旋翼機的案例
私人飛機高手介紹：旋翼機的空氣動力學
直升機和旋翼機都是通過旋翼來產生升力的，因此解釋升力產生的許多基本空氣動力學原理對兩種飛行器而言是相同的。
這些基本原理在《第2 章：一般的空氣動力學》里有詳細的解釋，這些原理也同樣構成了旋翼機空氣動力學討論的基礎。
[自旋]
直升機和旋翼機之間一個根本的不同在于：在依靠動力維持飛行的過程中，旋翼機旋翼系統工作在自旋狀態下。這意味著旋翼依靠向上流過翼面的氣流維持自身的自由旋轉，而不是通過發動機的動力旋轉翼面，從上方吸收氣流。
[圖16-1]在自旋過程
中產生的力一方面維持旋翼的旋轉，另一方面產生將飛行器維持在空中的升力。從空氣動力學的角度而言，在正常飛行時旋翼機旋翼系統的運轉和直升機的旋翼系統在發動機失效時，向前自旋下降時的運轉方式一樣。
圖 16-1. 在旋翼機上氣流通過旋翼系統的方向和動力飛行狀態下的直升機相反。這些氣流是把動力從旋翼機發動機傳送到旋翼系統并保持旋翼自轉的媒介。
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[垂直自旋]
在垂直自旋過程中，旋翼槳片遇到的相對風由兩個基本的組成部分。如圖16-2所示，一個是向上的通過旋翼系統的空氣流，在一個給定的飛行條件下該氣流保持相對不變。另一個分量是槳葉旋轉造成的周向氣流（旋轉方向的相對氣流，譯者注）。這個分量的大小和離開旋翼葉轂的距離關系很大。
舉例來說，考慮一個轉速300轉/分鐘(r.p.m)的直徑25 英尺的槳盤，在離開旋翼葉轂1英尺的位置上的一點，槳葉沿著一個周長6.3英尺的圓運動，這時的線速度大約為31.4英尺/秒(f.p.s) 或者21英里/小時(m.p.h)。
展開 傾轉旋翼機復合材料機翼動特性仿真分析
傾轉旋翼機可在直升機模式、固定翼飛機模式和兩者之間過渡模式飛行，集直升機和固定翼飛機飛行特點與一身。相比傳統直升機，傾轉旋翼機的飛行速度大幅提高，飛行包線更大，應用范圍更加廣闊；與固定翼飛機相比，傾轉旋翼機大大降低了對場地的要求，提高了空間靈活性。然而，傾轉旋翼機特殊的結構設計使其兼具了類似于直升機“地面共振”“空中共振”以及固定翼飛機回轉顫振的動力學不穩定問題，其中回轉顫振是傾轉旋翼機設計不容忽視的自激不穩定性問題。研究表明傾轉旋翼機的機翼剛度是影響回轉顫振穩定性的重要因素之一，其中扭轉剛度對回轉顫振穩定性的影響較大，弦向及垂向彎曲剛度的影響較小，適當提高機翼扭轉剛度能夠有效提升回轉顫振邊界速度。但是，復合材料機翼力學性能相比金屬材料更為復雜。國內外諸多學者針對傾轉旋翼機復合材料機翼開展研究探索。Rais-Rohani M.等研究了復合材料的方向剛度特性對傾轉旋翼機機翼剛度的影響，分析了動力等約束條件下最小重量機翼結構設計方法。Popelka等人通過機翼氣彈剪裁設計研究了機翼厚度對對V-22傾轉旋翼回轉顫振的影響，機翼最大厚度變化對回轉顫振速度邊界提升明顯。Sprangers,C.A等進行V-22傾轉旋翼機機翼仿真（如圖1）分析，并通過振動試驗研究對仿真結果進行了驗證，提高了全尺寸機翼研制設計把握。諸多研究證明了復合材料機翼結構設計在傾轉旋翼機研制中具有重要的工程意義。
基于有限元方法分析了傾轉旋翼機復合材料機翼動特性，通過文獻測試結果驗證了有限元分析結果的準確性和建立的機翼模型可信度。然后進行了復合材料機翼的構型設計分析，研究了蒙皮厚度和復合材料蒙皮鋪層角度對機翼動特性尤其是扭轉剛度的影響，為進一步提高傾轉旋翼機回轉顫振穩定性邊界提供方向。
