的飞机型无人机反倒更加节能,在达到巡航高度后,这种无人机可以由气流托举着,以相当经济的能耗长时间飞行。即便同为电动无人机,根据国外有些协会做的试验,同等容量的电容,一架旋翼机只能坚持1小时,但飞翼机能坚持最大7小时。

除此之外,“太阳能无人机”也是个大的发展方向。目前电池方面的技术虽然处于瓶颈,但太阳能光伏方面的发展这些年却是巨大的,像我们骑行的共享单车里,就有集成新型的薄膜太阳能技术;随着太阳能技术的日新月异,可以肯定它们将会被大量应用在电驱动的一切相关器材上,无人机自然也不例外。

目前太阳能无人机项目已经有了进展,早几十年前就有很多关于这方面的研究,诞生了很多款通过太阳能进行增程的无人机或无人车。但要说到真正令人震撼的成果,那还得看美HAPS Mobile推出的HAWK30无人机。

这款机型采用了多电机驱动的尺状飞翼结构,它本身就具备一定的滑翔滞空能力,在10台电机驱动的独立螺旋桨帮助下,它可以在65000英尺的高度飞行几个月不落地。通过覆盖机身的太阳能板,它能完成持续性的充电工作面,所以理论上只要电机无需维护,且不遇到气象意外,HAWK30可以无止境的飞行下去,它将一直待在平流层里,提供长时间的通信中继,甚至它被称为下一代5G信号的基站承接体,或者“高空伪卫星”(high altitude, pseudo-satellite HAPS)。

所以说,纯电无人机的长时间留空问题,某种意义上已经被人们所解决了,只不过这种解决方式被限定在某些高级的、专用的、特型设计的大型无人机上,想要让手中的“大疆”飞到“脚步落地”的风骚境界,依然还有很长很长的路需要走。

目前市面上纯电动无人机航时普遍在60-90分钟左右,某种程度上制约了无人机的发展。据我所知,傲势目前在增强纯电动无人机航时这方面已取得突破性的成就,就X-Chimera双头龙无人机来说续航时长已突破4小时,放眼整个无人机领域,这都是碾压性的存在。

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