無(wú)人機(jī)是用四旋翼好還是六旋翼好
常見(jiàn)的無(wú)人機(jī)通常被分為固定翼無(wú)人機(jī)、多旋翼無(wú)人機(jī)、無(wú)人直升機(jī)等,在這些分類(lèi)中,因優(yōu)良的操控性能,多旋翼無(wú)人機(jī)得到廣泛的應(yīng)用。多旋翼無(wú)人機(jī)又分四旋翼無(wú)人機(jī)、六旋翼無(wú)人機(jī)、八旋翼無(wú)人機(jī)等等,那么,無(wú)人機(jī)是用四旋翼好還是六旋翼好呢?

我們?nèi)粘K?jiàn)到的大疆的航拍無(wú)人機(jī)大多數(shù)是四旋翼

無(wú)人機(jī)是用四旋翼好還是六旋翼好?

四旋翼無(wú)人機(jī)是最常見(jiàn)的多旋翼機(jī)型,而六旋翼無(wú)人機(jī)更穩(wěn)定、也能承受更大載荷。旋翼數(shù)量越多就意味著更大的載重能力和飛行穩(wěn)定性,所以,對(duì)于六旋翼無(wú)人機(jī)及更多旋翼的飛行器來(lái)說(shuō),控制能力是富裕的。當(dāng)一個(gè)甚至多個(gè)電機(jī)出現(xiàn)故障停止工作時(shí),都能夠通過(guò)重新分配控制輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)飛行器的穩(wěn)定,這就提高了飛行的安全性。
但是更多旋翼,更多的馬達(dá)雖然使無(wú)人機(jī)更平穩(wěn)、載荷更大,但也意味著更費(fèi)電、續(xù)航更短、更笨重和更多的零件。因此,到底是四旋翼還是六旋翼,還是更多旋翼的無(wú)人機(jī)好,關(guān)鍵還是在于權(quán)衡利弊。
1. 氣動(dòng)與動(dòng)力系統(tǒng)效率
(1)單位升力效率
在同樣總尺寸下:
四旋翼:使用更大的單個(gè)槳葉 → 單槳效率更高(螺旋槳直徑越大,槳盤(pán)面積越大,能耗越低)。
六旋翼:六個(gè)較小的槳葉 → 槳盤(pán)面積增幅有限,整體效率通常更低。
結(jié)論:四旋翼效率更高、續(xù)航更長(zhǎng);六旋翼功率消耗更大。

2. 姿態(tài)控制與穩(wěn)定性
(1)控制力冗余度

六旋翼多了兩個(gè)力臂和力矩貢獻(xiàn)點(diǎn),控制分配矩陣更“富裕”(即可控性更強(qiáng))。
(2)抗風(fēng)能力
六旋翼整體推進(jìn)器總功率較大,同時(shí)控制力矩更強(qiáng),因此:

3. 載重與任務(wù)能力
(1)總推力
六旋翼的最大總推力明顯更大,可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)、貨運(yùn)、物流等大載重場(chǎng)景,幾十公斤負(fù)載的場(chǎng)景。
(2)冗余與安全
對(duì)于載重飛行,必須保證:
因此專(zhuān)業(yè)測(cè)繪、安防、電力巡檢等往往多采用六旋翼或八旋翼。
4. 結(jié)構(gòu)、重量與能耗權(quán)衡
旋翼越多:電機(jī)數(shù)量 ↑、電調(diào)數(shù)量 ↑、機(jī)臂 + 結(jié)構(gòu)重量 ↑、飛控控制算法復(fù)雜度 ↑、空載功耗 ↑
在總重量一定的情況下,增加旋翼數(shù)量不一定提升效率,甚至?xí)陆怠_@就是為什么消費(fèi)級(jí)航拍機(jī)絕大部分仍然采用 四旋翼。
5. 飛控控制復(fù)雜度與成本
四旋翼:控制算法成熟、成本低(少兩個(gè)電機(jī) + 兩個(gè)電調(diào))、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕
六旋翼:控制分配矩陣復(fù)雜(需要六維推力向量約束與耦合補(bǔ)償)、需要更強(qiáng)算力飛控、成本顯著提高(約增加 25%~40%)
6. 任務(wù)場(chǎng)景匹配分析
適合四旋翼:消費(fèi)級(jí)航拍(DJI Mini、Air、Mavic)、普通測(cè)繪任務(wù)、娛樂(lè)級(jí)、教育級(jí)開(kāi)發(fā)機(jī)、注重續(xù)航、便攜性、價(jià)格
優(yōu)勢(shì):高效、輕、便宜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
適合六旋翼:專(zhuān)業(yè)級(jí)影像(大疆 Inspire 3、工業(yè)六旋翼平臺(tái))、電力巡檢、安防巡邏、多傳感器(LiDAR、雙光相機(jī)、RTK 天線)、需要冗余安全的任務(wù)、中等至高載荷場(chǎng)景
優(yōu)勢(shì):強(qiáng)動(dòng)力、強(qiáng)穩(wěn)定性、冗余安全、抗風(fēng)強(qiáng)。








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