展開 多旋翼無人機：新設計、新應用及新發展
多旋翼無人機經歷十年的高速發展，已經從單一場景應用向廣域場景蔓延，從單機飛行到多機協同再到集群控制。伴隨著技術的突飛猛進，無人機在結構上不斷迭代創新，在載荷上持續推陳出新，以適應行業發展的需求。本文首先介紹了多旋翼無人機最新發展的設計結構，然后羅列了多旋翼無人機在各行業的應用場景，最后描述了多旋翼無人機的發展趨勢。
引言
自多旋翼飛行器的誕生至今已有百年之久，但科研人員在多旋翼飛行器上的探索卻沒有停止。近年以來，在技術、材料和制造等方面的極速發展態勢下，多旋翼無人機在民用領域和軍用領域應用逐漸廣泛，備受青睞。為適應行業發展的新需求，多旋翼無人機的結構設計也發生的諸多變化，不再是簡單地增加旋翼數量和擴大軸距，比如加裝籠式裝置既保護了無人機的旋翼又避免旋翼割傷損壞周圍的人員和物品；通過改裝使機體結構模塊化，方便更換任務載荷以適應多場景；設計專用消防無人機來彌補傳統消防器材的不足……總之，科技發展的促進和行業應用的倒逼將會促使無人機技術邁向更高的臺階。
多旋翼無人機的新設計
多旋翼無人機的形態設計已經多種多樣，但新的結構形式仍在不斷涌現。多旋翼無人機的新設計主要體現在無人機本身結構的設計，比如可折疊多旋翼無人機、全向多旋翼無人機等，也體現在無人機外部加裝結構的設計，比如帶機械臂多旋翼，還有多旋翼與固定翼的復合形態設計，比如垂直起降固定翼無人機、尾座式多旋翼無人機、升力翼多旋翼無人機，同樣還有異構設計，比如雙旋翼無人機、多棲多旋翼無人機。
1.1 籠式多旋翼無人機
為解決多旋翼無人機帶來的安全性問題，設計者研發了籠式多旋翼，將多旋翼放置于一個籠式結構中，即使無人機在飛行過程中發生失誤，由于有保護籠裝置，可以有效降低人身傷害或螺旋槳損壞的風險。
展開 四旋翼無人直升機論文
如圖1.1所示，旋翼1、3順時針旋轉，旋翼2、4逆時針旋轉，旋翼的扭矩會自動平衡。而傳統直升機必須加一個尾翼用來平衡旋翼扭矩，這個尾翼對向上的推力無幫助作用，浪費了能量。另外，由于四旋翼機的旋翼更小，轉速更高，因而其效率更高；小旋翼也可以減少旋翼碰撞周圍建筑物的概率，飛行更加安全。
圖1.1 四旋翼直升機飛行原理示意圖
1.2 四旋翼直升機工作原理
四旋翼直升機有4個控制輸入量，分別為四個旋翼的轉速；6個輸出量，
分別為飛機位置量（x、y、z）和姿態角(俯仰角?、橫滾角?、航向角?)。四旋翼直升機通過調節對角線上旋翼的轉速來改變姿態：圖1.1中，1、3旋翼的推力不同會改變四旋翼直升機的俯仰角，同時在機體X方向產生一個加速度。由于對稱性，在機體Y方向也會產生相似的作用。四旋翼直升機改變對角旋翼的轉速大小，同時往相反方向改變另外一對旋翼的轉速的大小，兩對旋翼間扭矩便不再平衡，從而航向角改變。
二、總體設計
2.1 設計目標
目前，國內外有很多四旋翼無人直升機模型的生產廠家，從購買渠道和方便維護考慮，選用的機體平臺是國產的華科爾UFO4型遙控四旋翼直升機（圖2.1）。直升機的主要參數見表
2.1
圖2.1 華科爾UFO4四旋翼無人直升機
表2.1 華科爾UFO4四旋翼無人直升機主要參數
機體參數
旋翼半徑
機體長/寬
驅動系統（電
機）
接收器 參數大小 198mm 470mm 1225 FE 4-in-1 機體參數 遙控器 陀螺儀 重量（含電池） 電池 參數大小 WK-0701 3D 225g 11.1V-Li
