無人機從1917年第一架配備了自動陀螺穩(wěn)定儀的“斯佩里空中魚雷號”問世以來，經(jīng)歷了一次又一次技術和應用革命，已經(jīng)從最早的飛出去就回不來的飛行炸彈發(fā)展成可以完成從空中攝影，航空測繪到植保噴藥，物流運輸?shù)榷喾N使命和戰(zhàn)場偵察，地面打擊等軍事用途的空中載體，無人機的動力布局也從最初的固定翼到如今多旋翼、復合翼垂直起降固定翼和傾轉旋翼垂直起降固定翼無人機。

固定翼無人機的優(yōu)點是航速快，航程長，缺點是起降場地受限需要跑道或者手拋，彈射起飛、降落只能采用滑降或者傘降，安全性和靈活性都比較差。

多旋翼無人機的優(yōu)點是操作相對簡單、垂直起降、對起降場地要求不高，可以隨時懸停，缺點是飛行速度慢、續(xù)航時間短，控制范圍和工作效率都不高。

垂直起降固定翼無人機的出現(xiàn)很好的解決了這個矛盾，。它兼顧了旋翼機垂直起降安全便捷和固定翼飛機航速快，航程長的優(yōu)點，所以一經(jīng)推出就受到了市場的廣泛接受和各個行業(yè)無人機使用者的熱烈歡迎！ 但是這種動力布局帶來巨大的方便和安全性之余有一個缺點，無人機在起飛和降落階段是在多旋翼模式下工作，這樣固定翼動力是死重（對飛行和作業(yè)都無效的重量），而固定翼模式時，多旋翼動力和動力臂是死重，以及多旋翼動力部件會在無人機以固定翼模式飛行時造成多余的氣動阻力和擾流，降低機翼升阻比，這些都會降低飛機的帶載能力和續(xù)航時間，可謂是一個美中不足的事情。

哪里有問題，哪里就有辦法！ 脫胎于軍工科技的“傾轉旋翼”技術非常完美的解決了這個問題。比較典型的就是美軍的“V-22魚鷹式”雙螺旋槳傾轉旋翼機。

新一代的傾轉旋翼垂直起降固定翼無人機，采用三旋翼或四旋翼結構，在垂直起降過程中，到達一定高度和水平速度之后，一個或兩個旋翼通過傾轉機構轉成水平方向，成為固定翼模式飛行的動力，這樣有部分動力機構是多旋翼模態(tài)和固定翼模態(tài)共用的，減小了整個飛行過程的死重和空氣阻力，可以最大程度的提高無人機的飛行時間和能效比。

傾轉旋翼技術做為一項無人機產(chǎn)品的尖端科技， 對無人機的飛行控制系統(tǒng)和傾轉動力結構有較高的要求， 還需要各種工作狀態(tài)下大量的試驗和測試數(shù)據(jù)來優(yōu)化控制軟件，技術門檻比較高，目前民用市場真正掌握傾轉旋翼技術的生產(chǎn)企業(yè)不多，眾多的無人機用戶對使用傾轉旋翼技術的無人機也有著強烈的好奇和一些顧慮，這種飛機安全嗎？在起飛和降落時，旋翼傾轉過程會不會有危險？我做為普通使用者能不能簡單方便的操控和使用它呢？做為傾轉旋翼垂直起降固定翼無人機研發(fā)和生產(chǎn)的國內領軍研制企業(yè)廈門天源歐瑞科技有限公司來為您答疑解惑，一起帶您來揭開它神秘的面紗。

傾轉旋翼垂直起降固定翼是在垂起固定翼飛機的旋翼動力部分采用旋翼傾轉結構，一般是在前端的兩個旋翼上使用。整個裝置可以繞機翼軸由朝上與朝前之間轉動變向，并能固定在所需方向，因此能產(chǎn)生向上的升力或向前的拉力。起飛時旋翼傾轉裝置處于垂直位置時,飛行器類似多旋翼飛機進行垂直起飛，達到預定高度后傾轉旋翼裝置開始繞機翼軸朝前傾轉，逐漸增加向前的水平拉力，配合另外兩個旋翼在維持飛行高度的同時使無人機產(chǎn)生前進的速度，當平飛速度達到固定翼飛行的要求之后，旋翼傾轉裝置完全轉成水平位置,無人機開始進入固定翼模式飛行，極大地增大飛行速度，航程和留空時間。降落階段與起飛階段類似，在到達降落區(qū)域上空后，無人機開始減速，旋翼傾轉裝置逐漸由水平改為垂直。轉換成多旋翼模式，垂直降落。我們可以發(fā)現(xiàn)，在起飛和降落階段過渡飛行模式轉換的過程中，傾轉旋翼一直是在矢量控制狀態(tài)下工作，一旦出現(xiàn)側風或其他情況， 無人機可以迅速地進行飛行姿態(tài)調整，或者切換成旋翼模式，安全操作，平穩(wěn)降落。

