小型多旋翼無人機續航問題研究

宋明武

摘 要：本文首先分析了影響小型多旋翼無人機續航的主要因素，對飛行重量、飛行速度、飛行狀態以及電池參數等方面的影響因素進行了詳細的闡述，然后根據這些影響因素全面總結了小型多旋翼無人機續航提升的策略，旨在為無人機的續航提升提供可靠的技術支撐，提高了無人機續航時間延長的可行性，從而保障無人機飛行時間的不斷增長。

關鍵詞：小型多旋翼無人機；影響因素；提升策略

一、影響小型多旋翼無人機續航的主要因素

（1）飛行重量

機架、槳葉、電機、云臺、電調、電子設備、飛控等都是無人機飛行重量，無人機在飛行時需要的拉力會受到無人機重量的影響，多旋翼的無人機的飛行功率會受到螺旋槳的轉速間接影響，在此基礎上，無電池的續航也會受到影響，所以為了保障無人的飛行正常，最好是將無人機的重量控制在較輕的范圍內，這就需要在進行無人機的安裝工作中合理規劃各個零件部位的重量。

（2）飛行速度

無人機的飛行速度會受到多方面的影響，主要包含螺旋槳的尺度和空空氣的密度，另外無人機的電機機率也會受到螺旋槳的尺寸影響，進而影響無人機的功率，影響無人機的續航問題。

（3）飛行狀態

無人機在飛行的過程中，飛行的狀態也呈現多樣化的形式，有爬升、翻轉、轉向以及下降等幾種不同的飛行狀態，無人機在飛行的過程中，要改變原先的飛行狀態，需要利用飛控調整電機的轉速，即改變電池的輸出電流和電壓，改變電池的工作狀態，進行對無人機的續航問題產生影響。

（4）電池參數

目前小型多旋翼無人機上主要采用的是鋰聚合物電池，這種電池具有質量輕的特點，續航的時間更長，并且安全性能較好，目前在無人機上使用比較廣。除此之外，鋰聚合物電池具有較大的放電倍率，使用該電池能夠使無人機適應各種環境。電池容量和電池重量是影響無人機最明顯的兩個因素，無人機的工作時間主要受到電池容量的影響，無人機的重量主要受到電池重量的影響。

二、小型多旋翼無人機續航提升策略

（1）電池

在選擇電池的過程中，最好是選擇電池容量較大、質量較輕的電池，為無人機的飛行減輕重量。在電池的不同型號中，電池容量、重量、電壓以及放電能力是電池不同型號的不用區分指標，因為電池的內阻量小，在型號區分上沒有明顯的差異。

（2）電機與螺旋槳

在進行電機和螺旋槳的選擇中，電機的KV值如果較大，在同樣的電壓下，電機的KV值越大產生的轉速也就越大，電流如果是固定的，產生的轉矩較小，應該選擇小漿進行無人機的飛行工作。相反，如果電機的KV值較小，電壓相同的情況下產生的轉速較小，電流固定時產生的轉矩較大，這時應該選擇大漿保障無人機的飛行。

（3）整機重量

為了保障無人機的正常飛行，整機的重量越輕越好，所以在選擇無人機的材質上，最好是選擇材質較輕但是堅固的機架，在選擇無人機制作的零部件時，也最好是選擇質量輕的部件進行無人機的制作，另外，為了使總質量較輕，需要減少無人機中不必要的零部件，為無人機的飛行時間提升提高保障。

（4）其他方法

除了上述幾種最明顯的續航提升策略之外，還有很多中其他的續航提升策略。一是新型電池的應用，隨著社會科學技術的研究與發展，目前無人機的制作中電池供應已經有公司使用氫燃料的電池，氫燃料電池的質量低，并且目前對于無人機電池應用的研究還在不斷發展中，鋁氫氣、納米點以及石墨烯是未來無人機電池的主要研究和發展方向。這些新型材料在無人機上的應用能夠大幅度提升無人機的飛行速度，為無人機的續航提供保障，目前因為技術上存在一些不足所以這些新型的材料在無人機上的使用還處于不斷發展的過程中。二是地面供電問題的提出，無人機要想持續飛行，就需要供電時間的延伸，目前系留無人機就是通過地面供電的形式來為無人機續航，利用一根電纜實現無人機和地面供電設備相連接，但是這種地面供電方式會限制無人機的飛行范圍，具有一定的局限性。三是無線充電技術的應用，這種方式的供電技術是目前比較先進的供電方式，是德國研制開發的一項充電技術，利用一塊無線充電的平板實現供電，在無限充電的平板上放上無人機，無人機就能實現充電。但是這種無線充電的方式也具有一定的局限性，在飛行距離較遠的情況下就不能實現無人機的充電，并且因為這種充電技術在成本上消耗較高，所以沒有實現大面積的推廣應用，不能全面取代傳統的有線充電形式。

三、總結

綜上所述，小型多旋翼無人機的續航問題在無人機飛行中屬于比較關鍵的技術問題，無人機的重要性能之一就是無人機的續航問題。隨著社會現代化科學技術的不斷研究與發展，目前對無人機續航問題的研究已經取得較好的結果，但是在研究的過程中，仍然存在很多問題需要去解決，在無人機的充電問題中，要想保障在遠距離內實現無線充電技術還需要經過相關研究人員不斷的研究，因此需要利用科學技術不斷為無人機的續航問題提供保障，為無人機飛行時間的延長打下堅實的基礎。

參考文獻

[1]莫剛.小型多旋翼無人機在線路故障巡視的應用探討[J].電子世界，2017，（17）：154.

[2]李天爍，鄧非，萬方.實景三維模型輔助下小型多旋翼無人機航線設計[J].遙感信息，2017，（1）：40-43.

[3]劉翠芳，馮學曉.小型多旋翼無人機發動機氣路故障殘差參數偏差值挖掘[J].科技通報，2016，（10）：184-187.

[4]蔡馭.微小型多旋翼無人機超低空攝影測量技術在地形圖測量中的應用研究[J].科技與創新，2017，（20）：157-158.