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摘要：自2010年大疆精灵系列多旋翼无人机风靡大半个中国以来，多旋翼无人机受到了国内的极大关注，其优越的性能及简易的操作方式使爱好者们爱不释手。国内因此而掀起了一波无人机研发热潮，吸引了一大批学者专家以及创业者的目光，相继涌现了一大批无人机研发设计公司和单位。本文对多旋翼无人机近几年的发展进行了简单介绍，并列举部分具有代表性的多旋翼无人机产品，最后，本文对制约多旋翼无人机发展的主要因素进行了总结，并对今后多旋翼发展趋势进行概括。
关键词：多旋翼;无人机;发展趋势;制约因素
引言
多旋翼是一种可以垂直起降的飞机，发展历史最早可以追溯到上个世纪初，法国科学家Charles Richet尝试设计了世界上第一款多旋翼无人机，可惜的是由于当时技术限制，并没有成功。而后Charles Richet的学生Breguet兄弟Louis和Jacque在他的支持与鼓励下，设计制造了人类史上第一架有人驾驶的多旋翼飞机，遗憾的是无法对飞机进行有效地控制，该项目最终也以失败告终[1] 。之后多旋翼技术一直停滞不前，直到九十年代，多旋翼才再次出现在人们的视野中。
按应用领域划分，无人机可分为军用无人机、工业级无人机和消费级无人机，其中工业级和消费级均属于民用范畴。工业级无人机则更注重经济效益，对巡航速度和续航能力的要求相对较低，对专业技能要求高;消费级无人机主要用于航拍和娱乐，着重拍摄功能和可操作性。
1.消费级多旋翼无人机
2010年以来，全球范围内掀起了多旋翼无人机的研究热潮，我国的多旋翼无人机在产业化方面领先世界，大疆公司独占鳌头，占据70%的市场[2] 。大疆精灵系列无人机依靠其操纵简单、携带方便、性能可靠等优点，在航拍领域一枝独秀。之后，随着大疆在消费级无人机领域不断的技术积累，经典的御系列无人机应运而生，在各个方面比精灵无人机有过之而无不及。紧随大疆之后，零度智控、昊翔等多家无人机公司大力投入中小型多旋翼无人机的研发，其中零度智控Dobby、昊翔MANTIS Q等都是性能不错的消费级无人机。
随着人们对无人机应用场景的不断开拓，越来越多的地方开始出现无人机的场景，近年来相对比较火爆的就是无人机编队表演。随着RTK技术不断成熟并引入到无人机系统，消费级无人机不仅仅局限于航拍航测、赛事娱乐方面，零度智控别开新面，首次将多架消费级无人机通过RTK以及组网技术，进行编队飞行，按照预先设定的飞行航点，完成一系列的有序飞行动作，为人们带来了耳目一新的表演形式。大漠大、亿航、一飞智控等公司后发制人，在编队飞行表演领域逐渐追赶并超越。
2.纯电动工业级多旋翼无人机
消费级无人机领域由于大疆起步比较早，技术比较成熟，产品可靠，又有零度智控、昊翔等知名公司紧随其后，整个市场已几乎没有了小公司的立足之地。于是许多中小型公司将目光转移到了工业级多旋翼无人机上来。
第一批从事工业级的公司有很多，包括极飞科技、天途航空等公司，主要涉及领域主要包括植保、教学、测绘等领域。2007年成立至今，极飞科技凭借多年的技术积累，其自主研发的P系列植保机具有真正的全自主起飞作业、高精度定位、自主规划飞行航线的能力，成为了植保领域的领头羊。天途航空自2008年成立之初就致力于无人机培训教学，是全国首批获得可颁发AOPA证书的无人机教育机构之一，同时也是全国最具权威的无人机培训机构。其它中小型无人机公司不胜枚举。
3.纯油动工业级多旋翼无人机
纯电动无人机发展如火如荼，但是其有一个致命的缺陷，飞行时间特别短，难以满足客户的使用要求。锂电池技术正处于瓶颈期，短时间内不会有大幅度的技术提升，就意味着电动多旋翼这一致命缺陷无法解决。一些嗅觉敏锐的学者专家便将目光转移到油动多旋翼研发上来。
油动多旋翼领域成名比较早，影响力最为突出的莫过于沈阳壮龙无人机公司自主研发的大壮、小壮系列油动多旋翼。早在2014年，还是沈阳航空航天大学教师的姜文辉老师就带领着一批研究生投入到油动多旋翼无人机系统的研发中，潜心研究发动机在多旋翼领域的应用，2015年姜老师带领其研发团队成立沈阳壮龙无人机科技有限公司，之后其大壮、小壮系列纯油动多旋翼相机发布，在油动多旋翼领域独领风骚。
4.油电混合工业级多旋翼无人机
