《湄公河行動》的無人機,是如何解決單旋翼飛行器自轉問題的?

2020-12-08 EDN電子設計技術

大家對《湄公河行動》中二郎用的無人機一定印象深刻吧，一方面因為其擁有快速測繪目標區域建築群，屏蔽對講機信號的「特異功能」，另一方面則是因為他飛的一這款，市場上並不常見。sWRednc

有網友質疑二郎的無人機下面機身是圓柱體，只有一個單旋翼螺旋槳，這種單旋翼飛行器會產生自轉，根本無法穩定，要解決自轉的問題，要麼都有一個尾漿或者同軸雙翼來抵抗這種旋轉，現實中的無人飛行器靠四旋翼甚至更多的旋翼來調節。單旋翼是不可能的，機身在自轉，你沒法穩定攝像。而且也沒有見到現實中存在的圓形的活動的光電探頭。sWRednc

那麼現實中到底有沒有二郎這款無人機的原型呢？其原理是什麼樣的呢？sWRednc

知乎用戶窩工苦逼狗認為二郎用的無人機原理參考共軸雙槳，實例參考sprite。sWRednc

大概就是上下兩個轉向相反的槳來平衡力矩，單電機利用機械結構傳動。sWRednc

姿態控制靠循環螺距，利用十字盤等機械結構控制螺距。sWRednc

優點是便攜，效率相對較高（相比傳統多旋翼）。缺點是機械結構複雜，需要維護和調試，相比多旋翼穩定性較差，尤其是攝像頭在最底部，力臂較長。另外控制螺距需要最少三個舵機，飛控相比多旋翼一點也不簡單，舵機和機械結構非常佔空間，為了可靠性成本也會很高。sWRednc

至於電池和多頻段幹擾，對於軍用技術來說應該不是很難的事情，畢竟是不計成本的。sWRednc

所以說這種飛機是可實現的，只是目前來說相比多旋翼，還是選擇多旋翼比較好。sWRednc

知乎用戶無尺之途表示他也注意到湄公河行動裡那個綠色水壺一樣的無人機，印象很深刻。並找到視頻截了幾張圖片給各位補上：sWRednc

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可以從機身兩側伸出天線進行信號幹擾屏蔽，這個比較黑科技sWRednc

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通過這個特寫可以明顯看到雲臺和攝像頭位於機身的正下方sWRednc

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目測飛行高度最高也就300-500米，在市區上空監控偵查足夠用了sWRednc

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值得注意的是這種立式造型的無人機確實非常罕見，通過這幾個畫面目測判斷好像是單軸單旋翼，但真正的無人機應該不會這麼設計因為單旋翼無法解決自旋問題，片子裡的無人機應該說是一種虛構想像中的存在，但在現實中並不是沒有原型，應該是參考了以下幾個無人機的設計。sWRednc

去年有個在國外網站Kicksarter上眾籌的竹蜻蜓式無人機叫Sprite，採用單軸雙旋翼設計可以抵消自旋轉（像著名的卡52武裝直升機就是單軸雙旋翼），但後來貌似就沒有然後了，像Lily一樣跳票就不了了之的TJ了，應該是單軸雙旋翼的結構太過於複雜，動力效率，續航和製造成本都有很大問題。sWRednc

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不過國內有家叫博瑞雲飛的公司好像做的都是這種便攜的立式無人機，不同的是在立式機身的基礎上做成了目前主流小型無人機採用的多軸旋翼解決方案，而且機臂一樣可以摺疊。sWRednc

工業級的無人機叫雲將X-airman，從網上曝光的圖片看湄公河行動裡的立式綠色機身應該直接參考了這版雲將的設計，遠看幾乎一毛一樣。只是單軸的旋翼方式又借鑑了Sprite，不過把Sprite的雙旋翼改成了單旋翼。這個軍警版雲將的四軸旋翼應該飛行更穩定一些sWRednc

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雲將的另一個黑色版本，這版看起來是三軸摺疊旋翼，採用了可摺疊槳葉和可掛載的多軸機械雲臺sWRednc

消費民用級別的叫雲童AIRoboy，就像個礦泉水瓶那麼大，是摺疊四旋翼的設計，色彩比較鮮豔sWRednc

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以上幾款外觀非常相似有可能電影中借鑑了外觀的原型。但把無人機做成立式難度相當大有很多技術難題難解決，不是一般公司做得出來的，當然跟電影中軍用級別肯定還有差距，拿消費級和軍用級對比本來就不公平，不過工業級的是可以接近軍用標準的。sWRednc

從動力結構上看，立式機身除了單軸旋翼，多軸旋翼，理論上還有其他方式，比如像火箭一樣的垂直燃料助推，像噴氣式飛機一樣的垂直起降方案，或者磁懸浮等，當然這些就更科幻了短時間內還很難實現，從目前的技術看多軸旋翼是用在小型無人機上成本最低效率最高且最成熟可靠的一種解決方案。sWRednc

從大疆最新推出的御Mavic Pro也可以看出現在消費級航拍無人機小型化也是趨勢，而且會越來越智能，在關鍵性能上也不會差太多，不過立式還是趴式機身就見仁見智了，各有優勢sWRednc

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可以想像除了消費領域的民用市場，在未來的軍工領域和行業應用中，這種便攜可摺疊的輕小型無人機也有很大想像空間，也許湄公河行動裡這種無人機將成為警用或未來戰場上偵察兵標配的單兵裝備了。sWRednc

總結

把無人機做成立式難度相當大有很多技術難題難解決，不是一般公司做得出來的，當然跟電影中軍用級別肯定還有差距，拿消費級和軍用級對比本來就不公平，不過工業級的是可以接近軍用標準的。sWRednc

從動力結構上看，立式機身除了單軸旋翼，多軸旋翼，理論上還有其他方式，比如像火箭一樣的垂直燃料助推，像噴氣式飛機一樣的垂直起降方案，或者磁懸浮等，當然這些就更科幻了短時間內還很難實現，從目前的技術看多軸旋翼是用在小型無人機上成本最低效率最高且最成熟可靠的一種解決方案。sWRednc

現在消費級航拍無人機小型化是必然的趨勢，而且會越來越智能，在關鍵性能上也不會差太多，不過立式還是趴式機身就見仁見智了，各有優勢。sWRednc

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