1.机身结构
固定翼类无人机是最早出(chū)现的无人机机型。常用的接收(shōu)机(jī)通道名(míng)称依(yī)然沿用了固定翼(yì)遥控飞(fēi)机中(zhōng)使(shǐ)用的叫法:AIL-副翼(yì);ELE-升(shēng)降(jiàng)舵;THR-油门;RUD-方向舵;GRY-起落架等。这些(xiē)名称在多旋翼或者其它类型(xíng)无人(rén)机中并(bìng)不使用,但(dàn)依(yī)然沿用这类称呼,足见固定翼在无人机机型中(zhōng)的重要位置(zhì)。
2.动力与姿态(tài)控制
固(gù)定翼无人机的动力原理非常(cháng)简单:动量守恒F=mv。一般可通过(guò)机身前部或者后部的螺旋桨推送空气(qì)提(tí)供(gòng)反向动力,同时在高空(kōng)中借助气流飞行与姿(zī)态调整。借助副翼,升降(jiàng)舵(duò),方(fāng)向舵提供无人机飞(fēi)行(háng)需要的横滚,俯仰,姿(zī)态力(lì)矩——其(qí)实从(cóng)名称就可以一目了(le)然地明确控(kòng)制方法了。
3.起飞方式
传(chuán)统(tǒng)小中型固定(dìng)翼无人机由于机身尺寸和载重能(néng)力限制,一般不具备(bèi)搭载过大的动力系统的能力,因此需要借助外(wài)力起(qǐ)飞(fēi)。传统的手抛型无人机和弹(dàn)射型无人(rén)机都是借(jiè)助外力起飞,这样的起飞(fēi)方式(shì)使得固定(dìng)翼无人机(jī)具备(bèi)更多的负(fù)载空间与负(fù)载能力(lì),只要能够抛得动,弹得飞,等到天上去(qù)就可以借助气流提供飞行。
垂直(zhí)放置机身的(de)起飞模(mó)式使得固定翼具(jù)备(bèi)了垂飞(fēi)能力,但由于完全依靠本身的定距桨提供升空动(dòng)力,就必须增加旋翼尺(chǐ)寸,减小固定翼无人机本身的重量以及携带的设备重量(liàng)。往往一个(gè)旋翼还不够,需(xū)要至少两个旋翼提供动力,但(dàn)无人机机身尺寸有(yǒu)限(xiàn)制,安(ān)装部位也(yě)受限制,导致(zhì)彼此距离很近,旋翼(yì)间容(róng)易产生比较(jiào)大的(de)气流影(yǐng)响,难(nán)以保证垂直飞(fēi)行或者垂直定点的(de)稳定性(xìng)。在机身改变飞行模式(垂飞变固定翼巡航)时是(shì)一个非线性过程(chéng)的线性化(huà)控制,此(cǐ)时对扰动(dòng),内部操作都非常敏感。同时当转变(biàn)为固定翼飞行(háng)模式后,强大的动力又变得毫无必要(yào),徒然(rán)提(tí)升了能量(liàng)耗损。
增添垂飞旋翼系统的设计(jì)方式(shì)同样使得(dé)固定翼无人机(jī)具备了垂直起飞能力,因为是布局在机身(shēn)的平面上,空间比较宽裕,可以通(tōng)过(guò)多个小旋翼拉大彼(bǐ)此间距,在提供足够升空动(dòng)力的前提下避免(miǎn)旋(xuán)翼间(jiān)扰流。同(tóng)时在飞行模式(shì)变化上可以直接切换,无需增添额外的中间过程。但(dàn)垂(chuí)直旋翼系统意(yì)味(wèi)着要增(zēng)加额外的动力元件——发动机或者电机。而这类元件在小型无人机系统中既需要挤压(yā)机身内部(bù)安装空间也需要固定翼让(ràng)出一部分载重能力。同时当垂飞变为巡航,也就是切(qiē)换回固定(dìng)翼模式(shì)后(hòu),这几个(gè)旋(xuán)翼将变为彻(chè)底的(de)累赘。
4.不同使用者选择