油动多旋翼虽然有航时长的特点，但是其结构的复杂程度也超乎想象，虽然有成功案例，但更多的是以技术不过关而失败告终。电动多旋翼结构简单操作方便，油动多旋翼续航时间长，在尝试油动多旋翼失败后，就有人设想能否将两种动力融合在一起，设计一款油电混合多旋翼無人机，由此，油电混合多旋翼开始进入人们的视野。2015年由德国人设计的一款Yeair油电混合多旋翼，由于其独特的技术革新，引发了一股油电混合热潮。Yeair的工作原理是先由发动机带动发电机发电，然后发电机给电动机供电，从而带动桨叶转动。这是一次新的技术革命，其工作原理给我们带来了很大的启发，于是乎在国内又引发了一次油电混合热潮。参照Yeair的设计理念以及工作原理，凭借雄厚的技术以及资金支持，中科灵动航空科技发布了灵动鹰系列油电混合多旋翼，续航时间可以达到4个小时，绝对是多旋翼领域中的佼佼者，续航能力足以碾压市场上95%以上的多旋翼无人机。
5.氢燃料电池工业级多旋翼无人机
在很多人追逐混动多旋翼、油动多旋翼的同时，也有人将目光集中在了新能源动力上，其中最容易实现的莫过于氢燃料电池。Horizon能源系统旗下的Horizon Unmanned Systems公司推出了采用全新驱动方式的四翼无人机Hycopter[3] ，采用氢燃料电池动力的多旋翼无人机，创造了超过四小时的飞行续航记录，续航能力超过市面上的普通多旋翼无人机的8-10倍。继Hycopter之后，国内一些新能源公司，开始利用雄厚的技术储备来进军无人机行业。2015年10月，来自武汉的众宇动力系统科技有限公司推出的六旋翼无人机—“游骑兵”采用燃料电池为动力，在零下五度，风力四级的条件下完成了两个小时的飞行。2016年盛泽科技发布了一款氢燃料电池多旋翼无人机，续航时间可以达到4h以上。可惜的是由于技术不够成熟，同时氢燃料电池在使用时仍存在一定的风险，导致氢燃料电池多旋翼并未真正的进入无人机市场。 6.系留多旋翼无人机
系留无人机本身并不带电池或者发动机等动力源，而是通过一根光电复合缆将地面的电能以及控制信号传输给飞行器，地面供电持续不断，则飞行器则可以24小时持续滞空。2017年3月，北京卓翼智能科技有限公司攻克了系留无人机多项难题，成功的实现了超长航时系留飞行。后续参与系留无人机研发的公司接踵而至。但由于飞机飞行范围有限，市场反应并不是很好，仍需继续开发或升级系统。
多旋翼无人机应时代潮流而生，又因市场需求不同而发展多样化。多旋翼无人机本身只是一个飞行平台，无人机现有的市场虽然很大，但无人机本身其实并无用武之地，自身稳定可靠的飞行性能配合其搭载的载荷设备才使无人机发挥了无与伦比的市场优势。因此，多旋翼无人机的发展在很大程度上依赖于市场需求或者任务载荷需求。
其中航拍无人机，在大疆创新的努力下，已经发展到一个巅峰的高度，地位不可撼动。而其他领域无人机，目前仍是百花齐鸣，并未有哪家公司独占鳌头。但无论是市场需求还是载荷设备，都要求多旋翼控制简单、可靠，运输携带方便，最重要是航时尽可能长。虽然油动多旋翼、混合动力多旋翼、氢燃料电池多旋翼、系留多旋翼等在一定程度上提高了续航时间，但也带来了各种各样的问题，如油动多旋翼重量大携带不方便，系留多旋翼系统庞大且活动空间有限等。综合各方面因素考虑，纯电动多旋翼无人机系统才是未来的发展重点以及最终发展方向，所以在未来很长一段时间内，制约多旋翼无人机发展的将会是续航能力，这也是多旋翼无人机能够实現长足发展必须攻克的难关。
结束语
多旋翼无人机种类虽多，但随着时代的发展，不会被淘汰的只有一种，那就是电动多旋翼无人机。电动多旋翼无人机无论是在技术还是在市场方面都有其独特的优势，这些优势是其它类型无人机不可替代的，也是人们以后不可或缺的需求，因此多旋翼无人机发展只会越来越好。但是由于目前电池技术的限制，使得多旋翼的发展遇到了一个难以逾越的瓶颈。可以预见，在未来几年电动多旋翼无人机无法得到跨越式的发展，但也不会因此而退出市场，只会不断地进行技术积累以及市场探索，慢慢发酵，等到时机成熟，它将再一次君临无人机领域，无可比拟。
参考文献：
[1] .王锋，吴江，周国庆，等.多旋翼飞行器发展概况研究[J].科技视界，2015（13）：6-7.
[2] .王培基.一种无人机螺旋桨的设计与实验研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2017.
