為何無人機(jī)偏愛多旋翼？

       首先，我們以目前電動的固定翼、直升機(jī)和多旋翼為例比較它們的用戶體驗(yàn)：

       在操控性方面，多旋翼的操控是最簡單的。它不需要跑道便可以垂直起降，起飛后可在空中懸停。它的操控原理簡單，操控器四個遙感操作對應(yīng)飛行器的前后、左右、上下和偏航方向的運(yùn)動。在自動駕駛儀方面，多旋翼自駕儀控制方法簡單，控制器參數(shù)調(diào)節(jié)也很簡單。相對而言，學(xué)習(xí)固定翼和直升機(jī)的飛行不是簡單的事情。固定翼飛行場地要求開闊，而直升機(jī)飛行過程中會產(chǎn)生通道間耦合，自駕儀控制器設(shè)計困難，控制器調(diào)節(jié)也很困難。

       在可靠性方面，多旋翼也是表現(xiàn)最出色的。若僅考慮機(jī)械的可靠性，多旋翼沒有活動部件，它的可靠性基本上取決于無刷電機(jī)的可靠性，因此可靠性較高。相比較而言，固定翼和直升機(jī)有活動的機(jī)械連接部件，飛行過程中會產(chǎn)生磨損，導(dǎo)致可靠性下降。而且多旋翼能夠懸停，飛行范圍受控，相對固定翼更安全。

       在勤務(wù)性方面，多旋翼的勤務(wù)性是最高的。因其結(jié)構(gòu)簡單，若電機(jī)、電子調(diào)速器、電池、槳和機(jī)架損壞，很容易替換。而固定翼和直升機(jī)零件比較多，安裝也需要技巧，相對比較麻煩。

       在續(xù)航性能方面，多旋翼的表現(xiàn)明顯弱于其他兩款，其能量轉(zhuǎn)換效率低下。在承載性能方面，多旋翼也是三者中最差的。

       對于這三種機(jī)型，操控性與飛機(jī)結(jié)構(gòu)和飛行原理相關(guān)，是很難改變的。在可靠性和勤務(wù)性方面，多旋翼始終具備優(yōu)勢。隨著電池能量密度的不斷提升、材料的輕型化和機(jī)載設(shè)備的不斷小型化，多旋翼的優(yōu)勢將進(jìn)一步凸顯。因此，在大眾市場，“剛性”體驗(yàn)最終讓人們選擇了多旋翼。

       多旋翼也有自身的發(fā)展瓶頸

       它的運(yùn)動和簡單結(jié)構(gòu)都依賴于螺旋槳及時的速度改變，以調(diào)整力和力矩，該方式不宜推廣到更大尺寸的多旋翼。第一，槳葉尺寸越大，越難迅速改變其速度。正是因?yàn)槿绱耍鄙龣C(jī)主要是靠改變槳距而不是速度來改變升力。

       第二，在大載重下，槳的剛性需要進(jìn)一步提高。螺旋槳的上下振動會導(dǎo)致剛性大的槳很容易折斷，這與我們平時來回折鐵絲便可將鐵絲折斷同理。因此，槳葉的柔性是很重要的，它可以減少槳葉來回旋轉(zhuǎn)對槳葉根部的影響。正因?yàn)槿绱?，為了減少槳葉的疲勞，直升機(jī)采用了一個容許槳葉在旋轉(zhuǎn)過程中上下運(yùn)動的鉸鏈。如果要提供大載重，多旋翼也需要增加活動部件或加入涵道和整流片。這相當(dāng)于一個多旋翼含有多個直升機(jī)結(jié)構(gòu)。這樣多旋翼的可靠性和維護(hù)性就會急劇下降，優(yōu)勢也就不那么明顯了。當(dāng)然，另一種增加多旋翼載重能力的可行方案便是增加槳葉數(shù)量，增至18個或32個槳。但該方式會極大地降低可靠性、維護(hù)性和續(xù)航性。種種原因使人們最終選擇了微小型多旋翼。

       多旋翼未來何去何從

       從事多旋翼開發(fā)，無外乎從需求、方案、技術(shù)三個角度入手。需求創(chuàng)新不僅需要對用戶需求的把握，還要綜合把握方案和技術(shù)的可行性。需求創(chuàng)新又會帶來新的問題和特色，這樣會立刻形成產(chǎn)品和方案的差異性。新的問題引發(fā)新的設(shè)計、新的技術(shù)開發(fā)與集成，從而形成門檻。

       方案創(chuàng)新需要廣闊的知識面和對專業(yè)技術(shù)可行性的把握，它會降低技術(shù)的難度。

       技術(shù)創(chuàng)新需要本領(lǐng)域很強(qiáng)的專業(yè)知識，其難度在于需要對多旋翼的某種性能進(jìn)行較大改善。行業(yè)每個細(xì)分領(lǐng)域都會帶來新需求和問題。多旋翼與其他設(shè)備組合，不斷形成新的應(yīng)用。新的應(yīng)用場景勢必帶來新的問題、新的技術(shù)。同時，應(yīng)該對用戶進(jìn)行細(xì)分。這可以挖掘另外的新需求。

       相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的推出同樣也會擴(kuò)大需求。國內(nèi)外相關(guān)政策不斷完善，行業(yè)也將變得更加規(guī)范。這些標(biāo)準(zhǔn)勢必會給用戶吃下定心丸，刺激用戶購買欲望，從而會進(jìn)一步擴(kuò)大需求。

       目前，具有廣大消費(fèi)群體的市場需求是被普遍看好的，比如玩具、教育、可穿戴四旋翼以及農(nóng)業(yè)無人機(jī)等熱門領(lǐng)域。多旋翼需要可靠的品質(zhì)，這就意味著生產(chǎn)商需要源 源不斷的研發(fā)投入。因此，安全風(fēng)險可控和具備廣闊的消費(fèi)群體的市場可以幫助廠家賺取合理的利潤，進(jìn)一步幫助產(chǎn)品提升質(zhì)量。