系留旋翼无人机简介

系留旋翼无人机的市场需求来源于系留气球升空平台系统。

系留气球升空平台系统是为定点监测电子装备提供的空基平台。美国的TCOM公司是系留气球系统的生产厂商，美国西海岸的对海警戒雷达网都是由TCOM系留气球作为空基平台部署的。

然而，系留气球体积庞大，升降困难，机动性很差。所以通过系缆从地面供电，由电机驱动螺旋桨替代气球作为升空动力，是一个研究方向。

近年来，多旋翼无人机快速发展，为系留无人机创造了条件。系留无人机是将无人机和系留综合缆绳结合起来实现的无人机系统，根据应用场景的不同，系留无人机系统分为地面固定式、车载移动式和舰载移动式

然而，在其中还是存在着几个核心的技术问题还没解决。

1、驱动电机的功重比。

功重比是指电机输出功率与电机自身重量之比，单位是千瓦/千克。根据旋翼类航空器升力/功率比的经验数值，每千瓦功率大约产生5～10千克的升力。系留旋翼必须是长期持续工作的，不像多旋翼无人机可短期间歇工作，驱动电机是动力的核心部件，一定要工作在额定的功率范围内。

2、高压供电系统。

系留旋翼和多旋翼无人机的区别在于供电方式不同。从地面向空中的系留旋翼平台供电必须经过一定的输电距离，采用高压供电方式可减小输送电流，从而减少电源损耗

但是高压供电并不是电压越高越好，而要根据实际的系统要求综合考虑。一种方式是，输电电压可直接匹配高压电机，电压不需转换直接驱动电机，结构较为简单。但这种方式要进行高压电机的设计，在成本上难以接受。另一种要在平台上设计降压用的开关电源，用多旋翼现有低压电机驱动；但开关电源同样存在功重比的要求和大功率高压控制器件的制约

3、系留系缆。

系缆除了传输动力电源之外，还设计有光纤以传输平台载电子设备的光电信号，因此系缆是一种动力/信号复合缆线。

平台载电子设备为减少升空设备的重量，普遍将天线、发射机之外的设备放在地面，而通过系缆光纤保障平台与地面设备之间电子信号的连接。这样可节省出平台升力，增加升空高度，提高升空增益。

4、飞行控制功能。

系留旋翼平台主要是在定点周围悬停，不会有过多复杂的飞行动作。这看上去比多旋翼的飞控简单，其实并非如此。系留旋翼的飞控需要充分考虑系缆对其飞行的影响，尤其是在各种风场条件下，系缆随风产生的摆动会使平台失去控制。

民用系留旋翼无人机至少要达到恒风6级阵风8级的要求，才能有实际使用意义。

5、旋翼平台气动力设计。

考虑到系统旋翼平台要在强风场中运行，平台的气动力设计就尤其显得重要。系统旋翼平台在风场中悬停，实际上相当于平台在沿来风方向做平面飞行。6～8级风速为10.8～20.7米/秒，相当于旋翼平台要有时速不小于75千米的能力。

要达到这样的时速，固定翼的气动力设计较为合理。近期演化出一种垂直起降固定翼无人机，实际上是多旋翼+固定翼两套动力系统简单组合，从无人机本身效益讲并不经济，但能解决特定场合固定翼起降的问题。

垂直起降固定翼的气动力设计应用于系统旋翼具有较大的优势，系留旋翼由地面供电，能源比较充足；两套动力系统在强风场中各有用途，垂直动力系统保持平台悬停姿态；水平动力系统使平台逆风飞行；固定翼外形可为平台产生升力，减轻垂直动力系统的负担。

系留旋翼无人机已经面临着广泛应用的阶段，但从能够使用到实际使用得好还有一些距离，有望业内同行共同努力创新。

      关于迈优威——系缆无人机

迈优威®系缆无人机致力于工业级系缆悬停无人机系统、多旋翼无人机及大功率机载降压电源的研发、生产与应用。总部位于南京江北新区。研发团队成员来着985高校及科研院所，以博士和硕士为主，聚焦航空技术和电源技术。

该公司是系缆无人机在应急照明、连续空中广播、交通监控、消防和空中监视方面的抢跑者。

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