大體上來(lái)說(shuō),新聞在炒作兩個(gè)方面的內(nèi)容:無(wú)人機(jī)很便宜了,普通消費(fèi)者都可以買來(lái)自拍;無(wú)人機(jī)很強(qiáng)大,十八般武藝樣樣精通,消滅恐怖份子如捏死螞蟻。這兩方面內(nèi)容單說(shuō)起來(lái)都是對(duì)的。一方面現(xiàn)在確實(shí)有一些無(wú)人機(jī)非常便宜,諸如大疆、零度等消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī),僅僅一個(gè)智能手機(jī)的價(jià)格就能買到,還有些玩具遙控飛 機(jī),幾百塊錢就能拍照;另一方面,最近又確實(shí)涌現(xiàn)出一些諸如彩虹-4、捕食者、利劍隱形無(wú)人機(jī),性能強(qiáng)大到能打世界大戰(zhàn)用。
但要是合起來(lái)說(shuō):無(wú)人機(jī)便宜而且強(qiáng)大。那非常的不對(duì)。這些便宜的消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī),除了當(dāng)玩具之外,啥也干不了;而像捕食者這樣的作戰(zhàn)用無(wú)人機(jī),價(jià)格突破1000萬(wàn)美金。消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)不過(guò)是富家子弟的玩具,察打一體的軍用無(wú)人機(jī)則由肉食者謀之。倒是那些很少見于報(bào)端的工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)辛苦的勞作,解決了許多棘手的問(wèn)題,是諸多行業(yè)的工作者都需要的。工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)具有一定的設(shè)計(jì)冗余度,有一定的載荷和航程,有相當(dāng)?shù)娜蝿?wù)擴(kuò)展能力,有廣泛的用途。而價(jià)格也不像軍用無(wú)人機(jī)那樣的天文數(shù)字。
但在對(duì)工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)憧憬之前,我還是想把話題拉回到現(xiàn)實(shí):工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)也有這樣那樣的限制因素,有許多要求是想做做不到的。
1、“我想飛得更高”
飛行的相對(duì)高度對(duì)于一般的無(wú)人機(jī)使用者而言是并不重要的性能,因?yàn)榻^大多數(shù)用途都在低空甚至是“貼地飛行”,即使是航拍也不會(huì)飛太高,太高了看看不清底面。但是飛行的海拔高度對(duì)于高原地區(qū)的用途而言則是一個(gè)非常重要的參數(shù)。
高空空氣稀薄,一方面會(huì)讓螺旋槳的效率下降;另一方面也會(huì)讓動(dòng)力系統(tǒng)的效率下降。目前業(yè)內(nèi)燃油動(dòng)力的無(wú)人機(jī)一般使用自然吸氣的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī),隨著空氣的稀 薄進(jìn)氣效率降低,動(dòng)力自然也就會(huì)下降,同時(shí)因?yàn)闅鈮旱南陆灯偷姆悬c(diǎn)也隨之下降,到一定高度會(huì)在常溫中沸騰。這些活塞式的油動(dòng)的無(wú)人直升機(jī)一般空載最高只 能飛到兩三千米,滿載的高度會(huì)更低。
倒是電動(dòng)機(jī)對(duì)海拔不那么敏感,在高海拔地區(qū)還可以飛行。但是高原地區(qū)的低溫則會(huì)讓電池的容量降低。讓本就不長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間更捉襟見肘。
2、“我想飛得更遠(yuǎn)”
無(wú)人機(jī)的飛行活動(dòng)半徑是絕大部分用戶都關(guān)注的問(wèn)題,也是個(gè)重要指標(biāo)。但飛行半徑卻不是想大就能大的。制約無(wú)人機(jī)飛行半徑的有兩方面:飛機(jī)的機(jī)械極限與電臺(tái)的控制半徑。
無(wú)人機(jī)本身因?yàn)槔m(xù)航時(shí)間的限制,其飛行半徑就是有極限的。尤其電動(dòng)多旋翼,任務(wù)飛行時(shí)間只有20分鐘左右,再考慮起飛降落的時(shí)間,飛控半徑一般都在1公里左右。
同時(shí)因?yàn)槲⒉ǖ奈锢硇再|(zhì),地面對(duì)無(wú)人機(jī)的操控距離和無(wú)人機(jī)圖傳回來(lái)的距離都不會(huì)太遠(yuǎn)。無(wú)人機(jī)手動(dòng)控制的遙控器,其頻率為2.4G,波長(zhǎng)很短,基本沒有繞射能力,其控制半徑只能到1公里,而且很怕遮擋。
中大型的無(wú)人機(jī)可以裝機(jī)載數(shù)傳電臺(tái),頻率在幾百兆的跳頻數(shù)傳電臺(tái),波長(zhǎng)稍長(zhǎng),稍有一定的繞射能力。但是也比較怕遮擋,不光擔(dān)心遮蔽,也擔(dān)心多路徑效應(yīng)。原則 上來(lái)說(shuō)也是要求“通視”的。很不幸的是我們所在的地球是圓的,所以受制于地球曲率的影響,低空飛行的遙控距離也不會(huì)太長(zhǎng)。所以中型的無(wú)人機(jī)遙控距離25公 里,大型的也是如此。有些無(wú)人直升機(jī)標(biāo)稱控制半徑很遠(yuǎn),能到150公里,但要達(dá)到如此遠(yuǎn)的距離需要飛到極限升限3000米高。這么高的飛行高度,一般的光 學(xué)設(shè)備已經(jīng)難以看清地面,失去了實(shí)用價(jià)值。
一些人想到用3G或者4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)類似“星通”的效果,但很可惜就算拋開高額的數(shù)據(jù)流量?jī)r(jià)格不說(shuō),其可行性上也有問(wèn)題。一方面從平面地圖上來(lái)說(shuō)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò) 是以各個(gè)基站為圓心的圓所組成的蜂窩,交接處信號(hào)有盲區(qū),在飛行中非常明顯;一方面從立體空間來(lái)講,移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是以基站信號(hào)塔為中心的向下傘狀覆蓋,移動(dòng)網(wǎng) 絡(luò)只在地表信號(hào)好,在空中這個(gè)盲區(qū)更厲害。
3、我想再飛一會(huì)兒
毫無(wú)疑問(wèn),續(xù)航時(shí)間對(duì)于無(wú)人機(jī)而言是個(gè)非常重要的指標(biāo)。很多情況下制約無(wú)人機(jī)活動(dòng)半徑與飛行相對(duì)高度的最重要因素就是無(wú)人機(jī)本身機(jī)械部分的續(xù)航??蛻粢步?jīng)常會(huì)問(wèn):你們的無(wú)人機(jī),續(xù)航時(shí)間能長(zhǎng)一點(diǎn)嗎?
通常情況下:不能!顯而易見,不管是無(wú)人機(jī)還是有人機(jī),制約滯空時(shí)間的主要都是能源。因?yàn)閷?duì)于密度大于空氣的這些飛行器而言飛行的每一分鐘都在與重力搏斗。