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1 # 萊茵船長
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2 # 灰灰無人機
無人機加氫氣球,這個想法不錯,個人覺得要實際應用有點困難。無人機的特點在於其機動性和飛行速度快。不管是航拍攝影或者軍用等,都對其有較高的要求。
而氫氣球雖然滯空時間長,但是速度和機動性都相對較弱。它和無人機分別可以用於不同的場景需求。
如果想對無人機增加滯空時間,可以透過最佳化結構,減輕無人機的重量,比如採用碳纖維材料等。同時還可以增加電池的容量,對於軍用無人機可以增加油箱體容量。都可以增加無人機續航能力。
近年來,對於固定翼無人機有采用太陽能電池板的設計,有效利用太陽能,一定程度上可以讓無人機續航時間大大的增加。
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3 # 老鷹航空
第一呢,首先糾正一下無人機概念,看出題人的意思,似乎錯誤的將多旋翼無人機等價於所有無人機了,其實,無人機是一個很大的概念,而多旋翼無人機只是其中一個很小的分支而已,而且還是屬於技術水準比較低的消費級無人機之一。多旋翼無人機由於採用了氣動效率最低的螺旋槳垂直起降方式,配合目前的聚合物鋰電池技術(能量密度遠遠低於石化能源),實現飛行,但是飛行時間往往比較短,以20多分鐘居多,極少數能夠達到60分鐘。
第二,為了解決這一問題,出題人提出了工程設想——採用增加額外的氫氣球方式,這樣能夠有效降低多旋翼無人機的重量負擔,降低了螺旋槳旋轉時的電能消耗。但是,任何一種設想都要經過專業性的技術論證。氫氣球的安全性姑且不說吧,由於氫氣球產生的升力主要來自於空氣靜力學,加上氫氣密度比較小,為了能夠提供足夠的升力,這個氫氣球的體積就要足夠大,按1000g的多旋翼無人機起飛重量來計算,氫氣密度為0.0899g/L,空氣密度為1.225g/L,那麼就需要一個1000/(1.225-0.0899)=880L大小的氣球才可以提供足夠的升力,如果是500g的起飛重量,也需要440L體積的氣球,相當於近300個常見的1.5L可樂瓶大小。這已經是一個不可思議的數字了。
第三,按440L這樣的氣球體積來計算,我們假定都是一個標準的球體吧,且不考慮氣彈變形,根據球的體積公式V=4/3πr³,那麼半徑應該是0.47m,其標準截面積應該是π*0.47²=0.69㎡,我們假定阻力系數為0.5,飛行速度為10m/s,則此時氣球的阻力大致為0.5*1.225*10²*0.69*0.5=21(N),也就是說,對於500g起飛重量的多旋翼無人機,配置了這個氫氣球之後,其向前平飛時,大致需要額外增加21牛頓的阻力,也就是2kg的阻力,這樣的資料對比就可以發現,其實很得不償失了。估計依靠鋰電池提供的電能,前飛時間可能還不如沒加氣球的情況。
第四,配置了氣球之後,無人機的飛行穩定性就會差了很多,遇到突風擾動,很容易失穩,那麼大的氣球,飛控機即使做出了正確的響應,也無法糾正。
所以,透過這樣的簡單計算就可以發現,如果要採用氣球這樣的方式,那麼最好的使用方式就是懸停,且只是懸停。可是如果只是懸停,那麼要無人機幹嘛,還不如就是用一個氣球掛一個相機得了,對吧。
延長多旋翼無人機的飛行時間,源頭上還是在於提高電池的能量密度,電池技術突破了,這個問題才能得到真正的解決。
OK,關於問題就回答到這裡吧。
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4 # 凌志高飛
提問題者對無人機的概念、功能、作用存在認知上的偏差,因此對兩件事物的類比出現偏頗。
無人機的概念:無人機實際是一個飛行機器人,它可以在空中懸停,並且在導航系統及自動駕駛系統支援下可以按預先規劃好航線的進行自主飛行,同時機載功能裝置可以按預先設定的要求進行功能作業。
