- 小创客玩转无人机
- 崔胜民 刘云宾 吴永亮 宋金平
- 2205字
- 2020-08-28 12:11:18
第二节 无人机分类
目前无人机分类没有统一的标准,有多种分类方法,如按动力源分类、按飞行平台构型分类、按用途分类、按飞行高度分类和按飞行航程分类等。
一、按动力源分类
无人机按动力源分类如图1-12所示。
图1-12 无人机按动力源分类
油动无人机采用燃料油作为动力源,一般采用汽油,如图1-13所示。其优点是续航时间长,续航能力强;具有较好的抗风能力。缺点是使用复杂,不易操控,对操作人员要求较高;稳定性差;振动较大;存在安全隐患,坠机可能引发火灾。
图1-13 油动无人机
电动无人机采用动力电池作为动力源,一般采用锂离子电池,如图1-14所示。其优点是系统稳定性强,可靠性高;日常维护简单,易操控,对操作人员要求较低;电池可充电重复使用,使用成本低,同时环保低碳;振动小;安全性高。缺点是续航能力弱;抗风能力弱。
图1-14 电动无人机
氢燃料无人机弥补了电动无人机续航能力弱的缺点,使用传统电池的无人机的平均飞行时间约为20~25min,而搭载氢燃料的无人机能够实现数小时、长距离的持续飞行。图1-15所示为一款氢燃料无人机。
图1-15 氢燃料无人机
太阳能无人机是指使用太阳能电池作为动力的无人机,如图1-16所示,是未来无人机的发展方向。
图1-16 太阳能无人机
二、按飞行平台构型分类
无人机按飞行平台构型分类如图1-17所示。
图1-17 无人机按飞行平台构型分类
1. 固定翼无人机
固定翼无人机就是机翼固定不动,靠机翼承受的相对风产生足够的升力飞行,空气动力舵负责控制飞行。固定翼无人机优点是续航时间长,飞行效率高,载荷大;缺点是起飞的时候需要助跑,降落的时候必须要滑行。
固定翼无人机分为飞机外形无人机和飞翼无人机。
飞机外形无人机包括机翼、机身、方向舵和尾翼,如图1-18所示。机翼和机身比较纤细,因此续航能力强,每次飞行距离可以达到数百千米以上,擅长执行沿直线飞行的任务。不足之处在于转弯半径较大,受侧风影响易失去稳定性。
图1-18 飞机外形无人机
飞翼无人机如图1-19所示,其外形简洁,飞翼本身就足够飞行所用。飞翼的形状很稳定,不需要方向舵和尾翼,其操作简便,即使在有阵风的情况下也同样适合沿既定航空路线飞行。
图1-19 飞翼无人机
2. 多旋翼无人机
多旋翼无人机是一种具有三个及以上旋翼轴的特殊的无人驾驶直升飞机,优点是机械结构简单,可折叠,可垂直起降,对场地要求比较低;缺点是续航时间短,载荷小。
多旋翼无人机主要有四旋翼无人机、六旋翼无人机和八旋翼无人机等。
四旋翼无人机使用四组电动机和螺旋桨作为其动力,四个螺旋桨平均分布在以机架中心为圆心的大圆上,相邻两个机臂的夹角为90°,如图1-20所示。四旋翼无人机是最常用的无人机。
图1-20 四旋翼无人机
六旋翼无人机使用六组电动机和螺旋桨作为其动力,六个螺旋桨平均分布在以机架中心为圆心的大圆上,相邻两个机臂的夹角为60°,六个旋翼两两相对分为三组,处于相同高度平面,各项参数完全相同,如图1-21所示。
图1-21 六旋翼无人机
八旋翼无人机具有四组对称的电动机和螺旋桨,八个螺旋桨平均分布在以机架中心为圆心的大圆上,相邻两个机臂的夹角为45°,八个旋翼处于相同高度平面,各项参数完全相同,如图1-22所示。
图1-22 八旋翼无人机
旋翼越多,稳定性越好,载重越大,但尺寸变大,耗电也越多。
由于多旋翼无人机操作简单,价格便宜,其数量占现有无人机总量的80%以上。
3. 无人直升飞机
无人直升飞机靠一个或者两个主旋翼提供升力。如果只有一个主旋翼,还必须要有一个小的尾翼抵消主旋翼产生的自旋力,如图1-23所示。其优点是可以垂直起降,续航时间适中,载荷也比较适中;缺点是结构相对比较复杂,操纵难度也较大。
图1-23 无人直升飞机
4. 无人飞艇
无人飞艇是一种轻于空气的航空器,如图1-24所示,可广泛应用于空中监视、巡逻、中继通信、空中广告飞行、任务搭载试验、电力架线等。
图1-24 无人飞艇
5. 伞翼无人机
伞翼无人机是一种用柔性伞翼代替刚性机翼的飞机,如图1-25所示,常用于运输、通信、侦察、勘探和科学考察等。
图1-25 伞翼无人机
6. 扑翼无人机
扑翼无人机具有可变形的小型翼翅,如图1-26所示,可用于探测核生化污染、搜寻灾难幸存者、监视犯罪团伙等。
图1-26 扑翼无人机
综上所述,无人机多种多样,外形千变万化,其主要原因是不同的无人机要尽可能满足不同的需求,同时要尽量延长续航时间,增加实用载荷。
三、按用途分类
按用途分类,无人机可分为军用无人机和民用无人机,民用无人机又划分为工业级无人机、消费级无人机和载人无人机。
1. 军用无人机
军用无人机具有无人员伤亡、使用限制少、隐蔽性好、效费比高等特点,且在现代战争中的地位和作用日渐突出。军用无人机种类很多,如侦察无人机、诱饵无人机、电子对抗无人机、攻击无人机、战斗无人机等。图1-27所示是某军用无人机。
图1-27 某军用无人机
2. 民用无人机
工业级无人机主要应用于各个行业,代替人工作业。工业级无人机要求有更长的续航能力、更大的任务载荷、更可靠的安全保障等。图1-28所示为某工业级无人机。
图1-28 某工业级无人机
消费级无人机一般是旋翼机,体积不大,续航能力、飞行距离非常有限,价位一般在几千元到几万元不等,主要用于娱乐和航拍。图1-29所示是某消费级无人机。
图1-29 某消费级无人机
载人无人机无人驾驶,但可以用于载人,图1-30所示为中国亿航载人无人机,自重200kg,高约1.5m,额定载重100kg,平均巡航速度100km/h,采用纯电力驱动,电池2h即可充满,续航23min。载人无人机的开发目前处在测试阶段。
图1-30 载人无人机
四、按飞行高度分类
无人机按飞行高度分类如图1-31所示。
图1-31 无人机按飞行高度分类
五、按飞行航程分类
无人机按飞行航程分类如图1-32所示。
图1-32 无人机按飞行航程分类