1.机(jī)身(shēn)结构
固定翼类(lèi)无人(rén)机是最早出(chū)现的无人机(jī)机型(xíng)。常用的接收机通(tōng)道(dào)名称依然沿用了固定翼遥控飞(fēi)机(jī)中使用(yòng)的叫(jiào)法:AIL-副翼;ELE-升(shēng)降(jiàng)舵;THR-油门;RUD-方向(xiàng)舵;GRY-起(qǐ)落架等(děng)。这(zhè)些名称在多旋翼或者其它类型无(wú)人机中并不使用,但(dàn)依(yī)然沿用(yòng)这类称呼,足见固(gù)定翼在(zài)无人机机型中的重要(yào)位置。
2.动(dòng)力(lì)与姿态控制(zhì)
固定翼(yì)无人机的动力原理非常简单:动量守恒F=mv。一般可通过机身前部或者后部的螺旋桨推送空气提供反向动力,同时(shí)在高空(kōng)中借助气流飞行与姿态调整。借助副翼,升降舵,方向(xiàng)舵提供无人机飞(fēi)行需(xū)要的横滚(gǔn),俯仰,姿态力(lì)矩——其实(shí)从名称就可以一目了然地明(míng)确控制方法了。
3.起飞方式
传统小中型固定翼(yì)无人机由于机身尺(chǐ)寸和载重能力限制,一般(bān)不具(jù)备搭载(zǎi)过大的动力系(xì)统的能力,因此(cǐ)需要(yào)借助外(wài)力起飞(fēi)。传(chuán)统的手抛型(xíng)无人机(jī)和(hé)弹射型无人机都是借助外力起飞,这样的起飞(fēi)方式(shì)使得(dé)固定(dìng)翼无人机具备更多的负载空(kōng)间与负载能力,只要能够抛得(dé)动(dòng),弹得飞,等到天上去就可以借助气流(liú)提供(gòng)飞行。
垂直放置机(jī)身(shēn)的(de)起飞模式(shì)使得固定(dìng)翼具备(bèi)了垂飞(fēi)能力,但由于完全依靠本身(shēn)的定(dìng)距桨提供升空(kōng)动力,就必须增加旋(xuán)翼(yì)尺寸,减小固(gù)定翼无人机本身(shēn)的重(chóng)量(liàng)以及携带的设备重量。往(wǎng)往一个旋(xuán)翼还(hái)不够,需要至少两个旋(xuán)翼提供动力,但(dàn)无人机机身尺寸(cùn)有限制,安装部位也(yě)受(shòu)限制,导致彼此距离很(hěn)近,旋翼间容易产生比较大(dà)的(de)气流影响,难以保(bǎo)证垂(chuí)直飞行或者垂直定点的稳定(dìng)性(xìng)。在机身改(gǎi)变飞行模(mó)式(垂飞变固定翼巡航)时是一个非线性(xìng)过程(chéng)的线性化控制,此时对扰动,内部(bù)操作都非常敏感。同时(shí)当转(zhuǎn)变为固定翼飞行模式后(hòu),强大的动(dòng)力又变得(dé)毫无必要(yào),徒然提升了能量耗损。
增添垂(chuí)飞旋翼(yì)系统的设计方(fāng)式(shì)同样使(shǐ)得(dé)固(gù)定翼无人机具备了垂直起飞能力,因为是布局在机身(shēn)的平面(miàn)上,空间比较(jiào)宽裕,可以通过多个小旋翼拉大彼此间距,在提(tí)供(gòng)足够升(shēng)空动力的(de)前提下避免旋翼间(jiān)扰(rǎo)流。同时在飞行模(mó)式(shì)变(biàn)化上可(kě)以直接切换,无(wú)需增添(tiān)额外的(de)中间过程。但垂直旋翼系统意味着(zhe)要增加额外的动力元件——发动机或者(zhě)电机。而这(zhè)类元件在小型(xíng)无人机系统中既需要挤压机身内部(bù)安装空间(jiān)也需要固定翼让出一部分载重能(néng)力。同(tóng)时(shí)当垂飞变为巡航,也就是切换回固定翼(yì)模(mó)式后,这几个旋(xuán)翼将变为彻底的累赘。
