如果想不斷推動(dòng)無人機(jī)飛行性能的發(fā)展,電池的體積必須越來越小,重量必須越來越輕。當(dāng)涉及到功率密度時(shí),可以看出我們已經(jīng)達(dá)到了一定的限制。鋰聚合物(Li-Po)和鋰離子電池(Li-ion)的體積已經(jīng)變得很小,價(jià)格也在人們承受范圍之內(nèi),這主要是手機(jī)行業(yè)帶動(dòng)的結(jié)果。因此這類的電池被廣泛使用,如今可以公平地說,絕大多數(shù)(96%)的無人機(jī)使用電池作為動(dòng)力源。
如果僅僅是為植保無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)增加電池?cái)?shù)量,這并不能延長(zhǎng)其飛行時(shí)間以及擴(kuò)展其負(fù)載能力。鑒于特定能源的現(xiàn)狀,想實(shí)現(xiàn)更高的有效載荷和更長(zhǎng)的飛行時(shí)間需要考慮到一些事情:質(zhì)量比能(每單位質(zhì)量所具有的能量)和體積比能(每單位體積所具有的能量)。
僅僅考慮能量源并不是正確的方式,因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)(能源+推進(jìn)系統(tǒng))都會(huì)影響飛行的性能。如果推進(jìn)系統(tǒng)(如渦輪或燃料電池)非常沉重,具有極高能量密度的源(如煤油或H2)并不會(huì)起到什么作用。
推進(jìn)系統(tǒng)的效率因素也有很大的不同:電池供電系統(tǒng)將73%的能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)力,燃料電池將44%的能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)力,而燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)僅有39%的能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)力。
另一個(gè)影響能源用途的因素是其預(yù)期的使命。無人機(jī)應(yīng)該飛行的時(shí)間更長(zhǎng)還是攜帶更高的負(fù)荷?無人機(jī)應(yīng)該在有限的半徑內(nèi)飛行還是在遙遠(yuǎn)的云層之上飛行?這些問題對(duì)能源的用途有很大的影響,不同的操作方案要選擇不同的能量源。