無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)

來(lái)源：韋加教育 發(fā)布時(shí)間：2017-06-29 點(diǎn)擊次數(shù)： 179 次

無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)

動(dòng)力是一切機(jī)械系統(tǒng)最核心的部件之一。如何評(píng)價(jià)無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)？主要看兩點(diǎn)，一在完成任務(wù)方面的限制，二是對(duì)無(wú)人機(jī)的本身限制，意思是說(shuō)，它不單決定了無(wú)人機(jī)能夠飛多長(zhǎng)，它有時(shí)還決定這架無(wú)人機(jī)的飛行情況。

以電動(dòng)無(wú)人機(jī)為例，雖然控制大型無(wú)人機(jī)使用電動(dòng)力的成本很高，但是我們?nèi)绻麘?yīng)用在它該應(yīng)用的場(chǎng)合，比如消費(fèi)級(jí)別無(wú)人機(jī)，用去航拍等，它的單次飛行成本就比較低，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較容易。在一段時(shí)間之內(nèi)，它的性能穩(wěn)定性比較好，生產(chǎn)鏈比較完整，適用范圍也比較有優(yōu)勢(shì)，小型的無(wú)人機(jī)，無(wú)論是多旋翼、涵道機(jī)、固定翼、直升機(jī)等各種機(jī)型都可以使用電驅(qū)動(dòng)，不需要對(duì)飛機(jī)做太多的更改設(shè)計(jì)。但它的缺點(diǎn)是續(xù)航時(shí)間比較短，受天氣的影響也蠻劇烈。同時(shí)，你很難考察電池會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)動(dòng)力造成什么樣的影響。比如一塊電池用了幾個(gè)月時(shí)間，它的續(xù)航時(shí)間逐步由20多分鐘降到10多分鐘。我們雖然知道續(xù)航時(shí)間，但是很難掌控它每次放電的情況。而在無(wú)人機(jī)執(zhí)行一些專門任務(wù)的時(shí)候，如果電池的放電情況跟之前不一樣，很可能會(huì)使得無(wú)人機(jī)的姿態(tài)快速發(fā)生變化，在狹小的空間就可能造成無(wú)人機(jī)的墜毀或報(bào)廢。

油動(dòng)的動(dòng)力系統(tǒng)，用在機(jī)械設(shè)備已經(jīng)很多年，它的機(jī)械成熟度很高，配套的東西也非常多。但是它適用的機(jī)型比較有限，比如說(shuō)在大型的固定翼、大型中型直升機(jī)，或一些涵道機(jī)，但如果要對(duì)目前應(yīng)用較多的多旋翼飛機(jī)移植油動(dòng)系統(tǒng)，就會(huì)比較麻煩。由于油動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，單機(jī)的實(shí)現(xiàn)成本比較高，控制難度也比較高。油動(dòng)系統(tǒng)有火花塞、油門驅(qū)動(dòng)，開(kāi)發(fā)時(shí)要對(duì)油、發(fā)動(dòng)機(jī)都要建模，無(wú)人機(jī)在飛行中有可能產(chǎn)生晃動(dòng)，還會(huì)產(chǎn)生火花，干擾頻率可能會(huì)與無(wú)人機(jī)的飛行產(chǎn)生共振。油動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)電力系統(tǒng)，在布置上難度也高很多。它不像電池，可以在飛機(jī)上想怎么放就怎么放，而且電池的重量不會(huì)發(fā)生變化。油箱往往無(wú)法放在無(wú)人機(jī)的重心上面，或者很難放置的離重心比較近。有時(shí)候要把它放得離重心比較遠(yuǎn)，同時(shí)它比較重，作為設(shè)計(jì)人員無(wú)法忽視其存在。在空中，油箱隨著油的消耗，重量也在不斷變化。現(xiàn)在的控制都是線性方式控制，都有一個(gè)飛行的envelope(包線)，因此會(huì)導(dǎo)致在飛行控制中，當(dāng)油變化比較快或者變化量較大的時(shí)候，重心有可能發(fā)生調(diào)整，這時(shí)候重心和開(kāi)始線性化控制的時(shí)候?qū)Ρ龋胶馕恢镁桶l(fā)生了變化，有可能給自動(dòng)飛行帶來(lái)很嚴(yán)重的影響。