本文的主要內容是設計小型四旋翼飛行器的控制系統，實現小型四旋翼無人直升機在近地環境下的姿態控制。
展開 
從工業設計角度談多旋翼無人機的設計
4.1用途
近年來隨著多旋翼無人機技術的高速的發展，應用場景越來越多的，在軍事方面，多旋翼無人機分為偵察機和靶機，偵察機用于完成戰場偵察和監視、定位校射、毀傷評估、電子戰等；民用方面，如邊境巡邏，物流運輸，航空攝影，航空探礦，災情監視，交通巡邏等；
在工業設計上，需要考慮的是多旋翼無人機具體的應用場景，融合行業應用的特點進行設計。
4.2功能
功能是多旋翼無人機與用戶之間的基本關系，用戶在使用多旋翼無人機時，從產品的功能中獲得滿足。多旋翼無人機的功能設計體現了產品的實用性原則。在合乎實用性設計原則之上，再考慮多旋翼無人機的創新與藝術性原則，功能即是無人機工業設計的核心點。
4.3結構
對于多旋翼無人機結構常見的有有四旋翼，六旋翼，八旋翼等，無論多旋翼無人機尺寸大小，都基本包括：中心板，機臂，飛控，電調，接收機，高度計，數傳電臺，GPS，IMU，升力裝置和動力裝置等。對于行業應用的多旋翼一般還配有，云臺，圖傳，避障裝置，VR設備，任務載荷等。多旋翼無人機的結構關乎產品功能需求。設計需要根據是產品定位和市場為導向。
4.4形式
形式美是構成多旋翼無人機的外部材料的自然屬性，以及它們的組合規律所呈現出的獨特的審美特性。無人機的產品美是無人機與形式高度統一的復合體。視覺是用戶認知無人機最直接手段，多旋翼無人機的外觀在依附于功能和性能，在滿足功能和性能的前提下，好的工業設計設計能刺激客戶購買欲望。
展開 風干擾下傾轉旋翼飛行器直升機模態預設性能跟蹤控制
關鍵詞
傾轉旋翼機；非線性系統；干擾觀測器；預設性能；神經網絡；跟蹤控制
1 引 言
傾轉旋翼機具有高速飛行、起降不受地形約束等能力，兼具固定翼飛機與直升機的優點
［1］。基于傾轉旋翼機表現出來的優異性能，針對傾轉旋翼機控制問題的研究開始引起國內外研究者的密切關注。
傾轉旋翼機雖然各方面性能突出，但是其結構繁雜，在飛行時機體各構件的相互干擾十分強烈，如雙旋翼的誘導速度干擾、旋翼尾流對機翼的下洗作用等
［2］，所以整個系統的空氣動力學特性求解十分困難。不僅如此，系統還會受到外部風干擾以及系統不確定性的影響，這些都增加了系統建模的難度。傾轉旋翼機還是一個多體、高度耦合、欠驅動的機械系統
［3］。
如何實現對期望信號的快速準確跟蹤也是一個具有挑戰性的問題。在現有的控制技術中，基于系統辨識的控制方法、智能算法（如人工神經網絡）等都可以滿足傾轉旋翼機一定的性能要求
［4］。比如，文獻［
5］提出了一種基于增益調度的多模型方法，針對傾轉旋翼機進行控制器設計；為了消除對模型的精確要求，文獻［
6］提出了一種自適應非線性分層控制器框架，實現了位置系統和姿態系統的控制；文獻［
7］采用非線性模型預測控制實現了傾轉旋翼機自轉和前飛的控制，設計約束和成本函數提高非線性優化的可靠性。但當系統出現大幅度不確定變化以及外部干擾時，這些方法無法保證系統的動態特性，也很難實現對系統的穩定控制。
由于傾轉旋翼機會受到諸如陣風之類的復雜干擾影響，所以為了提高系統的抗干擾能力與動態飛行品質，需要設計干擾觀測器來補償干擾。干擾觀測器的應用十分廣泛。例如，針對萬向節系統中存在的多重干擾問題，文獻［
8］提出了一種基于精細擾動觀測器的速度跟蹤控制器，用于處理多個擾動并提高跟蹤性能。
展開 多旋翼無人機的振動實驗和仿真分析
摘 要：
