​10年大变样！纯电动的无人机，是怎么慢慢治好续航焦虑的？

      手机、笔记本、新能源汽车……各种用锂电池驱动的纯电设备，都绕不开续航问题，电动的无人机更是如此。

      与地面上的设备不同，无人机不能靠“堆料”来延长续航，因为单纯加电池会导致重量增加，进而让耗电量大增。例如一型八旋翼无人机，装2组电池与装4组电池，续航是一样的。

      但是，最近两年，飞手们普遍感觉到“续航焦虑”不明显了，许多已经不再关心续航。像世面上的主流航拍无人机，最大续航已经从几年前的20分钟出头提高到了30分钟左右，而大疆新一代的Mavic3和Mini3 Pro甚至能飞超过45分钟。这让“老司机”可以一口气拍出更多镜头，也让“萌新”可以慢慢摸索角度，同时也留下了更充裕的备用返航电量。

      这也让一起出游的同行者们态度改变。几年前飞无人机时，别人会问“这么快就没电了？再拍下行吗？”而现在，则可能是抱怨——“晒死了，你一定要把它飞没电吗？”

      在设施巡检、安防、测绘等行业的运用中，电动无人机续航提高带来的改变更大。以往很多单位不得不采购昂贵的油动无人机，现在用“小四轴”就解决了问题，省钱而且更方便。

      那么，电动无人机的“续航”焦虑是怎么治好的呢？业内人士认为，这是多个方面共同作用的结果，是“多点量变堆叠导致的质变”。

      跟多年来都按“摩尔定律”（同样价格下，性能每隔18至24个月提升一倍）进步的CPU相比，锂电池的性能几乎是原地踏步。但是从业者们普遍认为，锂电池的进步幅度也是不可忽视的。

      一名不愿透露姓名的初创企业研发人员说，以前无人机都是用4.2v的电池，最近几年动力电池技术突破，普遍使用容量更高的4.35v的高压电池。

      北航无人系统研究院工程师杨炯也表示，锂电池没有本质的变化，但是在稳步提升。正常价格的动力电池，10年前能量密度在150Wh/kg左右，5年前提升到约180Wh/kg，今年则普遍达到200到210Wh/kg，甚至更高。这个提升的幅度不快，但是10年也提升了30到40%。

      无人机续航提高，也与螺旋桨、电机、电调等部件的优化有关，一项项的优化，使能量的利用效率更高。

      杨炯说，多旋翼无人机对电机和动力系统特别敏感，这些方面的进步，对续航的提高有很大影响。

       电机的进步是一方面原因。电机的动力越来越强，进而可以驱动更大尺寸的螺旋桨。而多旋翼的动力系统的效率与螺旋桨的尺寸成正比，简而言之，飞机越轻、螺旋桨越大，气动的效率就越高。另外，如今电机也选用直径大、厚度薄的“扁电机”，其扭距大拉力小。这种电机工艺更复杂、但是效率也更高。

      另一位业内人士还提到，现在的无人机动力匹配更好了，电调与FOC（磁场导向控制）技术的匹配也更好了，这都降低了能耗。

      杨炯说，螺旋桨的进步也带来很大影响。以前的螺旋工艺水平比较差，有塑料的、有碳板层压出来的实心螺旋桨，完全没有截面形状可言，所以效率比较低。而现在设计无人机都会选用高品质的螺旋桨，有精心设计的截面形状，这对提升效率有重大影响。

      而在此前，大疆曾官方揭秘Mavic 3续航为何能提升到 46 分钟，其中还提到，外观设计的改变也提升了气动效率。据称，螺旋桨的气流也会冲击到无人机上，形成飞行的阻力。而Mavic 3的机臂、机身和云台外形经过气动优化设计，使风阻变小，进而将飞行功耗降到最低。

      几位从业者也都提到，无人机续航提高，减重是非常重要一方面的原因。那位不愿意透露姓名的从业者说，全世界的航空工程师都像那句名言所说的一样，“为减轻每一克重量而奋斗”。

      他说，如今的无人机的结构都优化了，比如云台和相机等都做得更加轻小，所以使用同样的工程塑料，机身的重量也都变轻了。

      而大疆在官方揭秘中也曾提到，重量是影响续航的重要因素，而Mavic 3机臂采用独特的碳纤维增强型材料，变轻的同时，强度和刚度反而更高。这使其有了更高强度的机身，且材料重量和占用体积显著降低，留出了更多空间容纳电池、提升容量，从而提高续航。

      总之，这些年来，无人机的电池能量密度提升、动力系统能耗降低、重量下降……单项的进步并不算颠覆性，但在这诸多因素的共同作用下，使得整架无人机的续航有了巨大的飞跃。

       随着无人机的推广，无人机执行任务的多样化，无人机不再是人们口中的玩具，它在逐渐合法化、细致化的管理，对于黑飞国家机关出具了相关法律法规明令禁止和抵制黑飞，并公示了惩治办法，为了能合法飞行还是尽早考取执照，不久的将来无人机会成为日常生活中必不可少的，无人机任务的多样化，大大减轻了人力，使我们的工作和生活更加的便捷。希望大家飞行时要注意安全。咨询电话：13066543453