對于無人機而言,質(zhì)量、空間、時間三個目標變量分別對應有效載荷、任務半徑(往返航程)、航速三個設計指標,對此可以通過能量轉(zhuǎn)化過程進行分析,如下圖所示:
而對用于物流的無人機而言,實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的部分是其機體與動力系統(tǒng),其決定了系統(tǒng)對能量的利用效率。單件物流任務屬于點對點飛行任務,如圖所示,其航程可大致分為起降段與巡航段,通常巡航段會占全航程80-90%的比例,因此提高巡航段的效率成為方案設計的重點。若要提高整機的能量效率,現(xiàn)有技術(shù)條件下電池的能量密度已接近理論極限,因此改善空氣動力特性與動力系統(tǒng)特性成為性價比最高的解決方案,這也是Wing和Prime的最大區(qū)別所在。
Wing采用固定翼與多旋翼復合設計方案,在起降段采用四旋翼方式,在巡航段采用固定翼方式,固定翼的特點是高速巡航效率高,而且Wing采用的飛翼布局較常規(guī)固定翼更高效,但無法垂直起降和懸停;而多旋翼的特點是可以垂直起降,但能量效率還不如常規(guī)直升機,且水平速度越高效率越低,巡航效率通常僅有固定翼的50%乃至更低。