對多旋翼無人機的結構振動問題進行了設計研究。在小型多旋翼無人機上，激光振動儀驗證了加速度傳感器測量振動的可靠性，發現圓形碳纖維臂具有較強的阻尼能力，z軸方向振動最強。實驗表明，多旋翼無人機臂的主要振動為300 Hz以下的低頻振動，主要產生扭轉和彎曲模態。該研究還提出了一種抑制多旋翼無人機振動的改進策略。
關鍵詞：多旋翼無人機;結構振動;低頻;扭轉模態;彎曲模態;
現在無人機系統正朝著提高無人機自主能力方向發展，主要集中在提高其智能化水平上，如環境感知[1]、規劃[2,3]和控制[4]等，但是對于無人機結構本身關注的不太多。作為下一代新型交通工具的候選者，多旋翼無人機的安全性和乘坐舒適性無疑是至關重要的，因此，對無人機振動帶來結構性損壞以及噪聲影響也應該得到更加廣泛關注。
文獻[5]對微型四旋翼飛行器氣動和振動特性進行了分析，探討了螺旋槳對振動的影響。文獻[6]提出了一種自動風險評估的通用方法，為復雜環境下空中作戰風險評估提供了一個模塊化的、數據驅動的框架。還有很多學者通過研究無人機局部振動信息來提升穩定性，如文獻[7]通過對小型多旋翼無人機結構振動分析得到敏感的電子設備安裝位置，文獻[8]設計了一款抗振模塊來保護敏感電子設備。文獻[9]研究電機振動與無人機穩定性的關系，防止在飛行過程中無人機電機振動過大而對無人機造成更大的損害。也有很多文獻研究無人機整體振動的影響，如文獻[10]利用風洞對多旋翼無人機進行實驗，確定力和力矩以及電功率與風速、旋翼速度和飛行器姿態的函數關系。
本文基于已有的數據，通過仿真和實驗獲取小型多旋翼無人機振動模態基礎上，使用相同的方法，利用計算機輔助設計工具設計載人無人機，通過仿真和實驗數據，獲取載人無人機主要位置的振動模態數據，該數據也有對后續對無人機減振改進提供實驗數據。
展開 萊昂納多公布升級版“英雄”無人旋翼機
據美國航空周刊及空間技術網站2019年2月25日報道，萊昂納多集團近日在意大利比薩的工廠內公開了一型在“英雄”無人旋翼機基礎上改進的200千克級無人機。萊昂納多的該工廠于上月投入使用，用于支持無人旋翼機研發工作。
“英雄”無人旋翼機原本由意大利Ingegneria Dei Sistemi公司和阿古斯塔·韋斯特蘭公司于2006年共同成立的合資企業SistemiDinamici開發，該合資公司后來于2016年12月被萊昂納多集團收購。
萊昂納多200公斤級無人旋翼機的生產型——新版“英雄”采用了多項技術升級。
據萊昂納多集團稱，新版的“英雄”無人旋翼機對機體和氣動布局進行了優化，并使用了新的燃油系統、復合材料尾槳驅動軸和液冷轉子發動機。該機于2018年12月在內圖諾（Nettuno）實現首飛，但公司直到今年2月14日才公布了更多細節。
新版“英雄”設計同時用于軍用防務和民用安防任務，能夠攜帶包括光電攝像頭、合成孔徑雷達、電子支援設備（ESM）在內的一系列任務載荷。第二架新版“英雄”無人機將于未來幾個月內完成建造并投入飛行試驗，公司計劃于2019年年底前完成該機在意大利的軍用認證。
萊昂納多集團CEO亞歷山德羅·普羅富莫稱：“無人系統是集團未來增長戰略的支柱之一，我們計劃成為該領域的市場領軍者。”此外，公司還表示該機將用于支持歐洲的“歐洲海上感知技術開放性合作2020”（OCEAN 2020）項目，驗證無人系統在海上任務中的應用。
展開 直升機旋翼的轉速到底變不變？事實可能與你想的不一樣
摘要
我知道點進本文的讀者首先肯定想得到的是一個明確的答案，所以我覺得我最好還是先簡要概述一下題目中這個問題的答案好了：
