1.机身(shēn)结构
固定翼类无人机是最早出(chū)现的(de)无人机机(jī)型。常用的接收机通(tōng)道名称依然(rán)沿(yán)用了固定翼遥控飞机中使用的叫(jiào)法:AIL-副(fù)翼;ELE-升降舵;THR-油门;RUD-方向舵;GRY-起落架等(děng)。这些名(míng)称在多旋翼(yì)或者其它类型无(wú)人机中并不(bú)使用,但依然(rán)沿用这类称呼,足见固定翼在无人机机型中的重要位置。
2.动(dòng)力与姿态控制
固定翼无人机的动力原理非常(cháng)简单:动量(liàng)守(shǒu)恒(héng)F=mv。一般可通过机身前部(bù)或者后部的螺(luó)旋(xuán)桨推送空气提供(gòng)反向(xiàng)动力,同(tóng)时在高(gāo)空中借助气流飞(fēi)行与姿(zī)态调整。借(jiè)助副翼,升降舵,方向舵(duò)提供无人(rén)机(jī)飞(fēi)行需要的横滚,俯仰,姿态力矩(jǔ)——其实从名称(chēng)就可(kě)以一目(mù)了然地明确控制(zhì)方法了。
3.起飞方式
传统小中型固定翼无人机(jī)由于机身尺寸和载重(chóng)能力限制,一般不(bú)具备搭载(zǎi)过大的(de)动力(lì)系(xì)统的能力,因此(cǐ)需要借助(zhù)外力起飞。传统的(de)手抛(pāo)型无人(rén)机(jī)和弹射型无人(rén)机(jī)都是借助(zhù)外力起飞,这样的(de)起飞方式使得固定翼无(wú)人(rén)机具备更多的负载(zǎi)空间与负载能力,只要(yào)能够(gòu)抛得动,弹(dàn)得飞,等(děng)到天(tiān)上(shàng)去就可以(yǐ)借助(zhù)气流提供(gòng)飞行。
垂直放置(zhì)机身的起飞模式使得固定翼具备了垂飞能力,但由(yóu)于(yú)完全(quán)依靠本(běn)身的定距(jù)桨提供升(shēng)空动力,就必须增加旋翼尺寸(cùn),减小固(gù)定(dìng)翼无人(rén)机本身的重(chóng)量以及携(xié)带(dài)的设(shè)备(bèi)重量。往(wǎng)往一个旋翼还不够,需(xū)要至少两个(gè)旋翼(yì)提供动(dòng)力,但(dàn)无人机机身尺寸有限制,安装部位也受限制,导致彼此距离(lí)很近,旋翼间容易产生比较大(dà)的气(qì)流影响(xiǎng),难以保证垂直飞(fēi)行或者垂直定(dìng)点的稳定性。在机身(shēn)改变飞行模(mó)式(垂(chuí)飞变(biàn)固定翼(yì)巡航)时是一个非线性过程的线性化控(kòng)制,此时对扰动,内部操作都非常(cháng)敏感(gǎn)。同时当转变为(wéi)固定(dìng)翼飞行模(mó)式后,强(qiáng)大的(de)动力又变得(dé)毫(háo)无必要,徒然提升了能量耗损。
增添垂飞(fēi)旋翼系统的设计方式同样(yàng)使得(dé)固定翼无人机具备了垂直起(qǐ)飞(fēi)能力(lì),因为是布局在(zài)机身(shēn)的平面上,空间(jiān)比(bǐ)较宽裕,可以(yǐ)通过(guò)多个(gè)小旋翼拉大彼此间距(jù),在提(tí)供(gòng)足够升空动力的前提(tí)下避免旋翼(yì)间扰流。同(tóng)时在飞行模式变化上可以直(zhí)接切换,无需增(zēng)添额(é)外的中间过程。但(dàn)垂直旋(xuán)翼(yì)系(xì)统意味着要增(zēng)加额外的(de)动力元(yuán)件——发动(dòng)机或者(zhě)电机。而这类(lèi)元件在小型无人机(jī)系统(tǒng)中既需要挤压机身内部安装空间也需要固定翼让出一部(bù)分载重能力。同时当垂飞(fēi)变为巡航,也就是切换回固定翼模式后,这几个(gè)旋翼(yì)将变为彻底(dǐ)的累赘(zhuì)。
