轻型无人机安装螺旋桨安全网罩初探

朱梓傲

轻型无人机安装螺旋桨安全网罩初探

朱梓傲

（沈阳航空航天大学，辽宁 沈阳 110136）

轻型无人机的使用越来越广泛，飞行安全问题也随之凸显。国家工信部发布的《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例（征求意见稿）》第四条中“无人驾驶航空器飞行管理应当坚持安全为要，降低飞行活动风险”的有关精神，从政策层级阐明了轻型无人机安全问题是其发展的首要问题。为了解决轻型无人机螺旋桨安全性能问题，提出了安装螺旋桨安全网罩，以降低轻型无人机螺旋桨对人身的伤害及螺旋桨自身损坏的风险。安装螺旋桨安全网罩是现阶段解决轻型无人机安全使用的一个简单而又不容忽视的发展性课题，创造性地提出以日常使用的电风扇网罩为雏形的轻型无人机安全网罩，以解决影响轻型无人机长足发展的重要安全问题。

轻型无人机；安全网罩；安全性能；人身伤害

1 引言

随着轻型无人机技术的不断发展，低空轻型无人机的应用越来越广，轻型无人机已然飞进普通人的生活，比如航拍轻型无人机、竞速轻型无人机等。

在轻型无人机越来越受欢迎的同时，飞行器的安全问题也随之凸显，无人机螺旋桨造成人身伤害的案例时有发生，2017-05，杭州西湖边一架无人机失控撞向游客，螺旋桨割伤了某北京小伙的左眼球，造成了严重的人身伤害，因此，给轻型无人机安装螺旋桨安全网罩是现阶段解决轻型无人机安全使用的一个发展性课题[1]。

2 轻型无人机技术的发展历程

航拍轻型无人机或竞速轻型无人机为了追求更快的飞行速度与更强的抗风性能，很多都会采用动力非常强大的无刷电机，无刷电机具备扭矩大速度快的特点，在无刷电机带动下，螺旋桨高速转动，高速运动的螺旋桨成为轻型无人机飞行中的安全隐患。未装有螺旋桨保护装置的轻型无人机，如图1所示，其高速运动的螺旋桨破坏威力可观，曾有学者做过实验，用轻型无人机的螺旋桨切西红柿，飞速旋转的螺旋桨就像粉碎机一样将西红柿切碎[2]。

图1 未装有螺旋桨保护装置的轻型无人机

新的《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例（征求意见稿）》明确了轻型无人机的适飞空域、飞手资质等方面。同时，该文件也提出“无人驾驶航空器飞行管理应当坚持安全为首，降低飞行活动风险”。通过自身装置优化改良实现安全飞行，是无人机研究的一个重要课题。

给轻型无人机螺旋桨安装安全网罩是解决轻型无人机安全问题的简单而又不容忽视的发展性课题，安装螺旋桨安全网罩，既可以避免轻型无人机失控螺旋桨高速旋转造成的伤害，又能保护螺旋桨在撞击物体时不被损坏。在不影响螺旋桨性能的基础上，安装螺旋桨安全网罩，可以提高轻型无人机安全性能。

经过多次对轻型无人机安装螺旋桨安全网罩形式的探索和实践，结合电风扇保护罩的启发，本文创造性地提出以日常使用的电风扇网罩为雏形的轻型无人机安全网罩，以解决影响轻型无人机长足发展的重要安全问题。将电风扇成熟的网罩思路应用于轻型无人机螺旋桨安全网罩的安装，把螺旋桨的外面罩上一个类似电风扇的网罩，轻型无人机螺旋桨安全网罩如图2所示，在轻型无人机上试验后取得了良好的效果。

图2 轻型无人机螺旋桨安全网罩

本螺旋桨网罩的设计区别于电风扇的网罩，选择轻质抗摔的碳纤维材料材质，在结构上选择细密稳定的设计，在不影响该螺旋桨的工作效能的同时起到安全防护作用。同时，螺旋桨安全网罩采用稳定的三角形条线结构，如图3所示，三角形结构增加了螺旋桨安全网罩的强度。

图3 螺旋桨安全网罩的三角形条线结构

在螺旋桨安全网罩安装具体环节中，首先，螺旋桨安全网罩装置应固定在轻型无人机上，不跟随螺旋桨转动；其次，螺旋桨安全网罩装置的边缘设计了圆滑的流线弧度，这样可以更大程度地提高安全性能，同时，减小无人机飞行时因安装螺旋桨安全网罩所产生的空气阻力。

3 结论

以上内容是轻型无人机安装螺旋桨安全网罩简单分析，螺旋桨安全网罩的安装有效提高了轻型无人机的安全性能，最大限度地避免飞行危险，减少了轻型无人机螺旋桨直接与障碍物发生碰撞所导致的事故，解决了影响轻型无人机长足发展的一项重要安全问题。

存在的问题：轻型无人机经过改造后安装螺旋桨安全网罩，需在保证强度的情况下降低安全网罩的重量，以减小对轻型无人机飞行速度和飞行时间的影响。

［1］梅自强，雷强.无人机产品质量安全风险研究［J］.电子质量，2019（3）：43-46.

［2］吴超，胡峪，王刚.小型电动力四旋翼坐地起降无人机设计研究［J］.飞行力学，2014，32（3）：205-208.

V279

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.22.032

2095－6835（2019）22－0089－01

〔编辑：张思楠〕