植保无人机的主要任务是装载农（nóng）药进行（háng）喷洒作业，农（nóng）药载（zǎi）重量是提高航空（kōng）植保作（zuò）业效（xiào）率至关重要的（de）因素。从技术上讲（jiǎng），植保（bǎo）无人机（jī）的农（nóng）药载重量取决于其动力分系统的设计，而（ér）无人机的升效是动力分（fèn）系统（tǒng）设计时最为重（chóng）要的技术指标。
无人机（jī）的升效定义为总（zǒng）升力与总功（gōng）率的（de）比值（zhí）。与（yǔ）之相区别，单轴（zhóu）（单个（gè）旋（xuán）翼）的升力与（yǔ）功率的比值称为桨效。作为多旋翼无人机而言，无（wú）人机升效是多个单轴桨效的合成（chéng）。设（shè）计步（bù）骤（zhòu）如下：
一、设计桨效。
第（dì）一步，确定单轴（zhóu）升力。单轴升力＝ 损（sǔn）耗补偿系数×最大起飞重（chóng）量／旋翼个数。损耗补偿系（xì）数是为弥（mí）补多轴合成升力的损失设（shè）定的，是一个经验值，需要通（tōng）过（guò）大量的试验数据综合归纳（nà）得（dé）出。
第二（èr）步，设计螺旋桨形（xíng）状（zhuàng）。根据单（dān）轴升（shēng）力、多旋翼结构尺（chǐ）寸（cùn）等因素，设计螺（luó）旋桨的（de）参数（shù），主要包括：螺旋桨（jiǎng）叶数、螺旋桨直径、螺旋桨螺距（jù）、螺旋桨（jiǎng）材质等（děng）。多旋翼是定螺距桨型，设计相对（duì）简单一些。从设计桨效角度，桨（jiǎng）型设计要充分考虑（lǜ）与驱（qū）动电（diàn）机的转速相匹配（pèi）。
第三步，设计驱动电机。根据（jù）桨（jiǎng）型气动力参数，设计驱（qū）动电机的各项参（cān）数，主要（yào）包括（kuò）：电机额定功率、电机额定转（zhuǎn）速、电机最大转速、电机额（é）定扭（niǔ）矩、电机最大扭矩、电机功（gōng）重比等。多旋翼是以各个螺旋桨（jiǎng）转速来控制升力的，因此重点围绕转速来设（shè）计驱动电机各项指（zhǐ）标（biāo），对提高（gāo）桨效是非常重要的。
第四步，检验桨（jiǎng）效。将（jiāng）设计好（hǎo）的螺旋（xuán）桨和驱动电机组合成实验（yàn）样机，就可以在检验（yàn）台上进行桨（jiǎng）效的试验工作了（le）。检验台要求较简单，只要能容易固定实（shí）验样机，并检测出实时升（shēng）力（lì），以及同时的供电电流（liú）等参（cān）数即可（kě）。不断加大电（diàn）机的转速，升力和电流都（dōu）会上（shàng）升，记（jì）录升力和电（diàn）流（liú）的关系曲线，将可换（huàn）算成实验样（yàng）机的升力和桨效（xiào）关系曲（qǔ）线。检验（yàn）升力和桨效关系曲线，可清楚得出（chū）实验样机（jī）在（zài）给定设计升力（lì）范围内的桨（jiǎng）效关（guān）系。
重复第二步到第（dì）四（sì）步，反（fǎn）复调整桨型、电机各参数的设计，检验各种实验样机的升力和桨（jiǎng）效关系曲线，从（cóng）而选择出最（zuì）优化的（de）桨效设计实验（yàn）样机，并将其升力和桨（jiǎng）效关系曲（qǔ）线作为（wéi）下（xià）一步设计的技术参数依据。
二、设计（jì）飞（fēi）控。
多旋翼无（wú）人机是一种欠（qiàn）驱动（dòng）系统，无人机实时状态的6个（gè）自（zì）由度，完全依靠（kào）多个旋（xuán）翼产生的升（shēng）力（lì）来进行调（diào）整（zhěng）控制。因此（cǐ），多旋翼无（wú）人机的（de）升效取决于（yú）多个旋翼（yì）单轴桨效的合成效（xiào）率，同（tóng）时受到无人机飞行状态的极大影响。多旋翼的飞行状态（tài）控制（zhì）对提高无人机升（shēng）效具（jù）有十分重要的作用。
