爲何消費級無人機朝著超微型尺寸發展？

TIME: 2016-07-20 新聞資訊

零度Dobby、基石无人机、零零无限的Hover Camera等无人机，相比于大疆、奇蛙等产品，尺寸要小了不少。除了应用场景由航拍转到自拍、在便携性上有新的要求之外，难道没有别的考量的吗？

爲何消費級無人機偏愛多旋翼呢？

我們來對以電力爲驅動方式的固定翼、直升機和多旋翼無人機做一個比較。

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，起飛後可在空中懸停。它的操控原理簡單，操控器四個遙感操作對應飛行器的前後、左右、上下和偏航方向的運動。在自動駕駛儀方面，多旋翼自駕儀控制方法簡單，控制器參數調節也很簡單。

但是想要熟練的掌握固定翼的操作，學習成本比多旋翼高得多。固定翼飛機靠螺旋槳或者渦輪發動機産生的推力作爲飛機向前飛行的動力，主要的升力來自機翼與空氣的相對運動。所以在飛行前必須要有一段滑翔的距離，要求場地開闊。

直升機雖然克服了固定翼的場地要求，但操作還是比多旋翼複雜，學習成本也不低。而且直升機飛行過程中會産生通道間耦合，也不是隨便誰都能學會的。相比于多旋翼，直升機和固定翼都不太適合普通消費者使用。

在可靠性方面，多旋翼也是表現最出色的。由于多旋翼無人機沒有活動部件，它的可靠性基本上取決于無刷電機，因此可靠性較高。與多旋翼無人機相比，固定翼和直升機需要有上千個活動的機械連接部件，飛行過程中會産生磨損，導致可靠性下降，這些不穩定因素的排查成本較高不說，還有可能對人體産生傷害。

多旋翼因其結構簡單，若電機、電子調速器、電池、槳和機架損壞，很容易替換。而固定翼和直升機零件比較多，安裝也需要技巧，相對比較麻煩。

多旋翼能夠懸停，飛行範圍受控，相對固定翼更安全。在勤務性方面，多旋翼的勤務性也要優于固定翼和直升機。

對于消費級無人機，簡單、易操作、到手能飛對于消費者來說是很重要的體驗，而且，多旋翼無人機的技術門檻和成本也讓越來越多的無人機企業傾向于選擇它。雖然多旋翼無人機目前還存在著續航能力差、載荷小等缺點，但隨著電池能量密度的不斷提升、材料的輕型化和機載設備的不斷小型化，多旋翼的優勢將進一步凸顯。因此，在大衆市場，“剛性”體驗最終讓人們選擇了多旋翼。

多旋翼本身不適宜做大

多旋翼無人機以穩定、易上手牢牢把握住消費級市場，但是爲什麽多旋翼的尺寸有變小的趨勢呢？

從技術層面來看，多旋翼無人機的運動和簡單結構都依賴于螺旋槳及時的速度改變，以調整力和力矩，這種運動方式注定讓其不宜推廣到更大尺寸。

原因有二：第一，槳葉尺寸越大，越難迅速改變其速度。正是因爲如此，直升機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，槳的剛性需要進一步提高。

多旋翼在飛行時螺旋槳高速運動，很容易導致剛性槳葉在與槳葉根部的反複接觸中折斷，所以在多旋翼的槳葉材料選擇上，多使用柔性材料。這和我們很容易來回掰斷一根鐵絲卻不容易掰斷一根塑料管是一樣的道理。對于旋翼無人機來說，使用柔性的槳葉是很重要的，它可以減少槳葉來回旋轉對槳葉根部的影響。

有人會問：直升機也是用螺旋槳的高速轉動來驅動的，爲什麽直升機的槳葉這麽大呢？據技術人員指出，爲了減少槳葉的疲勞，直升機采用了一個容許槳葉在旋轉過程中上下運動的鉸鏈。所以直升機可以實現較大的載重而不存在斷槳的問題。

多旋翼無人機也可以實現大載重，可以模仿直升機的結構。事實上，如果把多個直升機結構組合起來形成一個多旋翼的話就可以大幅度提升多旋翼的載重。不過如果這樣做了弊端也十分明顯，多旋翼的結構會變得很複雜，維護成本也會升高，簡單、易操作的優勢也就不那麽明顯了。

還有一種方式可以提升多旋翼的載重能力，那就是增加槳葉數量，隨著槳葉數量的增加，載重也會得到明顯的提升，不過這會讓續航本來就跟不上的多旋翼更難實現長時間的續航。

不過消費級無人機的主要賣點不在載重，所以一味增加槳葉數量並沒有什麽用。現在，多旋翼無人機找到了新的增長點–自拍，所以口袋無人機的概念走俏。也就是無人機應用的場景改變了，不再一味求大，反而對無人機的便攜性提出了要求。

自拍無人機不需要像專業無人機那樣，搭載4K的攝像頭，好幾百米以上的圖像傳輸距離，超過幾公裏的遠程遙控。這些功能對于僅用來滿足自拍這一需求的人群來說太不接地氣了。試想一下，在朋友們的聚會上，大家玩的很開心，准備拍幾張照片然後就散了，你從箱子裏拿出無人機開始組裝、調試，半個小時過去了，大家臉都笑僵了。有人認爲自拍無人機以後會像手機一樣普及，那麽便攜性幾乎是自拍無人機繞不過去的一個點。

“微型化”的趨勢可能是技術進步帶給高科技行業的“副産品”。計算機也經曆了由笨重的、需要占整個屋子的體積變得越來輕便，手機同樣從“大哥大”走向了“小靈通”。誰說無人機不能這樣呢？

無人機也在追求“小而美”

除技術進步之外，無人機在政策上也有諸多問題需要解決。例如中外都很關心的問題：無人機快遞具體何時得以開展還沒有一個准信。在美國，商用無人機的應用前景仍然不夠明朗。而國內，針對無人機的政策還沒有形成完整的體系，無人機監管依然模糊。

所以迷你無人機的想法不是無人機企業心血來潮，就目前的投融情況來看，資本也對微型無人機青睐有加。據報道，美國聯邦航空管理局對微型無人機進行了級別分類，同時又評估了各類別的風險程度。于是無人機的投資者們開始紛紛嘗試從微型無人機著手開拓市場。

微型無人機在操作時無需飛行員證，同時又不像較大的無人機那樣受到各種約束。除了負重，微型無人機可以完成絕大多數一般商用無人機可完成的工作。並且在價格上還有優勢。

另外，使用廉价的迷你无人机还可以低成本的学习控制多旋翼。还记得Skeye Nano Drone吗？它是现在世界最小的无人摄像机。很多人买它用来学习四旋翼无人机的操作方法，毕竟它很便宜45 美元（折合人民币301元），但是功能很齐全，可以锻炼你控制飞行的感受。就算真的摔了也比摔一台大疆精灵4要好得多，不是吗？

嗯，濃縮就是精華。

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