4.不同使(shǐ)用者选择
传统的固定翼无人机在没(méi)有电源时(shí)具备天然的滑翔(xiáng)能力,对驾驶与(yǔ)技术失误的“鲁棒性(xìng)”更强,可以在电量较低时携带更(gèng)大(dà)载重,飞(fēi)行更远距离。但对于需(xū)要精确悬停的飞行任务而(ér)言,固定(dìng)翼就不好使了(le),因为——它没办法定点悬停(tíng),只能(néng)围绕着某点进行圆周盘旋(xuán)飞行。
对(duì)于航拍职业人士,固(gù)定翼无人机不适合定(dìng)点拍摄某一对象。但对于(yú)拍摄城市高空景观(guān),风(fēng)景区高空景观(guān)等等,这类飞行时间长,拍摄高(gāo)度高,气流环境比较复杂,携带(dài)设备比较多的任务是非常合(hé)适的选择。而且(qiě)在冬(dōng)天,电池性能非常不稳(wěn)定,多(duō)旋翼(yì)无人机每个飞行动作都(dōu)需(xū)要动力维持,此时50%的电(diàn)量提示等(děng)于告诉(sù)你“快点返航”,而(ér)固定(dìng)翼飞机在空(kōng)中只需(xū)要对(duì)一(yī)个定距(jù)桨提供动力,甚至借助本身的滑翔能(néng)力(lì),在动力完全所剩无(wú)几的情况下只需提供舵机姿(zī)态控(kòng)制,具备“比较平稳”的降落控(kòng)制(zhì)能力,保证(zhèng)了设(shè)备的安全使用。
对于地(dì)理测绘,电力巡检,农业植保,这类任(rèn)务(wù)传统就时(shí)常采用(yòng)的小型固定翼(yì)载人飞机完成(chéng),而固定翼无人机同样具备高空飞行,长时间续(xù)航以(yǐ)及强大的载重能力。同时(shí)固(gù)定翼机型容易进(jìn)行(háng)气动设计与(yǔ)机身结构创(chuàng)新,能够根据(jù)不同任务提供(gòng)多种产品(pǐn)设计,而无需将精(jīng)力分散到类似多旋翼的动力环(huán)节(jiē)上。
对于航模(mó)爱好者而言固定翼无人机(jī)机身选择多种多样(yàng),可以(yǐ)彰显个性,并且很容(róng)易进行内部系(xì)统设计(jì)。组装,飞行,操(cāo)控(kòng)都非(fēi)常容易上手(shǒu)。
目前,我国民用无(wú)人(rén)机生产(chǎn)单(dān)位逐(zhú)步(bù)壮大(dà),初步估计(jì)约有(yǒu)150多家(jiā),已生产了15000余(yú)架(jià)无人机。比如位于(yú)昆明市滇新路569号附1号的昆明劲鹰无(wú)人机专(zhuān)业从事航测无人(rén)机设备的(de)设计、生产、销售和航(háng)测航拍(pāi)服务,是(shì)中(zhōng)国技术顶尖(jiān)的航测航拍无人机设计制造及航飞(fēi)服务商(shāng),开发研制(zhì)出劲(jìn)鹰1型汽油航测(cè)航(háng)拍无人机、劲鹰2型垂(chuí)直起飞固(gù)定翼无(wú)人机、劲(jìn)鹰3型可垂直起飞悬停固定(dìng)翼无(wú)人机、劲(jìn)鹰650航拍(pāi)专用飞行器、劲鹰1000型八(bā)轴航拍航测无人机、劲(jìn)鹰1600大(dà)型载重旋翼飞行平(píng)台和劲鹰S1型汽油航(háng)测(cè)航拍水(shuǐ)上(shàng)无人(rén)机等多(duō)种型号的(de)无(wú)人机,并成功(gōng)到非洲飞(fēi)行完成航测任(rèn)务,拥有(yǒu)为民用、商用航空领(lǐng)域提供优质服务的能力和实力。

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