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多旋翼技术解析与应用「技术者们解析」

时间:2023-05-05 11:17:04来源:搜狐

今天带来多旋翼技术解析与应用「技术者们解析」,关于多旋翼技术解析与应用「技术者们解析」很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

航空电气化是航空动力技术第三次革命,多旋翼技术实质上是分布式电力推进技术在航空器上的应用。

多旋翼技术主要包括:电动旋翼技术、电力网络技术、飞行和电网控制技术。

电动旋翼技术:为航空器提供分布式电力推进驱动力。主要包括定/变距旋翼技术、涵道旋翼/风扇技术、倾转旋翼技术、翼身融合设计技术等。

电力网络技术:为电动旋翼提供电力能源。主要包括动力电池技术、活塞发电技术、涡轮发电技术、系留供电技术、燃料电池技术等。

飞行和电网控制技术:为电动旋翼提供飞行状态控制;为电力网络提供智能供电控制。飞行控制主要包括姿态平衡控制、基础驾驶控制、自动驾驶控制、应急避险控制等;电网控制主要包括电网供电控制、电网储能控制、电网安全控制、多能源组网控制、智能电网管理等。

分布式电力推进技术早已经在船舶、火车以及汽车上得到应用,但在航空器上应用却很晚。其根本原因在于航空器对重量的要求非常严苛。电机的功率密度和电池的能量密度过低,严重限制了分布式电力推进技术应用于航空器。

电机和电池技术的发展,尤其是电动汽车技术的普及,使电机功率密度和电池能量密度上有了较大的提高,虽然车用电机和电池还远远不能满足航空器的要求,但却为多旋翼技术打下了基础。在无刷直流电机和锂电池的供给保障下,多旋翼技术从消费级航模快速发展成为eVTOL飞行器的关键技术。

目前,多旋翼技术的作用和意义被普遍低估了。市场上,多旋翼无人机仅仅采用了多旋翼技术最基础的定距变速旋翼技术和纯电池供电技术,使其有效载重和飞行效率都受到制约。

其实,多旋翼技术是将直升机单个大旋翼分解为多个小旋翼,从而替代直升机旋翼技术。现有多旋翼载人无人机的起飞重量,已经达到轻型直升机的量级。若将现采用的定距变速旋翼技术和纯电池供电技术,改进为变距恒速旋翼技术和活塞发电技术,解决其姿态平衡和续航时间不足的问题,完全有能力进行多旋翼替代轻型直升机的尝试。

从航空动力技术第三次革命的意义上讲,多旋翼技术具有广阔深远的发展前景。超导电机技术、磁悬浮电机技术、氢燃料电池技术、3D打印技术等前沿科技成果,都将使多旋翼技术为航空产业带来重大突破。

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