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序幕
一輛皮卡從簡陋的夯土院子裡駛上坑坑窪窪的土路。貨廂裡強壯的大漢雙手緊緊握著大口徑“德什卡”機槍的D型握把，儘管車身顛簸但仍然站得很穩。他警惕地觀望著四周，忽然聽到嘈雜的汽車聲裡夾雜了一絲不易察覺的嗡嗡聲！等他抬起頭，滿臉已經驚恐到扭曲，鬆開握槍的手拼命拍打駕駛室的車頂！但是已經晚了：一個白色的“羽毛球”從天而降，緊接著一聲巨響，皮卡被炸得翻倒在路邊。
武裝皮卡是衝突地區常見的機動武裝力量
“羽毛球”是由一顆碰炸引信的榴彈加羽毛球改裝而成，投放它的是一架原來用於攝影的4旋翼小型民用無人機。尾隨皮卡的幾名士兵追著小無人機跑了一段，樹叢裡忽然跳起一個身影扔下遙控器朝遠處狂奔。後面幾個士兵手裡的AK開火了，幾個點射中，逃跑的操作員倒在了黃色的土地上。
用“經緯”4旋翼無人機改裝
民用無人機經過極簡單的改裝後，就可以攜帶微型炸彈去襲擊敵人，這已經是熱點地區見怪不怪的平常事。不過這樣做非常危險：多旋翼無人機的續航時間實在太短，發起這樣的襲擊，對於飛手來說是件非常危險的事。
多旋翼起源
其實多旋翼飛機——應該說飛行器更嚴謹一些——由來已久，控制的方法也超級簡單：它靠4個旋翼兩兩反向轉動就消除了傳統單旋翼直升機的旋翼扭矩問題。如果要保持水平懸停，只要讓四個旋翼升力相同就行，哪一個升力大了或者小了，就減慢或加快對角旋翼的轉速，直到姿態恢復平衡。而直線飛行時只需要讓整個飛行器傾斜一定的角度，升力的分力就會變成推進使之往一個方向飛行，保持傾斜角度也像保持水平一樣依靠4個旋翼的加減速。根據直線飛行時飛行器的姿態，四旋翼飛行器還分為X型和十字型兩種，區別是前飛時是一個旋翼在前還是兩個旋翼在前。這類飛行器還有六旋翼、八旋翼……控制原理可以同理類推。
很早就有人嘗試過多旋翼飛行器
這麼簡單易行的原理，為什麼在直升機發展的早期卻很不成功呢？4旋翼飛行器毛病實在太多了！首先，它是個“不穩定結構”（又來了……之前講了太多“自穩定”和“不穩定”的結構，參看前期文章），不過這次很容易理解——只要有1個旋翼失效，整架飛行器立刻傾覆墜毀。它也不具備普通單旋翼直升機自轉下降的能力 ，所以立馬完蛋。6旋翼、8旋翼飛行器會好一些，1個旋翼失效還能繼續飛行。順便說一句：V-22“魚鷹”這種雙旋翼飛機本來也是不穩定，但是貝爾和波音硬在“魚鷹”的機翼里加了橫向的傳動軸，即使一臺發動機失效，也能把另一側發動機的動力傳過來驅動螺旋槳，從而保證了安全性！但是可想而知，這個結構會有多複雜、增加多少重量……
四旋翼一旦有一個失效就會發生事故
其次，多旋翼飛行器靠快速調整其中一個或者多個旋翼來實現懸停或者平飛，動力系統就必須有極快的響應速度。所謂響應速度是指當飛行員推拉油門杆時，發動機做出反應的速度，內燃機的活塞系統有強大的慣性，頂多只能達到秒級，即使用它作為動力勉強飛起來，也必定是歪歪倒倒。降落都會非常困難，因為降落時離地面近，地面效應的加持讓飛行器更加不可控。
內燃機的工作方式決定了響應速度較慢
還有，這種飛行器自身不穩定，就需要飛行員來保持穩定。可飛行員坐在一架搖搖晃晃的飛行器裡，重力的方向受到嚴重干擾，就很難保持穩定，靠儀表更加難以做到。即使勉強飛起來，飛行員要不時調整姿態，沒個幾分鐘就會疲勞得受不了。最後，這種飛行器的速度著實讓人擔憂——四個旋翼平飛時阻力非常驚人。這一大堆毛病用早期技術根本沒法解決，所以多旋翼飛行器只能靜靜地躲角落裡——“恰似猛虎臥荒丘，潛伏爪牙忍受”
早期不成功的多旋翼飛行器
異軍突起
進入21世紀後，多旋翼飛行器突然在無人機領域井噴式地大爆發！尤其是2013年開始發展速度讓步人眼花繚亂，到2019年，全球每年銷售的民用無人機中，多旋翼飛行器佔了80%以上，其中中國某公司的產品佔到整個市場70%以上的份額，甚至連美國、以色列（“哈比”、“獵人”都曾是我們學習的對象）這樣昔日的無人機技術領先的國家都大批採購。許多民間武裝也用它來改裝成“微型轟炸機”……