多旋翼植保无人机作业飞行要求相对比较（jiào）简单，一（yī）般要求等高、直线、匀速飞（fēi）行，起降需要缓速平稳，抗风能力（lì）在五级以下。根（gēn）据植保（bǎo）作业（yè）的特点（diǎn），有效（xiào）设计飞控，可较好（hǎo）地提高无人机的升效。
为提高升（shēng）效设（shè）计飞控分（fèn）为两个层面：飞控算法层面和飞控应用层面（miàn）。
飞（fēi）控算法层面：这部（bù）分过于专（zhuān）业，也（yě）非常复杂（zá），涉及飞控的核心算法，一般的飞控（kòng）厂家没有能力在此层面上设计研发，在此不加赘述。但设计原则（zé）应该是明（míng）确的，就是要依据桨效参数，结合植保作业特点（diǎn），限定制约（yuē）“过激（jī）”的飞行状态，使（shǐ）能量有效用于简单的植保作业飞行动作上。
飞控（kòng）应用层面：可为植保无（wú）人机飞（fēi）行设置（zhì）一些（xiē）限定条件。在（zài）无人机起降（jiàng）阶（jiē）段，限定起降（jiàng）速度和加（jiā）速度（dù）；在植保作业阶段，限（xiàn）定最大速度，限定（dìng）加减速时（shí）的最大加速度。这些限（xiàn）定也同样是（shì）为了限定（dìng）制约“过激”的飞行状态，提高（gāo）植保作业的升效。
三、设计效果预期。
无人机（jī）升效的提高，节能效（xiào）果明显。我们（men）对（duì）最大起飞（fēi）重量35KG，有效（xiào）载药10KG的多旋翼植保（bǎo）机进行过测（cè）试，平均升效只有3.5KG/KW。究（jiū）其原因，主要是使用的全是（shì）航（háng）模电机和（hé）航模飞（fēi）控，不（bú）是为植保无（wú）人机（jī）专门设计，桨效本身就（jiù）不高（gāo），飞（fēi）控对桨效的（de）合（hé）成效（xiào）率也不高。经（jīng）过设计试验（yàn），我们将平（píng）均升效提（tí）高到7KG/KW以上，升效提高了一倍，最直接的效果（guǒ）就是完成同（tóng）样的植保作业，电池（chí）节省了一半（bàn）容量。目（mù）前，电池是植保作业成本的制约（yuē）因素，减少了（le）电池成本，使无人机植保更（gèng）加（jiā）贴近实际应（yīng）用。
无人（rén）机（jī）升效的提高，减少了（le）机体内电磁（cí）干扰。升效提高（gāo），节省了电能消耗（hào），电池供电（diàn）的电流相对有较大（dà）的（de）减（jiǎn）小（xiǎo），从（cóng）而使在狭窄机体内通过大电（diàn）流（liú）的导（dǎo）线辐射出的电（diàn）磁（cí）干扰（rǎo）下（xià）降，这对提高飞控（kòng）系统的稳定性十分有利。
无人机（jī）升（shēng）效的提高，增（zēng）加（jiā）了植保无（wú）人机操控（kòng）的稳定性（xìng）。为提高升（shēng）效，飞控根（gēn）据植保作业的特点，进行了限定制约“过激”飞行（háng）状态的设计，这实际上起到了操控的增稳（wěn）作用。对于植保（bǎo）无人机操控手（shǒu）来讲，提高了可操控性，减少了植保作业的劳动（dòng）强度。（来源民用无人机市场开发；原创作者林建（jiàn））
图示（shì）：劲鹰（yīng）植保无人机
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