無人機的功能:搭載可見光裝置可以採集可見光影象影片資料; 搭載紅外光裝置可以探測目標的溫度差異; 搭載紫外光裝置可以探測電力裝置的異常放電; 搭載遙感裝置可以進行地理測繪; 搭載氣體採集儀可以分析氣體的成分和含量; 搭載氣象探測儀可以採集分析氣候環境資料; 搭載噴灑裝置可以對農作物就行噴灑農藥...等等等,這裡就不一一例舉了。
無人機的作用:飛行器的發明和應用使人類在空間這個緯度上了解、認知、改變世界。以前有人駕駛飛行器由於應用成本昂貴,運用範圍受到限制,現在隨著技術的發展,無駕駛飛行器的應用成本很低,因此得以廣泛運用於各個領域。
有人駕駛飛行器包括:飛機、直升機、航天航空飛行器; 無人駕駛飛行器包括:充氣飛行器(飛艇、熱氣球)、多旋翼無人機、直升機無人機、固定翼無人機。
在無人機應用技術完善之前,充氣飛行器(飛艇、熱氣球)有它的應用價值和意義,現在各類無人機的效能、功效、應用成本的優勢已經充分發揮,而充氣飛行器的機動性及可控性的劣勢使得它的運用價值不大了。
提問題者是以充氣飛行器長航時的優勢來PK多旋翼無人機短航時的劣勢,但固定翼無人機的長航時已經可以完全替代充氣飛行器。
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5 # 金牛客服外包
增加氫氣球也不是不可能
只因為研究無人機的廠家考慮到增加個氫氣球就會增加成本,不安全性。
拋開技術層面不說
操作,操控可能就會相對複雜。
氫氣球又很不穩定,易壞。
這就可能增加客戶的差評
所以為什要做費力不討好的事情呢。
另外增加飛行時間等等,這個又涉及到價效比
賣點等很多商業因素。
所以你可以考慮增加下試試!
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6 # 環球科技視界
近年來,越來越多的人關注到天空上無處不在的無人機所引發的各類安全問題。如果無人機添加了氫氣球一樣的裝置,會怎樣?
1、 橫向移動的時候就會成為很大的阻力無人機不僅僅是簡單的飛起來就可以的,更重要的是他的機動靈活的特點,加上氫氣球會增大飛機前進的阻力。雖然氫氣球的裝置是能耗低、續航力大、滯空時間長,但也隨之帶來了阻力大、速度慢、載荷小、機動性低、任務能力差、釋放和回收程式複雜等等諸多問題。
2、 氫氣球裝置不好控制,存在太多的不確定性氫氣球是改變密度來實現升降的,而無人機則有自己的動力裝置去實現控制。而且該裝置體積大,就更加了控制的難度。
3、 無人機隱蔽性差氫氣球的增加大大增加了無人機的體積,不適合進行快速有效的進行空中的任務,對航程與速度都會造成極大的影響。
無人機浮空利用空氣動力使之飛行,雖然不重,但是自身存在重量,飛行就需要持續消耗一定能量。那麼無人機加個氫氣球型的裝置(非球形),該裝置體積越大,對應浮力越大,為了抗浮空力,可額外增加電池,使續航能力大大提升,而且無人機自重保持比氫氣球浮力大點點,那麼無人機只用少量能量就能飛起來,因電池大了,無人機在空中的持續時間可以對比性的增加。
回覆列表
萊茵防務嘗試回答這一問題並分享觀點:
給無人機加裝比空氣輕的漂浮裝置的設想,其實基本就等同於滯空氣球了,解決的就是載荷平臺長時間留空執行探測、監視、偵察、資料收集等任務,目前在氣象監測、地理勘測等領域已有廣泛應用。
相比較以活塞、旋翼以及噴氣發動機等傳統氣動佈局的動力無人飛行器而言,雖然能耗低、續航力大、滯空時間長,但也隨之帶來了阻力大、速度慢、載荷小、機動性低、任務能力差、釋放和回收程式複雜等等諸多問題,同時從用於漂浮裝置的填充氣體——氫氣、氦氣和熱空氣來看,氫氣本身易燃;熱空氣則需要依賴飛行器攜帶的液化氣爐,存在增加了飛行器自重和安全隱患加大的問題;而氦氣則存在成本高昂的問題。
特別值得一提的是,這種漂浮飛行器明顯不適合執行對時效要求較高的飛行任務,如無法有效執行察打一體這類對快速反應、航程與速度以及任務載荷等因素依賴較高的軍事任務。特別是加裝了問題中提到的這種浮力裝置後,無人飛行器體積將顯著增加,對隱蔽性也極為不利。因此綜合而言實用性並不大。