1.机身结构
固定翼类无(wú)人机是最早(zǎo)出现(xiàn)的无人机机型。常用的接收机通道名(míng)称依然沿用了固定翼遥控飞(fēi)机中使用的叫法:AIL-副翼;ELE-升降舵;THR-油门;RUD-方向舵;GRY-起(qǐ)落架等(děng)。这些名称在多旋翼或者其(qí)它类型无(wú)人机中并不使(shǐ)用,但依然沿用这类称呼,足见(jiàn)固定(dìng)翼在无(wú)人机(jī)机型中的(de)重要位置(zhì)。
2.动力(lì)与姿态(tài)控制(zhì)
固定翼(yì)无(wú)人机的动力原理非常简单:动量守恒(héng)F=mv。一般可(kě)通过机身前部或(huò)者后部的螺旋(xuán)桨(jiǎng)推送(sòng)空气提供反(fǎn)向动力,同(tóng)时在高空中(zhōng)借助(zhù)气流飞行(háng)与姿态调整。借助(zhù)副翼,升降舵,方向舵提供(gòng)无人机飞(fēi)行(háng)需要的横(héng)滚,俯仰,姿态力矩——其(qí)实从名称就可以一(yī)目了然地明确控制方法了(le)。
3.起飞方式
传统小中型(xíng)固定翼无人机由于机身尺寸和载重(chóng)能力限(xiàn)制,一般不具(jù)备搭载(zǎi)过大(dà)的动(dòng)力(lì)系统的能力,因此需要借助外力(lì)起飞。传统的手抛型无人机和弹射型无(wú)人机(jī)都(dōu)是借助(zhù)外力(lì)起飞(fēi),这样的起飞方式使得(dé)固(gù)定翼无人机具备更多的负载空间(jiān)与负载能力(lì),只要能够抛(pāo)得动(dòng),弹得飞,等到天上去就(jiù)可以借助气流提供飞行。
垂直放置(zhì)机身的起飞(fēi)模式使得(dé)固定翼具备了垂飞能力,但由于完全(quán)依靠本身的定距桨提供升空动(dòng)力,就必须增加旋翼尺寸,减小固定翼(yì)无人机本身的重量以及携(xié)带的设备重量。往往一个旋翼(yì)还不够,需要至少两个(gè)旋翼(yì)提(tí)供动力,但无人机机(jī)身尺寸有限制,安装部位也受限制,导致(zhì)彼此距离很近,旋(xuán)翼(yì)间容(róng)易产生(shēng)比较大的气流影(yǐng)响(xiǎng),难以保证垂(chuí)直飞行或(huò)者垂直定点的稳定(dìng)性。在(zài)机身改变飞行模式(垂飞(fēi)变固定(dìng)翼巡航)时(shí)是一个(gè)非(fēi)线性(xìng)过程的线性化控制(zhì),此时对扰动,内部操作都非常敏(mǐn)感。同(tóng)时(shí)当转变为固定翼飞(fēi)行(háng)模式后,强大的(de)动力(lì)又变得(dé)毫无必要(yào),徒然提升了能量耗损。
增添垂飞旋(xuán)翼(yì)系统的设计方式同样使得固定翼(yì)无人机(jī)具(jù)备了垂(chuí)直起飞能力(lì),因(yīn)为是布(bù)局(jú)在机身的平面(miàn)上(shàng),空间比(bǐ)较宽(kuān)裕,可以通过多个小旋翼拉大彼此间距,在提供(gòng)足够升空动力的(de)前提下避(bì)免旋翼间扰流。同时(shí)在飞行模式变化上可以(yǐ)直接切换,无需(xū)增添额外的中间过程。但垂直旋翼系统意(yì)味着要增加额外(wài)的动力元(yuán)件——发(fā)动机或者电机。而这类元件在(zài)小(xiǎo)型无人机系统(tǒng)中(zhōng)既需要挤压机身内(nèi)部安装空间也(yě)需要固定翼让(ràng)出一部分载重能力。同时当垂飞变为巡航,也就是切换回固定翼模式后(hòu),这几个旋翼将变为彻底的累赘。
4.不(bú)同使用者选择
传统(tǒng)的固定翼无人(rén)机在没有电源时具备天(tiān)然的滑翔(xiáng)能力,对驾驶与(yǔ)技术(shù)失误的“鲁棒性”更(gèng)强,可以在电(diàn)量较低时携带更大载重,飞行更远距离。但对于需要精确悬(xuán)停的(de)飞行任务而言(yán),固定翼就(jiù)不好使了,因为——它(tā)没办法定点悬停,只能围绕着(zhe)某点进行圆周盘(pán)旋飞行(háng)。
对于航拍职业人士,固定翼无人机不适合定点拍摄某一对象。但对于拍摄(shè)城市高空景(jǐng)观,风景区高空景(jǐng)观等等,这类飞行时(shí)间长,拍摄高度高(gāo),气流环境比较复杂,携带设备比较多(duō)的任务是非常(cháng)合适的(de)选择。而且在冬(dōng)天,电池性能非常不(bú)稳定,多旋翼无(wú)人(rén)机每个(gè)飞行(háng)动作都需(xū)要动(dòng)力维(wéi)持,此(cǐ)时50%的(de)电量提(tí)示等于告(gào)诉你“快点返航”,而固定翼飞机在空中只需要对一(yī)个定距桨(jiǎng)提供(gòng)动(dòng)力,甚至借助本(běn)身的滑翔能力,在动力(lì)完全所剩无(wú)几的(de)情况下只需提(tí)供舵机姿态控制(zhì),具(jù)备“比较平稳”的降落控制能力(lì),保证了(le)设备的安全使(shǐ)用。
对于地理测绘,电力巡检,农业(yè)植保,这类任务传统就时常采(cǎi)用的小型固定翼(yì)载人飞(fēi)机完成,而固(gù)定翼无人机同(tóng)样具备高空飞行,长时(shí)间续航以及强大的(de)载重能(néng)力。同时固定翼机型容易进行气动设计与机身结构创新(xīn),能(néng)够根据(jù)不同任务提供多种产品设计,而无需将精(jīng)力分(fèn)散到类似(sì)多(duō)旋翼的(de)动力环节上。
对于(yú)航模爱好者而言固(gù)定翼无(wú)人机机身选择多种多样,可以彰(zhāng)显个(gè)性,并且很容易进行内(nèi)部系统设计。组装,飞行,操控都非常容易上手。
目前,我国民用无人机(jī)生(shēng)产单位(wèi)逐步壮大,初步(bù)估(gū)计约有150多家,已生产了(le)15000余架无人机。比如位(wèi)于昆明市滇新(xīn)路569号(hào)附1号的昆明劲鹰无人机专业从事航测无人机设备的设(shè)计、生产(chǎn)、销售(shòu)和航测航拍服务,是中国技术顶尖的航(háng)测航拍无(wú)人机(jī)设计制造及航飞服务商,开发研制出劲鹰(yīng)1型(xíng)汽(qì)油航测航拍无人机、劲鹰2型垂直(zhí)起飞固定翼无人机、劲鹰3型可(kě)垂(chuí)直起飞悬(xuán)停固定翼无人机、劲鹰650航(háng)拍专用飞行器、劲鹰1000型八轴航拍航测(cè)无人机、劲(jìn)鹰1600大型载(zǎi)重旋翼飞(fēi)行平台(tái)和劲鹰S1型汽油航测航拍水上无人机等多种型(xíng)号(hào)的无人机(jī),并成功到非洲飞行(háng)完成航测任务,拥(yōng)有为民用、商用航(háng)空领域提供优质服务的能力和实(shí)力。

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