【无人机基础】无人机系统关键参数
本文以旋翼机为主,举例分析,以供设计、选型参考。(1)基本参数与结构尺寸。机身大小间接决定了无人机的抗风性能和续航能力。尺寸较小的无人机因为体积限制,无法携带足够大的动力电池,所以续航能力相对较弱。轴距。轴距的大小直接影响正反桨长度的选择,因为更大的轴距允许选择尺寸更大的正反桨,从而提供更大的升力。重量。空机重量和最大起飞重量是区分微、轻、小、中、大型无人机的重要指标,小型、中型、大型民用无人驾驶航空器需要操控员执照。以某机型为例。(2)飞行性能与悬停悬停精度。反映了无人机在无风或微风环境下保持位置稳定的能力,主要指水平与垂直悬停精度,误差越小越好。精度依赖于视觉定位、GNSS、RTK等技术。速度指标。反映了无人机的执行飞行任务的性能,包括最大上升速度、最大下降速度、最大平飞速度和最大旋转角速度等。对于长续航速度较快的固定翼/垂起固定翼无人机,需要关注巡航速度。高度指标。主要指最大飞行海拔高度(指飞机离海平面的垂直距离,即以海平面为基准的高度),飞行的海拔高度对于高原地区的用途而言则是一个非常重要的参数。高空空气稀薄,一方面会让螺旋桨的效率下降,另一方面高原地区的低温则会让电池的容量降低,让本就不长的续航时间更捉襟见肘。故建议在最大起飞海拔下起飞飞行。若涉及飞行真高限制,需要参考当地法规。续航时间。主要指最大飞行时间,即无人机保持滞空的最大时间。续航时间和电池容量、飞行环境、负载情况、飞行方式相关。最大可承受风速。反映了起降和飞行时的抗风性能,抗风强度越大,在风大的时候无人机也越不容易被吹走,但抵抗强风会导致耗电量陡增,对飞行性能存在影响。(3)定位导航GNSS支持情况。无人机飞行时依赖卫星导航系统(GNSS)提供高精度定位信息,满足定点飞行、自动返航等需求。GPS、Galileo(伽利略)、BeiDou(北斗)、GLONASS(格洛纳斯)是全球四大卫星导航系统,建议优先考虑支持GPS+北斗系统的无人机。RTK支持情况。GPS+北斗仅能支持米级和亚米级,如需要厘米级定位信息需要结合RTK(实时动态差分定位)技术,可以满足无人机的姿态控制、精准航线规划需求。(4)通信与数传协议支持情况。反映了通信、数据图像传输效率,主流以Wi-Fi和蓝牙为主,高端的无人机会有多个频段可供选择,甚至可以自适应切换,以大疆为代表,自研OcuSync系列通信协议,不仅传输控制信号和遥测数据,也可进行实时画面的高质量传输。此外,目前也开始出现4G/5G网联无人机,但依赖于地面通信网络优化,暂未形成主流;大型的固定翼无人机执行任务时会考虑专用数据链或卫星通信。旋翼无人机选型建议考虑 WiFi 6和蓝牙5.2的设备,也可结合成本向下兼容。最大信号有效距离。一般指不同监管机构(FCC美国联邦通信委员会、CE欧盟、SRRC中国、MIC日本)无干扰、无遮挡情况下的理论值,由于各地区对无线电发射功率的限制不同,最大距离也存在差异。部分无人机也会列出有干扰场景下的最大信号有效距离参考值。(5)环境适应性不限于存储/工作温度范围,湿热、盐雾、淋雨、低气压等,可参考IP防护等级和认证标准(如欧盟C3)。(6)任务载荷任务载荷就是无人机平台搭载的用于实施各种任务及信息传输、信息对抗或辅助等任务的无人机机载设备,如相机、摄像机,雷达、抛投装置等,需要关注支持的挂载数量,根据任务类型、性能要求选择无人机支持的合适载荷。云台是指照相机或摄像机的支撑平台,它能有效减少无人机姿态对光电设备的影响,保证工作质量,需要关注云台的适配和安装方式。(7)安全性安全性主要关注是否具备雷达、视觉、红外避障功能、有效使用环境及相应的前视、后视、侧视、下视指标。此外,高端的无人机会配置动力冗余和飞控冗余。建议优先选择全向避障。(8)能源指标能源参数需与电机、电调、螺旋桨匹配,需要厂商专业调校,否则会导致能耗浪费或动力不足。无人机匹配的电池参数直接影响飞行极限,关注电池容量、放电倍率等,使用时也需要关注电池的存储要求和循环寿命。(9)其它部件的可靠、耐久性及整体的可靠、耐久性,关注故障率和维修频率;是否支持模块化拆卸,便于运输、展开、撤收;是否配置完备的保险,不限于三责险、机损险等;厂商是否具有研发、生产、应用、技术支持、本地化售后等能力。声明:部分内容和图片来源于互联网,如有侵权请联系删除。本公众号提供的内容为个人观点,仅供学习和参考。如需获得转载授权,请注明作者姓名和转载的出处,不得用于商业用途。【无人机基础】无人机飞行原理【无人机基础】军用无人机关键技术与作战样式【无人机基础】军用无人机发展历程与分类【无人机基础】民用无人机发展历程与关键技术【无人机基础】无人机定义、分类与组成【低空安全】低空安全概念及风险管理基本框架【低空监视】网联无人机防控方案【低空监视】网联无人机防御的难点分析【低空监视】无线定位原理和技术解析【低空监视】5G-A通感一体化基站组网感知关键技术【低空监视】城市场景无人机监测的难点分析【低空雷达】雷达低空应用场景和技术解析【低空电磁安全】低空电磁环境感知技术解析【低空管服系统】低空管服系统架构及关键技术解析【低空气象】低空气象监测预警系统技术解析【低空导航定位】多源融合导航定位技术解析【低空通信】空地一体网络技术解析【低空监视反制】反无人机系统关键要素及技术规范解析【低空反制】无人机反制技术解析【低空监视】非合作目标监视技术解析【低空监视】合作目标远程识别技术解析
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