目前傾轉旋翼垂直起降固定翼無人機傾轉系統(tǒng)主要采用舵機直驅式和蝸輪蝸桿驅動式兩種。

蝸輪蝸桿驅動式： 傾轉機構是通過舵機帶動蝸輪蝸桿實現(xiàn)傾轉軸的轉動，再利用蝸輪蝸桿的自鎖特性保證傾轉后的狀態(tài)穩(wěn)定。但是這種結構受到蝸輪蝸桿自身結構的限制，在傾轉時，舵機輸出經(jīng)過蝸輪蝸桿的旋轉后，使得傾轉過程的即時性較差，旋翼機的螺旋槳的姿態(tài)變換較慢，不利于靈活控制旋翼機切換飛行模式。且該結構復雜，只能通過差速在多旋翼模式進行控制，不能進行矢量控制，蝸輪蝸桿直接配合摩擦力較大，易于磨損，不利于長期使用。

廈門天源歐瑞科技有限公司的“天源·瑤光”和“天源·闿陽”采用的是舵機直驅式，這種方式優(yōu)勢在于傾轉響應速度快，傾轉舵機的傾轉姿態(tài)變換最快可達到60°/0.1S，飛行控制系統(tǒng)不僅可以通過旋翼差速對飛行姿態(tài)進行控制，還可以通過舵機對傾轉旋翼進行矢量控制，尤其表現(xiàn)在起降時旋翼加速或減速（也稱剎車），飛控根據(jù)風速、風向等參數(shù)，控制舵機矢量調整螺旋槳傾轉姿態(tài)的角度，達到靈活平穩(wěn)切換飛行模式，安全平穩(wěn)的操控飛機。

既然舵機直驅式有這么多優(yōu)點， 那為什么還有人選用蝸輪蝸桿式呢？ 答案在于舵機直驅式的難點在于無人機處于固定翼模態(tài)下的傾轉位置會產(chǎn)生不平衡力矩，反向傳遞給驅動裝置，導致傾轉舵機需要持續(xù)性修正，這對傾轉舵機的機體結構和抗扭強度、穩(wěn)定性和使用壽命具有極大的考驗， 市場上普通品牌的舵機根本達不到質量要求，一旦出現(xiàn)故障，很容易出現(xiàn)“炸機”的情況?？紤]到上述因素，天源歐瑞與德國專業(yè)舵機制造廠商合作，旗下所有系列無人機均采用了扭矩大于40kg-cm，壽命高達50萬次以上的傾轉舵機。針對傾轉舵機的性能我們進行了詳細的測試。

扭矩測試

通過直流電源為舵機供電，使舵機處于工作狀態(tài)下，將舵機放進專業(yè)的扭矩測試儀中進行測試，測試結果舵機的扭矩均可超過40kg-cm。大扭矩傾轉舵機使傾轉軸能夠更穩(wěn)定且迅速地進行自轉。

壽命測試

要解決傾轉舵機的可靠性問題，需要對舵機進行失效分析和壽命試驗，并采集數(shù)據(jù)，從而基于失效數(shù)據(jù)對舵機進行深入分析，我們對傾轉舵機加上10kg-cm的扭矩負載，連續(xù)不間斷對傾轉姿態(tài)做最大范圍變化，通過舵機測試儀計數(shù)傾轉次數(shù)均超過了50萬次。

穩(wěn)定性說明

自2016年起天源歐瑞已生產(chǎn)超過100架傾轉旋翼垂直起降固定翼無人機，累計超過1萬小時飛行時間，沒有出現(xiàn)過一例因為傾轉舵機故障造成的飛行故障和事故，安全性和可靠性得到了市場客戶的充分認可，目前仍有超過60架的訂單等待生產(chǎn)完成交付給最終用戶。

考慮到傾轉舵機自身的重量和最大扭力等限制， 我們認為舵機直驅的傾轉旋翼垂起固定翼無人機目前最好不要超過16kg的起飛重量，除非未來有更高質量的傾轉舵機面市，不過雖然天源·闿陽最大起飛重量只有13.5公斤，但是最大有效載荷可以超過2公斤，帶全畫幅正攝載荷時續(xù)航時間更是超過了120分鐘， 這就是傾轉旋翼無人機帶來的優(yōu)勢！天源·闿陽可以攜帶全畫幅正射相機，五鏡頭相機，甚至全畫幅五鏡頭相機， 30倍單光，雙光吊艙等中型設備， 滿足絕大多數(shù)無人機行業(yè)應用的需求！

廈門天源歐瑞科技有限公司擁有超過13年的飛機設計經(jīng)驗，是一家致力于工業(yè)級無人機載體及配套系統(tǒng)的設計，制造和銷售的高科技公司，聚集了一批無人機領域的優(yōu)秀人才，組成了專業(yè)的研發(fā)和運營團隊。公司可以提供玻纖、碳纖固定翼和多旋翼無人機，產(chǎn)品已銷往國內和歐美市場。目前，公司的主攻方向是測繪行業(yè)的應用類無人機，并開發(fā)了多款針對測繪行業(yè)的固定翼和多旋翼無人機。