多旋翼植保载人飞行器急需突破电机瓶颈 斑斓航空
多旋翼载人飞行器以其结构简单、飞行稳定、操作简单、维护方便、无油渣污染等优点,在植保领域得到越来越多的应用。但植保作业要有效开展,遇到的瓶颈是载药量有限,迫切需要提高电机性能。
目前商用的航模电机一般用于多旋翼植保载人飞行器,存在很多问题:
一是小马拉大车,动力小。一台植保载人飞行器负载10 kg,起飞重量应该在35 kg左右,按照7KG/KW的实用效率比,至少要使用一台总功率为5KW的电机。而市售航模电机最大功率为300W,不考虑合成效率,4轴多旋翼最大总功率仅为1.2KW,远低于实际需求。电机功率小的后果是过载运行,电机过热,散热不当,会烧坏电机和电控。
二是电压低,电流过大。航模电机的工作电压一般为24V和48V。按总功率5KW,电压48V计算,电流可达104A。这么大的电流增加了线路的损耗,接触不良会发热过热,甚至燃烧着火。大电流还导致载人飞行器体内电磁环境恶化,大电流产生的电磁场会严重干扰飞控导航系统的正常工作,使载人飞行器失控。
第三,工作模式不匹配。一般航模电机的工作模式是间歇的,而载人飞行器植保工作是连续的。10 kg植保载人飞行器飞10分钟,落地,加药换电池后马上起飞,中间间歇时间不够电机冷却恢复正常状态。长时间运转会烧坏电机。
第四,承载负荷不对。多旋翼载人飞行器电机直接与桨叶连接,承受轴向力。但是,航模电机的轴承不是按照轴向力来设计的。长期使用后,电机轴承会严重磨损,导致举升效率下降,多轴举升不平衡。
为了彻底突破多旋翼植保载人飞行器的负载瓶颈,需要为其设计专用电机。最合理的方法是按照飞机270V DC电源的标准设计270V航空高压DC无刷电机。按照总功率5KW,电压270V计算,小电流时电流只有18.5A,多旋翼植保载人飞行器的整体性能会有很大提升。
当然,设计270V航空高压DC无刷电机并不容易,需要专业电机研发企业,尤其是航天电机研发企业的努力。

天津斑斓航空科技有限公司,成立于2016年,成立之初是做华为企业网业务的代理商,原名天津瑞鼎创展科技有限公司。2019年公司由九个怀有飞之梦想的人组成团队转型研发电动垂直起降飞行器,致力于自主研发电动垂直起降载人飞行器,为高效的低空出行提供解决方案。