如何區(qū)分飛行器？

自1903年萊特兄弟的飛機(jī)成功飛行，飛機(jī)的發(fā)展已經(jīng)有百年的歷史，在這百年內(nèi)飛行器快速發(fā)展，飛機(jī)的機(jī)翼由兩層三層發(fā)展到單層，飛機(jī)的動(dòng)力由內(nèi)燃機(jī)螺旋槳發(fā)展到渦噴，飛行的速度由每小時(shí)200公里左右發(fā)展到現(xiàn)在的接近每小時(shí)4000公里。同時(shí)，飛行器的類(lèi)型也出現(xiàn)了多樣的變化，在主流固定翼飛行器之外，直升機(jī)、旋翼機(jī)、飛艇也都在快速發(fā)展。

下面，我們就常見(jiàn)的三種無(wú)人機(jī)飛行器類(lèi)型分別進(jìn)行介紹。

航空器按照結(jié)構(gòu)差別進(jìn)行劃分

什么是固定翼飛行器？

固定翼飛行器，是飛機(jī)機(jī)翼固定無(wú)需旋轉(zhuǎn)，依靠經(jīng)過(guò)機(jī)翼的氣流提供升力的飛行器類(lèi)型。我們生活常見(jiàn)的民航客機(jī)例如A320、波音737，以及戰(zhàn)斗機(jī)J-10、F-16都屬于固定翼飛機(jī)的范疇，同時(shí)，固定翼飛機(jī)也是世界上保有量大的載人飛行器。

常見(jiàn)的固定翼民航客機(jī)

固定翼飛行器是自穩(wěn)定系統(tǒng)，其在升空后動(dòng)力系統(tǒng)工作正常的情況下，固定翼飛行器可以自主抵抗氣流的干擾保持穩(wěn)定。另外，從飛行器姿態(tài)控制來(lái)說(shuō)，固定翼是完整驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，意思是它在任何姿態(tài)下可以調(diào)整到任何姿態(tài)，并且保持住這個(gè)姿態(tài)。從實(shí)際操作來(lái)看，也就是固定翼飛行器可以在正常飛行情況下，進(jìn)入到另外一個(gè)復(fù)雜的飛行姿態(tài)并能夠回復(fù)到之前的狀態(tài)。

固定翼飛行器的優(yōu)點(diǎn)是在三類(lèi)飛行器里續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、飛行效率高、載荷大、飛行穩(wěn)定性高，缺點(diǎn)是起飛的時(shí)候必須要助跑或者借助器械彈射，降落的時(shí)候必須要滑行或是利用降落傘降落。

因?yàn)楣潭ㄒ盹w行器的自身特點(diǎn)，固定翼無(wú)人機(jī)廣泛應(yīng)用在軍用、民用等各個(gè)領(lǐng)域，如美國(guó)軍用無(wú)人機(jī)全球鷹可實(shí)現(xiàn)航程26000KM，續(xù)航時(shí)間42小時(shí)，可從美國(guó)本土起飛到達(dá)全球任何地點(diǎn)進(jìn)行偵察。在民用領(lǐng)域，固定翼無(wú)人機(jī)廣泛應(yīng)用在測(cè)繪、巡邏、航拍等各行各業(yè)。同時(shí)，載人固定翼飛機(jī)也是大面積化學(xué)植保作業(yè)的主力機(jī)型，在美國(guó)以及中國(guó)大面積連塊耕地都有成熟應(yīng)用。

什么是旋翼飛行器？

直升機(jī)飛行器是由一個(gè)或者兩個(gè)主旋翼提供升力的垂直起降型飛行器。常見(jiàn)的機(jī)型是一個(gè)主旋翼，同時(shí)機(jī)尾有尾翼來(lái)抵消主旋翼產(chǎn)生的自旋力。直升機(jī)主旋翼有極其復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，用以控制飛行器的飛行動(dòng)作。

直升機(jī)巡檢機(jī)型

直升機(jī)飛行器是不穩(wěn)定系統(tǒng)，升空之后如果不施加控制，飛行器無(wú)法保持飛行穩(wěn)定。同時(shí)，從飛行控制來(lái)說(shuō)直升機(jī)屬于完整驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以自由調(diào)整姿態(tài)。這是因?yàn)橹鄙龣C(jī)的槳面不但可以產(chǎn)生相對(duì)機(jī)身向上的推力，也可以產(chǎn)生相對(duì)機(jī)身向下的推力。所以直升機(jī)雖然不穩(wěn)定、很難控制，但是當(dāng)姿態(tài)失去平衡時(shí)，完全可以控制回到正常的姿態(tài)。