從理論上來說，常規直升機旋翼的轉速是不變的，但是從實際飛行來說，旋翼的轉速會在一個非常小的幅度內變化，因而從理論上可以假設其不變。
不過這里所說的是常規直升機，如果研究的對象是一些復合構型的新型直升機，或者高速構型的直升機或者旋翼飛行器，其旋翼的轉速就不再是不變的了，關于這一點，讀者可以從正文中得到更多的詳細信息。
# 為什么理論上直升機旋翼轉速為什么不變？
這個問題看似簡單，實則上是一個涉及到多個學科的復雜問題。
展開 基于3d打印結構拓撲優化的四旋翼無人機
對于目前的小型四旋翼飛行器機架結構，由于小型多旋翼無人機對結構的設計要求并不高，因此在設計過程中一方面并未廣泛引入拓撲優化方式對機架進行結構優化，另一方面幾乎不存在利用增材制造方式對優化后的結構進行加工。
但隨著小型旋翼無人機研究及商業化進程的推進，其結構的性能、成本及制造必定逐漸受到人們的關注。通過拓撲優化對無人機機架結構進行優化設計，采用增材制造將拓撲優化后的設計方案轉化為實際產品，將拓撲優化與3D打印技術結合的思路對于多旋翼無人機的設計與制造有著重要的意義。
（三）本文研究內容及目的
本文針對多旋翼無人機機架結構進行分析與設計，首先對典型的結構進行了分析，確定其載荷、工況、約束條件和允許的最大位移；然后通過商用軟件Inspire和ANSYS對四旋翼無人機有限元模型進行拓撲優化設計，驗證其靜強度、剛度是否滿足設計要求；最后對優化后的無人機機架進行3D打印工藝，實現3D打印整體成形最優結構的驗證。
二、無人機配置及優化工況
（一）機架材質及構型選擇
1、機架材質選擇
基于設計需求，對市面上的四旋翼無人機機架進行了調研，并按材質進行了分類。
展開 意大利航空工業聚力下一代傾轉旋翼機發展
同時，傾轉旋翼機的特點導致機翼末端質量集中，使得設計一種輕質且具有足夠剛度的機翼構型成為了研發過程中最大的挑戰。
而且，聯合企業最初與萊昂納多簽訂的合同只包括機翼本體，但后續增加了控制舵面設計的工作份額，這也使整個系統的復雜度額外增加。NGCTR在每個機翼上各有兩個控制舵面：一個典型的副襟翼提供額外的升力和控制能力；一個可轉動表面，在垂直起飛時旋轉89度接近垂直，以減小旋翼下洗氣流被機翼阻擋的程度，進而減小整機對動力的需求。隨著傾轉旋翼機過渡到固定翼飛行模式，該舵面就會回至水平位置。
該項目另外一個技術難度在氣彈不穩定性。NGCTR的翼展雖然與萊昂納多公司正在研發的AW609傾轉旋翼機基本一致，但弦長翻倍，達到了1.9米。故需要盡可能降低任何固有的氣彈不穩定如顫振，而不是通過控制機翼舵面來抵消。“目前的設計狀態不會有顫振問題，但我們也要分析其他氣彈現象，為初步設計評審做好準備”Palma總師提到。
除了在機翼工作包外增加的控制舵面設計內容，聯合企業還承擔了潔凈天空2項目下的更多研究任務。包括旨在研究葉型特征的機翼風洞試驗，非“膀胱狀”結構的燃油存儲系統構型研究，以及那不勒斯大學和CIRA研究所開展的旋翼內外部噪聲機理研究。此項研究將基于一架測試改裝的AW609展開，作為復雜噪聲優化過程的開端，所得結果擬用來提升最終機翼設計的噪聲性能。
圖 萊昂納多公司研發中的AW609傾轉旋翼機
對聯合企業及其背后的眾多公司而言，雖然NGTCR的定位是技術驗證機，技術成熟度只能達到6，但如果萊昂納多公司最終決定要基于驗針機得到的技術儲備研發量產型號，則前期的深度參與就會使其在各方面處于有利地位。當下的聚力投入，就是給未來一個占據市場和技術的機會。
