作者：Lauren Nagel
如今最大的无人机和 eVTOL 无人驾驶飞行器能够携带数千磅的载荷，包括人员、货物等。但我们如何确定无人机能承受多少重量呢？
无人机能承受的重量，首先取决于其螺旋桨产生的推力。
简单来说：无人机能承受的重量等于无人机总推力与维持飞行所需推力之间的差值。
这一数值会因无人机预定完成的飞行类型而有所不同，下文将详细介绍。
本文将介绍：
- 无人机推重比
- 基本操作所需的推力
- 如何计算无人机能承受的重量
图 1：载货无人机
无人机推重比
当无人机在原地悬停时（无风条件下），产生的推力等于无人机的重量：
例如，如果无人机的质量为 35 kg：
因此，无人机的螺旋桨需要产生 343 N 或 35 kgf 的推力，无人机才能悬停。如果我们制造的是带有四个螺旋桨的四旋翼无人机，则每个螺旋桨需要产生 86 N 或约 9 kg 的推力。
但这并不简单，因为在大多数情况下，无人机还需要起飞和机动，这需要加速度和更大的推力。
点击此处了解更多关于 无人机螺旋桨静态与动态平衡方法 的内容
基本操作所需的推力
有一个基本规则：对于大多数无人机，如果螺旋桨产生的推力是悬停所需推力的两倍，则可为大多数操作提供足够的控制力。为了实现稳定控制，推重比应为 2:1。
之所以有这一规则，是因为在现实环境条件下飞行无人机并不总是直线平稳飞行。风力、湍流和快速移动都需要额外的推力来进行转向或加速。这需要无人机电机对一侧施加比另一侧更大的力量。因此，如果您正在制造用于监控、摄像或基础飞行的无人机，遵循这一规则非常简单。
对于我们这款 35 kg 的无人机，每个螺旋桨因此需要产生约 18 kgf 的推力才能实现稳定控制。
图 2：IF1200 重型无人机
如何计算无人机能承受的重量
假设我们希望无人机除了自身重量外还能携带载荷。我们只需计算出需要额外携带的质量，然后确保螺旋桨能产生足够的推力。
假设我们希望这款 35 kg 的无人机携带 5 kg 的载荷，那么其总重量将为 40 kg。
如果使用之前相同的公式：
我们计算出四旋翼无人机需要产生 40 kgf 的推力才能悬停，或产生 80 kgf 的推力才能实现稳定控制。除以四个螺旋桨后，每个螺旋桨需要产生 20 kgf 的推力。
本文中关于 如何计算和测量螺旋桨推力 的文章介绍了几种我们可以用来确认每个螺旋桨都能产生 20 kgf 推力的方法。
结论
总之，无人机能承受的重量取决于几个因素，其中最重要的是螺旋桨产生的推力。
有多种方法可以估算螺旋桨是否能产生足够的推力，但唯一能确保的方法就是进行适当的测试。
如果您想了解更多关于无人机、推进系统以及如何提高性能的信息，我们鼓励您查看我们的文章合集。