直升機(jī)飛行器的特點(diǎn)是可垂直起降、無(wú)需跑道、地形適應(yīng)能力強(qiáng)，缺點(diǎn)是機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)成本高、續(xù)航及速度都低于固定翼飛行器。

直升機(jī)無(wú)人機(jī)在軍事方面的應(yīng)用低于固定翼無(wú)人機(jī)，常見(jiàn)機(jī)型有美國(guó)的火力偵察兵無(wú)人機(jī)；在民用領(lǐng)域，直升機(jī)無(wú)人機(jī)主要應(yīng)用于航拍、農(nóng)業(yè)植保以及電力巡線等方面。同時(shí)，載人直升機(jī)也是大面積連塊耕地植保航空飛防的重要組成部分，在我國(guó)農(nóng)業(yè)大省如黑龍江有不少應(yīng)用。

什么是多旋翼飛行器？

多旋翼飛行器是指擁有三個(gè)或者更多旋翼的直升機(jī)類(lèi)飛行器，能夠垂直起降，屬于直升機(jī)飛行器的一種，一般稱(chēng)之為多旋翼飛行器，而不再稱(chēng)之為直升機(jī)飛行器。多旋翼機(jī)械結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，螺旋槳直接連接電機(jī)，全機(jī)的運(yùn)動(dòng)部分只有槳葉和電機(jī)。目前，多旋翼飛行器主要應(yīng)用在無(wú)人飛行器，載人多旋翼飛行器多處于研發(fā)階段，還沒(méi)有成熟應(yīng)用。

大疆MG-1多旋翼農(nóng)業(yè)植保機(jī)

多旋翼屬于不穩(wěn)定系統(tǒng)，其在飛行及懸停過(guò)程中無(wú)法實(shí)現(xiàn)自穩(wěn)定；同時(shí)，多旋翼飛行器也不是完整驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（或者欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)），螺旋槳只能產(chǎn)生相對(duì)機(jī)身向上的升力。所以多旋翼飛行器自身的穩(wěn)定性在三種主要的飛行器當(dāng)中是低的，其正常的飛行必須借助自穩(wěn)定系統(tǒng)的輔助。

多旋翼飛行器的特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)垂直起降，并且自身機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)機(jī)械磨損；缺點(diǎn)是其續(xù)航及載重在三種飛行器當(dāng)中是低的。

固定翼、旋翼、多旋翼無(wú)人機(jī)分別有什么優(yōu)勢(shì)？

在續(xù)航和載重方面，固定翼無(wú)人機(jī)可以以較低功率進(jìn)行巡航，而直升機(jī)類(lèi)無(wú)人機(jī)螺旋槳產(chǎn)生的升力必須一直大于或等于機(jī)身的重量，所以固定翼無(wú)人機(jī)的飛行效率是高的；而直升機(jī)與多旋翼相比，其螺旋槳直徑更大，氣動(dòng)效率更高。

在起降便利性方面，固定翼無(wú)人機(jī)，其起降必須借助跑道或者專(zhuān)用器械，所以其起降的便利性是低的；多旋翼和直升機(jī)都屬于垂直起降型飛行器，起降便利差別不大。

在操作難易度方面，擁有自穩(wěn)系統(tǒng)的多旋翼無(wú)人機(jī)起降簡(jiǎn)單、操作易上手，其操縱難度是低的；固定翼起降較復(fù)雜、空中操作較簡(jiǎn)單；直升機(jī)操作復(fù)雜、并且其在飛行時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的氣浪聲，容易對(duì)操縱造成心理壓力。

在工作可靠性方面，多旋翼無(wú)人機(jī)維修后沒(méi)有傳動(dòng)部件，旋轉(zhuǎn)的部件就是螺旋槳，所以其工作可靠性是較高的；固定翼無(wú)人機(jī)工作可靠性也較高，但是其內(nèi)部有進(jìn)行傳動(dòng)控制的結(jié)構(gòu)，降低了可靠性；直升機(jī)無(wú)人機(jī)擁有復(fù)雜的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、減速結(jié)構(gòu)、控制結(jié)構(gòu)，工作可靠性相對(duì)較低。

從以上的比較來(lái)看，多旋翼飛行器主要的優(yōu)點(diǎn)在于操縱簡(jiǎn)單、起降方便、工作可靠，這也是其在短短十幾年時(shí)間迅速發(fā)展，成為航拍、影視、植保主要飛行器平臺(tái)的原因。