作者：余健雄
來源：兩機動力控制
展開 
直升機旋翼的動力學奧妙
一般它必須帶一個尾槳負責抵消旋翼產生的反轉矩。例如，歐洲直升機公司制造的EC-135直升機。圖2就是一個帶尾槳的單旋翼直升機圖片。
圖2 外掛式尾部旋翼（尾槳）
但是，也有單旋翼直升機無尾槳的情況，這時它的機身尾部側面有空氣排出管道，用噴氣的反作用力來抵消旋翼產生的反轉矩。例如，美國麥道直升機公司生產的MD520N直升機。“旋翼產生的反轉矩”將是本文的討論的重點。
02
雙旋翼直升機
雙旋翼直升機具有兩個旋翼。兩個旋翼的排列有如下三個情況：
縱列式：兩個旋翼前后縱向排列，旋轉方向相反。例如，美國波音公司制造的CH-47“支努干”運輸直升機。
橫列式：兩個旋翼左右橫向排列，旋翼軸間隔較遠，旋轉方向相反。比如，前蘇聯的Mi-12直升機。
共軸式：兩個旋翼上下排列，在同一個轉軸線上，互成反向旋轉。例如，前蘇聯的卡-50武裝直升機。（請見圖7的共軸式雙旋翼直升機圖片）
03
四旋翼直升機
圖3是中國研制的四旋翼無人直升機。四個旋翼分為兩對，分別以正螺旋和反螺旋方向旋轉。
圖3 四旋翼無人直升機（中國制造）
04
葉片數量
葉片數量往往與載重量大小相關，常見有2，3，4，8 個葉片。例如米-8直升機有4個葉片；米-28有5個葉片；米-26直升機的旋翼有8個葉片，尾槳有5個葉片。2008年5月26日，一架紅色米-26直升機吊裝了一臺重約13.2噸的重型挖掘機，前往唐家山堰塞湖壩體。圖4為執行該項任務的米-26直升機照片。
圖4 “米-26”直升機
05
傾轉式旋翼飛機
美國V-22魚鷹直升機就是傾轉式旋翼飛機（參見圖5），它兼有直升機和飛機的共同優點。當旋翼的轉軸豎直時，旋翼產生升力。
展開 多旋翼無人機在工程方量測繪中的應用
無人機(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)，是一種有動力、可控制、能攜帶多種設備、執行多種任務，并能重復使用的無人駕駛航空平臺。無人機遙感傳感器技術、遙測遙控技術、通信技術、POS定位定姿技術、GPS差分定位技術和遙感應用技術，具有自動化、智能化、專業化的特點，具有快速獲取國土、資源、環境、事件等空間遙感信息，并進行實時處理、建模和分析的先進新興航空遙感技術解決方案[1]。
相對于載人飛機和固定翼無人機航空攝影測量而言，多旋翼無人機更加機動靈活，具有飛行可靠性高、安全性高、效率高、起飛和著陸場地要求低、操作簡便、影像分辨率更高等特點，在天氣晴朗、風力較小(5級以下)的情況下，可獲得精度更高的航攝數據，是小范圍航空攝影的發展重要趨勢。
2 多旋翼無人機測繪原理
2.1飛控平臺
多旋翼無人機作為一種微型飛行器，在飛行過程中不僅易受由身物理特性(空氣動力特性、重力特性、陀螺效應和旋翼慣量矩等)限制的影響，還很容易受到氣流等外部環境的干擾。因此，飛行控制技術對保證無人機穩定性、安全性至關重要。多旋翼無人機的飛行控制系統包括三大部分：姿態控制、位置控制和高度控制。姿態控制通過由陀螺儀、加速度計、磁強計輸出的角速度、加速度、磁強信息融合得到的姿態估計而獲取反饋信息，并對反饋信息進行計算輸出三個姿態控制參量，這三個控制參量與最終的轉速分配，直接影響著電機轉數，進而完成無人機位置、姿態和速度的控制，通過GPS與光流傳感器獲取位置信息、速度信息，進而實現無人機的位置控制。高度控制包括對無人機高度和爬升速度的控制，其通過GPS、超聲測距傳感器、加速度計、氣壓計數據進行融合得到的數據獲取高度反饋信息，通過高度反饋信息計算相應的控制參量，將其輸入到轉速分配中，通過改變旋翼轉速實現對高度的控制[2]。