4.不同使(shǐ)用(yòng)者选择(zé)
传统的固定翼无人机在(zài)没有电源时具备天然的滑翔能力(lì),对(duì)驾驶与技术失误的“鲁棒性”更强,可以在电量较低时携带更大载(zǎi)重,飞行更远距离。但(dàn)对于需要精确悬停的飞行任务而言(yán),固(gù)定翼就不好使了,因为——它没办法定(dìng)点悬停(tíng),只能围绕着某(mǒu)点进行圆周(zhōu)盘(pán)旋(xuán)飞行。
对于航拍职(zhí)业人士,固定(dìng)翼无人机不适合定(dìng)点拍摄某一对象。但对于(yú)拍摄城市(shì)高空景(jǐng)观,风景区高空景观等等,这类飞行时间长,拍摄(shè)高(gāo)度(dù)高(gāo),气流环境(jìng)比较复(fù)杂,携带设(shè)备比较(jiào)多的任务是非常合适的(de)选择。而且在(zài)冬天,电池性能非(fēi)常不稳定,多旋翼无人机每个飞行动作(zuò)都(dōu)需要动力维持,此时50%的电(diàn)量(liàng)提示等(děng)于告诉你“快点返航”,而固(gù)定翼飞(fēi)机在空(kōng)中(zhōng)只需(xū)要对一个定距桨(jiǎng)提供动力,甚至借助本身的滑翔能力,在动力完全所剩无(wú)几(jǐ)的情(qíng)况下只需提(tí)供舵机姿(zī)态控(kòng)制,具备“比较平稳”的降落控(kòng)制能力,保(bǎo)证了设备的安全使用(yòng)。
对于地理测绘,电力巡(xún)检(jiǎn),农业植保,这类任务传统就(jiù)时常采用的小型固定翼载人飞机(jī)完成,而固(gù)定翼无人(rén)机同样具备高空飞(fēi)行,长时间续航以及强大的载重能(néng)力。同时固定翼机型容易进行气动设计(jì)与机(jī)身结构(gòu)创新(xīn),能够根据不同任务(wù)提供多种产品设计(jì),而(ér)无需将精力分散到类似多旋翼的动力环节上。
对于航模爱好者而言固定翼无人机(jī)机身选择多种多样,可以彰显个性,并且很容易进行内部系统设(shè)计。组(zǔ)装,飞行,操控都非常(cháng)容易上手。
目前,我国(guó)民用无人机生产单(dān)位逐步壮大,初步估计约有150多家,已生产了15000余(yú)架无人机。比如位于昆明(míng)市滇新路569号附(fù)1号的昆明劲鹰无人机专业从事(shì)航测(cè)无人(rén)机(jī)设备的设计、生产、销售和航测航(háng)拍服务,是中国技术(shù)顶尖的航测航拍无人机设计制造及航飞(fēi)服(fú)务商,开发(fā)研制出劲(jìn)鹰1型汽油航测航拍无人机、劲鹰2型垂直起飞固(gù)定翼无(wú)人机、劲(jìn)鹰3型(xíng)可垂直起飞(fēi)悬停固定翼无人机、劲鹰(yīng)650航拍专用飞行器、劲鹰1000型(xíng)八轴航拍航测无人机、劲鹰1600大型(xíng)载重(chóng)旋翼飞行平台和劲鹰S1型(xíng)汽油航测航(háng)拍水(shuǐ)上无人机(jī)等多种型号的无人机,并成功到非(fēi)洲飞行完成航测任务(wù),拥(yōng)有为民用、商用航(háng)空(kōng)领(lǐng)域(yù)提供优质服务的能力和实力(lì)。

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