浅谈几种常见的无人机动力系统

01电池

电池有很多优势：可以在任何地方充电、在大多数情况下可以没有限制条件地进行运输、没有溢出或发热的情况，通过更换电池块可以很容易地完成能量补充。

对于无人机来说，Li-Po和Li-Ion是最常见的源，但这并不意味着结束。锂亚硫酰氯电池（Li-SOCl2）与Li-Po电池相比，每千克的能量密度是Li-Po的2倍多，而锂空气电池（Li-air）每千克的能量密度是其7倍多。而这两种电池却没有得到广泛的使用，归其原因是价格太高。锂硫电池（Li-S）可能会被Li-ion电池接替，因为Li-ion的高能量密度，同时还可以减少硫的使用成本。

02氢燃料电池

燃料电池有很多优点：没有直接污染、没有声音，这种电池是由非常强大的源H2提供能量。将液态H2与锂离子电池的能量密度相比较，它们之间的系数是150！仅此一点足以使氢燃料无人机推向市场。

燃料电池开发商巴拉德动力系统的子公司Protonex希望利用这些机会。

MicroMulticopter Aero Technology（MMC）公司专门为无人机推出商业化氢燃料电池“H-1燃料电池”。此外，MMC设计和制造了世界上第一个氢动力无人机“HyDrone 1550”。

Korean Hylium Industries公司正在开发飞行时间可达4小时的无人机；蒙特利尔的EnergyOr“H2Quad-1000”在有效载荷1公斤的情况下可以飞行2小时。

03汽油、煤油、甲醇、乙醇、液化石油气丙烷

目前有许多成熟可用的汽油动力解决方案，其中的一些也具有卓越的飞行性能。UAV Factory公司的“Penguin C”固定翼无人机在油箱加满时可以飞行超过20小时，Siebel的“CAMCOPTER S-100”在油箱装满时可以飞行6个小时。国内众多优秀的无人机研发制造企业，也将该动力方式的作为无人机的主要动力，长续航、大载重、多挂载也逐渐变成了工业级无人机的基本性能。

04汽电混合物

混合动力无人机，是一种新型双动力无人机。其动力系统由电驱动（太阳能或蓄电池）和常规发动机（喷气或螺旋桨发动机）两种动力系统构成，以实现良好的起飞、爬升性能和静音、超长航时的结合。

通用航空航空电子系统产品负责人马特·瓦坎蒂说：“混合动力项目的SuperVolo机身、通用航空的计算平台和奥特里昂的软件堆栈的结合，使一个一体化的解决方案能够方便地扩展到商业应用，高度集成的系统对于实现可拓展的商用无人机操作至关重要。”

05太阳能

在过去的几年中，太阳能电池的效率不断增加，从10%到近46%，达到了约175W/m2的功率比。很显然，这需要整个机翼的表面上覆盖大面积的太阳能板，这样就可以和多旋翼无人机一样进行正常的工作。

硅谷的高科技公司也在探索太阳能无人机的潜力：Facebook希望通过其 “Aquila” （高空、长航时）太阳能无人机将无线网络带向世界偏僻的角落，以及谷歌X现已解散的Titan项目。

空客的“西风”无人机是一个高海拔的伪卫星（HAPS）用来填补卫星和无人机之间的能力差距。“西风”无人机通过太阳能运行，可以在高于天气和商业空中交通的位置飞行，它的飞行高度可达70000英尺。波音公司的“太阳能鹰”项目于2012年取消。

06太阳能混合物

太阳能混合物（太阳能+电池）的耐力惊人。

据国外航空媒体《环球飞行》(Flightglobal)4月19日消息，美国海军研究实验室（U.S.NRL）在2020年11月试飞了一架“混合虎”（Hybrid Tiger）式无人机，飞行时间超过24小时。

该实验室4月14日表示，这架电动无人机由氢燃料电池和机翼上的太阳能电池板提供动力，并使用了能量收集技术，如利用热上升气流飞行。演示活动在马里兰州的阿伯丁试验场（APG）进行。

海军研究实验室化学部门的机械工程师理查德·斯特罗曼（Richard Stroman）说：“这次飞行实际上是在最坏情况下的一次性能测试：气温降至0℃以下，风速达到20节（37公里/小时），在12月21日接近冬至时，太阳能相对较少。尽管如此，‘混合虎’还是表现不错。”

据报道，由于该无人机在恶劣的条件下表现良好，海军研究实验室的工程师们预计，它可以在更好的天气和阳光下连续飞行两天以上。该实验室计划在今年春天晚些时候进行这样的演示。

07系留

系留无人机，又称系留式无人机，为多旋翼无人机的一种特殊形式，使用通过系留线缆传输的地面电源作为动力来源，代替传统的锂电池，最主要的特点是长时间的滞空悬停能力。系留系统可用在一个小半径范围内进行无限期的飞行，是监视和侦查的完美选择。

08超级电容

超级电容，全称又被称为光电催化电容，双电层电容器、黄金电容、法拉电容，从上世纪七、80年代发展壮大起来的依据电极化电解质来储能的一类光电催化元器件。它有别于传统化的化学电源，是一类接近传统化电容器与电池两者之间、拥有特别性能的电源，首要依靠双电层和氧化还原赝电容正电荷存放电能。但在其储能的全过程并不发生化学反应，这一种储能全过程是可逆的，也正是因为此超级电容器能够反复充放电十余万次。