[3] .全球无人机网.首款氢燃料电池动力多旋翼无人机诞生 一次可飞行4小时.[2015-05-20].https：//www.81 uav.cn/ uav-news/2 01505/20/10198 .htm
（作者单位：一飞智控（天津）科技有限公司）
关键词：多旋翼;无人机;发展趋势;制约因素
引言
多旋翼是一种可以垂直起降的飞机，发展历史最早可以追溯到上个世纪初，法国科学家Charles Richet尝试设计了世界上第一款多旋翼无人机，可惜的是由于当时技术限制，并没有成功。而后Charles Richet的学生Breguet兄弟Louis和Jacque在他的支持与鼓励下，设计制造了人类史上第一架有人驾驶的多旋翼飞机，遗憾的是无法对飞机进行有效地控制，该项目最终也以失败告终[1] 。之后多旋翼技术一直停滞不前，直到九十年代，多旋翼才再次出现在人们的视野中。
按应用领域划分，无人机可分为军用无人机、工业级无人机和消费级无人机，其中工业级和消费级均属于民用范畴。工业级无人机则更注重经济效益，对巡航速度和续航能力的要求相对较低，对专业技能要求高;消费级无人机主要用于航拍和娱乐，着重拍摄功能和可操作性。
1.消费级多旋翼无人机
2010年以来，全球范围内掀起了多旋翼无人机的研究热潮，我国的多旋翼无人机在产业化方面领先世界，大疆公司独占鳌头，占据70%的市场[2] 。大疆精灵系列无人机依靠其操纵简单、携带方便、性能可靠等优点，在航拍领域一枝独秀。之后，随着大疆在消费级无人机领域不断的技术积累，经典的御系列无人机应运而生，在各个方面比精灵无人机有过之而无不及。紧随大疆之后，零度智控、昊翔等多家无人机公司大力投入中小型多旋翼无人机的研发，其中零度智控Dobby、昊翔MANTIS Q等都是性能不错的消费级无人机。
随着人们对无人机应用场景的不断开拓，越来越多的地方开始出现无人机的场景，近年来相对比较火爆的就是无人机编队表演。随着RTK技术不断成熟并引入到无人机系统，消费级无人机不仅仅局限于航拍航测、赛事娱乐方面，零度智控别开新面，首次将多架消费级无人机通过RTK以及组网技术，进行编队飞行，按照预先设定的飞行航点，完成一系列的有序飞行动作，为人们带来了耳目一新的表演形式。大漠大、亿航、一飞智控等公司后发制人，在编队飞行表演领域逐渐追赶并超越。
2.纯电动工业级多旋翼无人机
消费级无人机领域由于大疆起步比较早，技术比较成熟，产品可靠，又有零度智控、昊翔等知名公司紧随其后，整个市场已几乎没有了小公司的立足之地。于是许多中小型公司将目光转移到了工业级多旋翼无人机上来。
第一批从事工业级的公司有很多，包括极飞科技、天途航空等公司，主要涉及领域主要包括植保、教学、测绘等领域。2007年成立至今，极飞科技凭借多年的技术积累，其自主研发的P系列植保机具有真正的全自主起飞作业、高精度定位、自主规划飞行航线的能力，成为了植保领域的领头羊。天途航空自2008年成立之初就致力于无人机培训教学，是全国首批获得可颁发AOPA证书的无人机教育机构之一，同时也是全国最具权威的无人机培训机构。其它中小型无人机公司不胜枚举。
3.纯油动工业级多旋翼无人机
纯电动无人机发展如火如荼，但是其有一个致命的缺陷，飞行时间特别短，难以满足客户的使用要求。锂电池技术正处于瓶颈期，短时间内不会有大幅度的技术提升，就意味着电动多旋翼这一致命缺陷无法解决。一些嗅觉敏锐的学者专家便将目光转移到油动多旋翼研发上来。
油动多旋翼领域成名比较早，影响力最为突出的莫过于沈阳壮龙无人机公司自主研发的大壮、小壮系列油动多旋翼。早在2014年，还是沈阳航空航天大学教师的姜文辉老师就带领着一批研究生投入到油动多旋翼无人机系统的研发中，潜心研究发动机在多旋翼领域的应用，2015年姜老师带领其研发团队成立沈阳壮龙无人机科技有限公司，之后其大壮、小壮系列纯油动多旋翼相机发布，在油动多旋翼领域独领风骚。
4.油电混合工业级多旋翼无人机