展開 旋翼式火星無人機技術發展綜述
1 旋翼式火星無人機的研究進展
目前，在火星旋翼式無人機的研究中，美國學者對旋翼式火星無人機的垂直起降特性(Vertical take-off and landing, VTOL)[14]與無人機的可行性進行了深入研究，而歐洲學者則對無人機的高分辨率影像獲取、火星巖石樣本采集、高風險的探測任務執行等功能進行了大量研究。下文整理了各科研機構在旋翼式火星無人機技術方面的研究成果。
1.1 美國埃姆斯研究中心
2001年，美國埃姆斯研究中心論證了利用旋翼式無人機VTOL特性探測崎嶇的火星表面的可行性，研究了無人機輕質結構、新型動力系統、自主飛行等關鍵技術，并預測了質量10-50 kg無人機的旋翼轉速、飛行效率和工作時間[15]。2002年，埃姆斯研究中心基于四槳葉獨立轉子在模擬火星密度環境中的實驗結果，分析并優化了無人機旋翼的翼型結構、弦長和翼展參數，提升了旋翼在低雷諾數條件下的空氣動力學性能，并研制了TAMS系列共軸旋翼式無人機[16]。2005年，埃姆斯研究中心研究了最大飛行范圍為500 km、最大總質量為2500 kg的一系列無人機的可行性，最終認為研制一種由火星漫游車釋放用于協助火星漫游車完成探測任務的小型旋翼式無人機具有更大的意義，并預測無人機飛行的雷諾數小于8×105，馬赫數小于0.7[17]。
展開 無人機航測是選擇固定翼還是多旋翼？
無人機測繪通過無人機低空攝影獲取高清晰影像數據生成三維點云與模型，實現地理信息的快速獲取。效率高，成本低，數據準確，操作靈活，可以滿足測繪行業的不同需求。大大地節省了測繪人員野外測繪的工作量，取得了巨大的社會和經濟效益。
航測無人機
有的也叫做RTK無人機。
相較于航拍無人機，具有以下四個特點：
1、 快速航測反應能力
2、突出的時效性和性價比
3、監控區域受限制小
4、地表數據快速獲取和建模能力
首先明確無人機分為兩大類：固定翼和多旋翼
今天我們來了解下固定翼與多旋翼無人機的區別，在航測工作中如何選擇合適的無人機來進行作業。
多旋翼無人機
多旋翼無人機的優點：操作簡單，輕便，造價相對低廉，可以定點懸停
多旋翼適合航拍、環境監測、偵查、建筑建模、特殊物體運輸等小區域應用
多旋翼無人機的特點是它可以懸停，垂直升降對起飛場地要求低，但速度比較慢，續航時間段，所以在很多環境復雜，范圍不大的區域比較適合，比如：航拍，監控，偵查，建筑建模等。操作簡單，經過簡單的培訓就可以操作。
市面上像大疆，零度等消費級的無人機都是旋翼無人機。通常旋翼無人機續航時間都在20分鐘左右，載重基本就是個微單相機了。
而工業級旋翼無人機，有的最高載重在7KG，續航能達到40分鐘，相比普通消費級旋翼，也是大大提升了作業效率與適應力，在城區、礦區、災害應急等涉及區域不大的測繪有著不俗的表現。
固定翼無人機
固定翼無人機優點：續航時間長，抗風性能好，拍攝面積廣。
固定翼適合航測、區域監控、管道巡線、應急通訊等
固定翼無人機在飛行原理上與飛機類似，靠螺旋槳或者渦輪發動機產生的推力作為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。固定翼無人機必須要有一定的無空氣的相對速度才會有升力來飛行。
展開 