从极飞V40农业无人机看中国科技创新

今天,跟大家分享一下,极飞科技最新发布的 V 系列农业无人机,以及它背后的创新原理。V 系列,是极飞基于 7 年来在农业无人机领域经验积累的创新产品。它与传统农业无人机最大的不同之处,在于双旋翼结构和完全智能化的作业能力。最理想的植保无人机结构V 系列采用了结构非常简单的倾转双旋翼设计。这使得 V 系列在同等载重能力下,体积、重量、成本都可以有效降低。机臂和螺旋桨的双折叠结构,也让运输和使用更加方便。在 V 系列发布后,很多朋友问,为什么极飞要做双旋翼?回答很简单,因为双旋翼飞行器是最理想的植保无人机结构,而极飞在结构设计、材料科学,和飞行控制上的技术积累,已经足够驾驭双旋翼无人机。你可能会继续问,为什么双旋翼是农业无人机最理想的结构呢?这里就涉及到农业无人机作业原理了。目前的农业无人机主要有两大功能,也就是液体药肥的喷洒和固体颗粒的播撒。我们就拿喷洒农药和化肥来举例。在作业过程中,无人机在空中飞行,通过雾化装置,也就是喷头,将农药和肥料均匀地喷洒出来,散布在农田上空,与此同时,螺旋桨产生的下旋气流会带着这些药雾往下吹,让农药和肥料能够均匀地落在农作物上面。不仅如此,一部分气流还能翻动叶片,让药物能接触到到叶子的背面,甚至是下方的杂草上,起到对病虫草害的有效防治。这就意味着,喷头雾化的效果越均匀,螺旋桨气流能够覆盖的范围越宽,农业无人机的植保效果就越好。对抗内卷的结构创新极飞从 2014 年开始推出第一代农业无人机以来,一直采用四旋翼结构。原因是四旋翼无人机的结构强度、制造成本和飞行稳定性这三者比较平衡。加上极飞独创的智能离心雾化喷洒技术,和全自主飞行作业能力,让极飞农业无人机的效率和效果一直处于市场领先地位。但四旋翼也有它的缺点,那就是在飞行作业过程中,只有飞机后方的两个螺旋桨气流起到了携带药物的作用,前面两个螺旋桨的气流只用来保持飞机的飞行姿态。学过物理的朋友都知道,力的作用是相互的。也就是说,要让多重的飞机飞起来,螺旋桨就要产生多大的向下气流。拿极飞 P 系列农业无人机举例,它的满载起飞重量是 46 公斤,飞在空中,四个螺旋桨大约产生了 46 公斤的向下气流,标准作业高度下,这股气流所能覆盖的有效面积约为 4.5 米乘以 4.5 米。因为是前后对称的四旋翼布局,后方两个螺旋桨大约产生了 23 公斤的气流,它承担了 XP 无人机的喷洒任务,精准喷幅约为 4.5 米。也就是说,XP 无人机在飞行作业中,对气流的利用率只有 50%。其实经过 6 年的迭代,多旋翼无人机在性能和成本方面都做到了极致。也是在这 6 年里,农业无人机技术的发展出现了非常明显的内卷化,大家都在不断增加载重,增加螺旋桨,甚至增加喷头和水泵。试图通过这样简单的叠加,提升农业无人机的作业性能,导致的结果就是飞机越来越大,结构越来越复杂,而单位体积和成本带来的边际效率提升,却越来越低。按照这样的发展趋势,其实大家都能猜到下一代农业无人机的参数会如何变化了。其实,极飞的研发团队始终在思考,农业无人机在成本、效率和效果上,是否还能有新的突破?能不能通过控制算法的提升,来减少螺旋桨?能不能通过气流利用率的优化来减少喷头的数量?—— 答案就是它,V 系列农业无人机。那么它的技术到底创新在哪里呢?为什么 V 系列一发布,会引发农业无人机领域那么大的轰动呢?首先,V 系列采用了双旋翼结构。我们知道熟悉的四旋翼或者六旋翼飞行器,控制起来很简单,只要调整对应螺旋桨的转速,就能实现飞行姿态的调整。而双旋翼无人机的姿态控制,是通过调整旋翼倾斜的角度和螺旋桨速度实现的。

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