
想象徒步时多带一些水:延长旅程的资源,也会增加负重。
储存的能量与功率不同
能量表示可以完成多少功,功率表示使用能量的快慢。两者不是同一物理量。飞机需要较大功率时,再大的能量储备也会很快消耗,正如大水箱通过宽出口也能迅速排空。
用可用能量除以平均功率,可以粗略估算持续时间。能源综述说明不同能源适合不同需求。这种关系是推理起点,并不保证整个飞行中条件不变。
载荷不仅是包裹,还包括仪器。相机和测量设备属于实际工作构型。空载飞机的参数本身,不能描述真实任务的能量需求。
飞机也必须举起电池
增加电池会增加总质量,改变维持飞行所需的功率。Bauersfeld与Scaramuzza测试了连接推进、电池特性和飞行的模型,说明仅比较电池容量会遗漏系统的其他部分。
他们还区分了获得最长续航时间的速度与获得最远航程的速度。飞得更久和飞得更远,是不同目标。采购比较应从任务出发,而不应把分钟与距离混用。
航程不一定下降;图示说明为何要同时考虑收益与增加的负担。
阅读每个最大值的适用条件
FlyCart 30公告把载荷和距离与电池配置、测试条件相联系。Matrice 400发布资料也列出了载荷和续航数字。各自的最大值,并不意味着所有最大性能可以同时实现。
宣传的距离不自动等于往返作业半径。返航、执行任务的时间及变化的环境都要纳入比较。这是审慎阅读参数的方法,不能替代获准的运行计划。
| 指标 | 含义 | 需要核查的条件 |
|---|---|---|
| 续航时间 | 留空时长 | 载荷和飞行剖面 |
| 航程 | 经过的距离 | 单程还是完整往返 |
| 载荷 | 携带的质量 | 该质量下的续航时间与航程 |
其他能源系统也有质量
NederDrone将燃料电池与电池组合,让能源系统不同部分分别应对持续需求和短时功率峰值。它展示了如何在同一飞机内分工,而不是寻找一种普遍最优的能源。
公平比较还要包括能源周围的设备。储存、转换和辅助系统都占空间、增加质量。商业问题关心的是完成任务的整架飞机,而不是某种孤立材料的能量含量。
让两个候选系统面对相同载荷、地点和任务时长,比较会更清楚。先定义这些要求,再判断哪种能源技术带来有用的优势。
不要把最大续航时间、最大载荷和最大航程当作能同时实现的能力。
自己试着想一想
举一个载荷应比最长飞行时间更重要的任务。
本课资料来源
- A comprehensive review of energy sources for unmanned aerial vehicles, their shortfalls and opportunities for improvements ↗Ashleigh Townsend; Immanuel N. Jiya; Christiaan Martinson; Dmitri Bessarabov; Rupert Gouws · 2020-11-16 · production-p01
- Range, Endurance, and Optimal Speed Estimates for Multicopters ↗Leonard Bauersfeld; Davide Scaramuzza · 2022 · production-p02
- DJI’s First Delivery Drone Takes Flight Globally ↗DJI · 2024-01-10 · production-n06
- DJI Matrice 400 Sets New Standard for Intelligent and Efficient Long-Endurance Aerial Missions ↗DJI · 2025-06-10 · production-n07
- The NederDrone: A hybrid lift, hybrid energy hydrogen UAV ↗Christophe De Wagter; Bart Remes; Ewoud Smeur; Freek van Tienen; Rick Ruijsink; Kevin van Hecke; Erik van der Horst · 2021 · production-p03