小型多旋翼无人机续航问题研究

宋明武

摘 要：本文首先分析了影响小型多旋翼无人机续航的主要因素，对飞行重量、飞行速度、飞行状态以及电池参数等方面的影响因素进行了详细的阐述，然后根据这些影响因素全面总结了小型多旋翼无人机续航提升的策略，旨在为无人机的续航提升提供可靠的技术支撑，提高了无人机续航时间延长的可行性，从而保障无人机飞行时间的不断增长。

关键词：小型多旋翼无人机；影响因素；提升策略

一、影响小型多旋翼无人机续航的主要因素

（1）飞行重量

机架、桨叶、电机、云台、电调、电子设备、飞控等都是无人机飞行重量，无人机在飞行时需要的拉力会受到无人机重量的影响，多旋翼的无人机的飞行功率会受到螺旋桨的转速间接影响，在此基础上，无电池的续航也会受到影响，所以为了保障无人的飞行正常，最好是将无人机的重量控制在较轻的范围内，这就需要在进行无人机的安装工作中合理规划各个零件部位的重量。

（2）飞行速度

无人机的飞行速度会受到多方面的影响，主要包含螺旋桨的尺度和空空气的密度，另外无人机的电机机率也会受到螺旋桨的尺寸影响，进而影响无人机的功率，影响无人机的续航问题。

（3）飞行状态

无人机在飞行的过程中，飞行的状态也呈现多样化的形式，有爬升、翻转、转向以及下降等几种不同的飞行状态，无人机在飞行的过程中，要改变原先的飞行状态，需要利用飞控调整电机的转速，即改变电池的输出电流和电压，改变电池的工作状态，进行对无人机的续航问题产生影响。

（4）电池参数

目前小型多旋翼无人机上主要采用的是锂聚合物电池，这种电池具有质量轻的特点，续航的时间更长，并且安全性能较好，目前在无人机上使用比较广。除此之外，锂聚合物电池具有较大的放电倍率，使用该电池能够使无人机适应各种环境。电池容量和电池重量是影响无人机最明显的两个因素，无人机的工作时间主要受到电池容量的影响，无人机的重量主要受到电池重量的影响。

二、小型多旋翼无人机续航提升策略

（1）电池

在选择电池的过程中，最好是选择电池容量较大、质量较轻的电池，为无人机的飞行减轻重量。在电池的不同型号中，电池容量、重量、电压以及放电能力是电池不同型号的不用区分指标，因为电池的内阻量小，在型号区分上没有明显的差异。

（2）电机与螺旋桨

在进行电机和螺旋桨的选择中，电机的KV值如果较大，在同样的电压下，电机的KV值越大产生的转速也就越大，电流如果是固定的，产生的转矩较小，应该选择小浆进行无人机的飞行工作。相反，如果电机的KV值较小，电压相同的情况下产生的转速较小，电流固定时产生的转矩较大，这时应该选择大浆保障无人机的飞行。

（3）整机重量

为了保障无人机的正常飞行，整机的重量越轻越好，所以在选择无人机的材质上，最好是选择材质较轻但是坚固的机架，在选择无人机制作的零部件时，也最好是选择质量轻的部件进行无人机的制作，另外，为了使总质量较轻，需要减少无人机中不必要的零部件，为无人机的飞行时间提升提高保障。

（4）其他方法

除了上述几种最明显的续航提升策略之外，还有很多中其他的续航提升策略。一是新型电池的应用，随着社会科学技术的研究与发展，目前无人机的制作中电池供应已经有公司使用氢燃料的电池，氢燃料电池的质量低，并且目前对于无人机电池应用的研究還在不断发展中，铝氢气、纳米点以及石墨烯是未来无人机电池的主要研究和发展方向。这些新型材料在无人机上的应用能够大幅度提升无人机的飞行速度，为无人机的续航提供保障，目前因为技术上存在一些不足所以这些新型的材料在无人机上的使用还处于不断发展的过程中。二是地面供电问题的提出，无人机要想持续飞行，就需要供电时间的延伸，目前系留无人机就是通过地面供电的形式来为无人机续航，利用一根电缆实现无人机和地面供电设备相连接，但是这种地面供电方式会限制无人机的飞行范围，具有一定的局限性。三是无线充电技术的应用，这种方式的供电技术是目前比较先进的供电方式，是德国研制开发的一项充电技术，利用一块无线充电的平板实现供电，在无限充电的平板上放上无人机，无人机就能实现充电。但是这种无线充电的方式也具有一定的局限性，在飞行距离较远的情况下就不能实现无人机的充电，并且因为这种充电技术在成本上消耗较高，所以没有实现大面积的推广应用，不能全面取代传统的有线充电形式。

三、总结

综上所述，小型多旋翼无人机的续航问题在无人机飞行中属于比较关键的技术问题，无人机的重要性能之一就是无人机的续航问题。随着社会现代化科学技术的不断研究与发展，目前对无人机续航问题的研究已经取得较好的结果，但是在研究的过程中，仍然存在很多问题需要去解决，在无人机的充电问题中，要想保障在远距离内实现无线充电技术还需要经过相关研究人员不断的研究，因此需要利用科学技术不断为无人机的续航问题提供保障，为无人机飞行时间的延长打下坚实的基础。

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