油动多旋翼虽然有航时长的特点，但是其结构的复杂程度也超乎想象，虽然有成功案例，但更多的是以技术不过关而失败告终。电动多旋翼结构简单操作方便，油动多旋翼续航时间长，在尝试油动多旋翼失败后，就有人设想能否将两种动力融合在一起，设计一款油电混合多旋翼無人机，由此，油电混合多旋翼开始进入人们的视野。2015年由德国人设计的一款Yeair油电混合多旋翼，由于其独特的技术革新，引发了一股油电混合热潮。Yeair的工作原理是先由发动机带动发电机发电，然后发电机给电动机供电，从而带动桨叶转动。这是一次新的技术革命，其工作原理给我们带来了很大的启发，于是乎在国内又引发了一次油电混合热潮。参照Yeair的设计理念以及工作原理，凭借雄厚的技术以及资金支持，中科灵动航空科技发布了灵动鹰系列油电混合多旋翼，续航时间可以达到4个小时，绝对是多旋翼领域中的佼佼者，续航能力足以碾压市场上95%以上的多旋翼无人机。
5.氢燃料电池工业级多旋翼无人机
在很多人追逐混动多旋翼、油动多旋翼的同时，也有人将目光集中在了新能源动力上，其中最容易实现的莫过于氢燃料电池。Horizon能源系统旗下的Horizon Unmanned Systems公司推出了采用全新驱动方式的四翼无人机Hycopter[3] ，采用氢燃料电池动力的多旋翼无人机，创造了超过四小时的飞行续航记录，续航能力超过市面上的普通多旋翼无人机的8-10倍。继Hycopter之后，国内一些新能源公司，开始利用雄厚的技术储备来进军无人机行业。2015年10月，来自武汉的众宇动力系统科技有限公司推出的六旋翼无人机—“游骑兵”采用燃料电池为动力，在零下五度，风力四级的条件下完成了两个小时的飞行。2016年盛泽科技发布了一款氢燃料电池多旋翼无人机，续航时间可以达到4h以上。可惜的是由于技术不够成熟，同时氢燃料电池在使用时仍存在一定的风险，导致氢燃料电池多旋翼并未真正的进入无人机市场。 6.系留多旋翼无人机
系留无人机本身并不带电池或者发动机等动力源，而是通过一根光电复合缆将地面的电能以及控制信号传输给飞行器，地面供电持续不断，则飞行器则可以24小时持续滞空。2017年3月，北京卓翼智能科技有限公司攻克了系留无人机多项难题，成功的实现了超长航时系留飞行。后续参与系留无人机研发的公司接踵而至。但由于飞机飞行范围有限，市场反应并不是很好，仍需继续开发或升级系统。
多旋翼无人机应时代潮流而生，又因市场需求不同而发展多样化。多旋翼无人机本身只是一个飞行平台，无人机现有的市场虽然很大，但无人机本身其实并无用武之地，自身稳定可靠的飞行性能配合其搭载的载荷设备才使无人机发挥了无与伦比的市场优势。因此，多旋翼无人机的发展在很大程度上依赖于市场需求或者任务载荷需求。
其中航拍无人机，在大疆创新的努力下，已经发展到一个巅峰的高度，地位不可撼动。而其他领域无人机，目前仍是百花齐鸣，并未有哪家公司独占鳌头。但无论是市场需求还是载荷设备，都要求多旋翼控制简单、可靠，运输携带方便，最重要是航时尽可能长。虽然油动多旋翼、混合动力多旋翼、氢燃料电池多旋翼、系留多旋翼等在一定程度上提高了续航时间，但也带来了各种各样的问题，如油动多旋翼重量大携带不方便，系留多旋翼系统庞大且活动空间有限等。综合各方面因素考虑，纯电动多旋翼无人机系统才是未来的发展重点以及最终发展方向，所以在未来很长一段时间内，制约多旋翼无人机发展的将会是续航能力，这也是多旋翼无人机能够实現长足发展必须攻克的难关。
结束语
多旋翼无人机种类虽多，但随着时代的发展，不会被淘汰的只有一种，那就是电动多旋翼无人机。电动多旋翼无人机无论是在技术还是在市场方面都有其独特的优势，这些优势是其它类型无人机不可替代的，也是人们以后不可或缺的需求，因此多旋翼无人机发展只会越来越好。但是由于目前电池技术的限制，使得多旋翼的发展遇到了一个难以逾越的瓶颈。可以预见，在未来几年电动多旋翼无人机无法得到跨越式的发展，但也不会因此而退出市场，只会不断地进行技术积累以及市场探索，慢慢发酵，等到时机成熟，它将再一次君临无人机领域，无可比拟。
参考文献：
[1] .王锋，吴江，周国庆，等.多旋翼飞行器发展概况研究[J].科技视界，2015（13）：6-7.
[2] .王培基.一种无人机螺旋桨的设计与实验研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2017.
[3] .全球无人机网.首款氢燃料电池动力多旋翼无人机诞生 一次可飞行4小时.[2015-05-20].https：//www.81 uav.cn/ uav-news/2 01505/20/10198 .htm
（作者单位：一飞智控（天津）科技有限公司）