系留旋翼无人机的技术难点有哪些

系留旋翼无人机几个技术难点：

　　1. 驱动电机的功率重量比。

　　功率重量比是指电机输出功率与电机本身重量的比值，单位为kW/kg。根据旋翼机升力/功率比的经验值，每千瓦功率产生的升力约为5-10kg，如果电机的功率重量比小于1kW/kg，系统设计难度较大。

　　这里强调一下，电机功率是指额定功率，而不是最大功率;电机的重量包括电机、电气调节器和其正常运行的冷却设备。系绳转子必须长时间连续工作。与多旋翼无人机可以短时间间歇性工作不同，驱动电机是动力的核心部件，必须在额定功率范围内工作。

　　2. 高压供电系统。

　　系留旋翼无人机与多旋翼无人机最大的区别在于供电方式的不同。从地面到空中系绳转子平台的电源必须经过一定的传输距离。采用高压供电方式，可以减小传输电流，从而减小功率损耗，减小传输导体的截面积，减轻电源线的重量。

　　高压电源不是电压越高，而是应根据实际系统要求综合考虑。一种方式是传动电压可以直接匹配高压电机，不需要转换电压直接驱动电机，因此结构比较简单。但是，这种高压电机的设计受到大功率高压控制装置对电机电气调节的限制，特别是在成本上。另一种方法是设计平台上用于降压的开关电源，由现有的多转子低压电机驱动;但开关电源也有功率重量比的要求和大功率高压控制装置的约束，这也要付出一定的代价。

　　3.系泊。

　　系留电缆除了传输电源外，还采用光纤设计，传输平台上电子设备的光电信号，是一种电/信号复合电缆。

　　为了减轻机载设备的重量，平台载电子设备一般将天线、发射机以外的设备放置在地面上，并通过系绳光纤保证平台与地面设备之间的电子信号连接。这样可以节省平台升力，增加升力高度，提高升力增益。

　　系留缆绳本身的重量也需要减少。目前可采用合金铝材料作为电力导体，比铜线轻得多。

　　4. 飞行控制功能。

　　系留旋翼平台主要用于定点盘旋，没有太多复杂的飞行动作。这看起来比多旋翼飞行控制更简单，但事实并非如此。系泊转子的飞行控制需要充分考虑系泊索对其飞行的影响，特别是在各种风场条件下，系泊索随风的摆动会导致平台失去控制。

　　民用系绳旋翼无人机必须至少满足恒定6级和8级阵风的要求，才具有实际使用意义。在6~8级风场中，系泊线无固定运动规律。通过飞行控制对转子平台控制的鲁棒性来调整是非常困难的。

　　5. 旋翼平台气动设计。

　　考虑到系统的转子平台将在强风场中工作，平台的气动设计显得尤为重要。系统旋翼平台在风场中的悬停，实际上相当于该平台的飞机沿风向飞行。6~8级风速为10.8~20.7 m/s，相当于旋翼平台必须具备最大速度不小于75 km/h的能力。

　　垂直起降固定翼的气动设计在应用于系统转子时具有很大的优势。系留转子由地面提供动力，能量充足;两种动力系统在强风领域各有应用，垂直动力系统维持平台悬停姿态;水平动力系统使平台逆风飞行;固定翼型可为平台产生升力，减轻垂直动力系统的负担。