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无人机的动力系统

来源:韦加无人机培训 发布时间:2017-06-29 点击次数:143

无人机的动力系统

动力是一切机械系统最核心的部件之一。如何评价无人机的动力系统?主要看两点,一在完成任务方面的限制,二是对无人机的本身限制,意思是说,它不单决定了无人机能够飞多长,它有时还决定这架无人机的飞行情况。

以电动无人机为例,虽然控制大型无人机使用电动力的成本很高,但是我们如果应用在它该应用的场合,比如消费级别无人机,用去航拍等,它的单次飞行成本就比较低,实现起来比较容易。在一段时间之内,它的性能稳定性比较好,生产链比较完整,适用范围也比较有优势,小型的无人机,无论是多旋翼、涵道机、固定翼、直升机等各种机型都可以使用电驱动,不需要对飞机做太多的更改设计。 但它的缺点是续航时间比较短,受天气的影响也蛮剧烈。同时,你很难考察电池会对无人机动力造成什么样的影响。比如一块电池用了几个月时间,它的续航时间逐步由20多分钟降到10多分钟。我们虽然知道续航时间,但是很难掌控它每次放电的情况。而在无人机执行一些专门任务的时候,如果电池的放电情况跟之前不一样,很可能会使得无人机的姿态快速发生变化,在狭小的空间就可能造成无人机的坠毁或报废。

油动的动力系统,用在机械设备已经很多年,它的机械成熟度很高,配套的东西也非常多。但是它适用的机型比较有限,比如说在大型的固定翼、大型中型直升机,或一些涵道机,但如果要对目前应用较多的多旋翼飞机移植油动系统,就会比较麻烦。由于油动动力系统结构比较复杂,单机的实现成本比较高,控制难度也比较高。油动系统有火花塞、油门驱动,开发时要对油、发动机都要建模,无人机在飞行中有可能产生晃动,还会产生火花,干扰频率可能会与无人机的飞行产生共振。 油动系统相对电力系统,在布置上难度也高很多。它不像电池,可以在飞机上想怎么放就怎么放,而且电池的重量不会发生变化。油箱往往无法放在无人机的重心上面,或者很难放置的离重心比较近。有时候要把它放得离重心比较远,同时它比较重,作为设计人员无法忽视其存在。在空中,油箱随着油的消耗,重量也在不断变化。现在的控制都是线性方式控制,都有一个飞行的envelope(包线),因此会导致在飞行控制中,当油变化比较快或者变化量较大的时候,重心有可能发生调整,这时候重心和开始线性化控制的时候对比,平衡位置就发生了变化,有可能给自动飞行带来很严重的影响。

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