传统(tǒng)的固定翼无人机在没(méi)有(yǒu)电源时具备天(tiān)然的滑(huá)翔能力,对驾驶与(yǔ)技术失(shī)误的“鲁棒性”更(gèng)强,可以在电量较低(dī)时携带(dài)更大载重,飞行更远距离。但对(duì)于需要精确悬(xuán)停的飞行任务而言(yán),固定翼(yì)就(jiù)不好使了,因为——它没办法(fǎ)定点悬停(tíng),只(zhī)能(néng)围绕着某点(diǎn)进行圆(yuán)周盘旋(xuán)飞行。
对于航拍职业人士,固定翼无人机不适合定点拍摄某(mǒu)一对(duì)象。但对于拍摄城市高空景(jǐng)观,风景(jǐng)区高空景(jǐng)观等(děng)等,这类飞行时间长,拍摄高度高,气流(liú)环境比较(jiào)复杂,携带设备比较多的任务是非常合适的(de)选择。而(ér)且(qiě)在冬天,电(diàn)池性能非常不(bú)稳定,多旋翼无(wú)人机每(měi)个飞行(háng)动作都需要动力维持(chí),此时(shí)50%的电量提示等(děng)于告诉(sù)你“快(kuài)点返(fǎn)航”,而固定(dìng)翼飞机在空中只需要对一个(gè)定距桨(jiǎng)提供动力,甚至(zhì)借助(zhù)本身的滑翔能力,在动力完(wán)全所剩无几的情况下只需提供舵机姿态控制,具备“比较平稳”的降落控制能(néng)力(lì),保证了设备的安全使用。
对(duì)于地理测(cè)绘,电力(lì)巡检,农(nóng)业植(zhí)保(bǎo),这类任务传(chuán)统(tǒng)就时常采用(yòng)的小型固定(dìng)翼载人飞机完成,而固定翼(yì)无(wú)人机同样(yàng)具备高空飞行,长(zhǎng)时(shí)间续航以及(jí)强大的载重能(néng)力。同时固定翼机型容易进行(háng)气(qì)动设计(jì)与(yǔ)机(jī)身结构创新,能够根(gēn)据不同任务(wù)提供(gòng)多种产品设(shè)计,而无需将精(jīng)力分散到(dào)类似多旋翼(yì)的动(dòng)力环(huán)节上。
对于(yú)航模爱(ài)好者(zhě)而(ér)言固定翼无人机机(jī)身选择(zé)多种多样,可以彰(zhāng)显个(gè)性,并且很容易进行(háng)内部系统设计。组装,飞(fēi)行,操控都非常容(róng)易上手。
目(mù)前(qián),我国民用无(wú)人机生产单位逐步壮大,初步估计约有150多家,已(yǐ)生产了15000余架无人机。比如(rú)位于昆明市滇新路569号附1号的昆明(míng)劲鹰无人(rén)机(jī)专(zhuān)业从事航测无人机(jī)设(shè)备的设(shè)计(jì)、生(shēng)产、销售和航测航(háng)拍服务,是中国技术顶尖(jiān)的航测航拍无人机设计制造及航飞服(fú)务商,开发研制(zhì)出劲鹰1型汽油航测航拍无人机(jī)、劲鹰2型垂直起飞固定翼无人机、劲鹰(yīng)3型可垂(chuí)直起飞悬(xuán)停(tíng)固(gù)定翼无人机、劲鹰(yīng)650航(háng)拍专用飞行器、劲(jìn)鹰1000型八轴航拍航测无人机、劲鹰1600大型载重旋翼飞行平(píng)台和劲鹰S1型汽油(yóu)航测航(háng)拍(pāi)水上无人(rén)机等多种型号的(de)无人(rén)机,并成功(gōng)到非洲飞(fēi)行(háng)完(wán)成航测任务,拥有为民(mín)用、商用(yòng)航(háng)空领域提供优质服务(wù)的能力和实力。

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