多旋翼飛行器忽然在無人機領域異軍突起
說起來多旋翼飛行器的興起首先得益於自動控制技術的大發展。有超大規模集成電路、高速微處理器、電子陀螺儀，多旋翼飛行器所需要的增穩控制只用一塊類似手機的芯片就妥妥地搞定穩定性，不用人手工去控制平衡，一下子解決了最大的難題。
常見的開源無人機飛控，集成了眾多功能
其次是的高功率密度的外轉子永磁電機，電機的響應速度比起活塞式內燃機快一個數量級，多旋翼飛行器的飛控系統一般每秒鐘可以發出400條指令給電機，這種調整速度再加上GPS定位和氣壓定高計，可以保證飛行器在空中穩得象釘子一樣。此外，電動機結構簡單，可靠性非常高故障率也低，多旋翼安全性不足也就不再是大問題了。而且多旋翼無人機和同樣能垂直起降、懸停的單旋翼直升機相比，機械結構要簡單得多，沒有周期變距機構、總距控制機構、尾槳；螺旋槳也都是剛性安裝，沒有水平鉸、揮舞鉸；電動機直接驅動螺旋槳，沒有變速箱……結構的簡單使得故障率、成本當然也都大大降低了。
電機的響應速度讓多旋翼無人機非常穩定
解決了這些痼疾以後，多旋翼飛行器成為最容易操作的飛行器，它的操作和鼠標一樣非常直觀，甚至不用專門學習，上下左右前後直接推杆就可以。增穩的飛控系統可以實現“無憂慮操作”——碰到麻煩只需要鬆開雙手，飛行器就自動懸停在空中等待下一步指示。現在買到商品化的多旋翼無人機後，即使完全沒有飛行經驗，也能在1-2個小時內就上手操作，這一點成為它迅速普及的最重要原因！而固定翼無人機、單旋翼直升機這些，沒有幾個月的訓練根本不敢放手飛。
多旋翼無人機操作極其簡單
甚至速度慢也不是問題了，無人機一般在視野內飛行，速度太快的話，對於新手就很不友好。一輛100公里時速的車在近距離是一眨眼就呼嘯而過，小小的無人機如果也是這個速度，一眨眼可能就飛出視距之外了。況且這種無人機主要用於戶外攝影，也用不著太快的速度，最快70公里的時速足夠了。
難以進階
多旋翼無人機在消費類市場大獲成功的時候，在向更專業的行業應用市場和軍用市場挺進時卻屢遭挫敗，原因無它，電池的能量密度實在太低太低了，低到什麼地步呢？淘金客整理了一下：
1、某公司無人機的鋰電池：180瓦時/公斤
2、松下原裝18650電池，B型能量密度最高：最大280瓦時/公斤，注意是單節電池而非電池組
3、某公司送來的樣品，淘金客親測：450瓦時/公斤，特點是巨貴、充電非常慢。
4、一次電池，就是俗稱乾電池，據說美軍的軍用品，有達到500瓦時/公斤的，沒實測過。
來看看對比組而傳統內燃機用的燃油呢？汽油，折算下來有多少呢？12000瓦時/公斤！同樣的重量，汽油能提供比最好的鋰電池高40倍的能量。某公司常常被用來掛羽毛球炸彈的“精靈”無人機，新電池也就是25分鐘左右的續航時間，折算成航程是多少呢？這個時間是用10米每秒也就是36公里的時速飛出來的，所以航程是：
25X36/60=15公里
注意：首先，這是單程，不是往返；其次，多旋翼無人機在懸停或者慢速時功率比較大，巡航速度平飛時功率反而較小，這意味著如果無人機不動，飛行時間會更短；還有，沒有算載重，如果算上羽毛球炸彈和投放機構，時間還要少個接近10分鐘，因為電機功率大了以後效率會降低……說了這麼半天是什麼意思呢？
用這種小無人機投羽毛球炸彈，如果還要搜索目標、瞄準，還想要飛機返航，操作員其實離著目標非常近，甚至差不多就在步槍射程之內。
掛上炸彈後，這麼小的多旋翼無人機飛不了幾分鐘
有沒有更好的呢？淘金客拿松下18650電池組成電池組，製作的多旋翼無人機尺寸重量都比較大，大約在13公斤左右，用的較大尺寸的螺旋槳——這樣升力效率比前面的小“精靈”高出一倍多 ，最終飛出了100分鐘以上的時間，60公里的航程。如果換成前面列出的第3種樣品電池、或者是一次電池的話，應該有160分鐘的時間，96公里的航程，沒有實際裝機測試，因為太貴了而充電速度太慢，實用價值並不大。
這個型號的電池能量密度稍微高一些
注意前面提到航程是單向的，把無人機當成導彈來用固然是可以，但
如果要考慮返程，活動半徑就要減半了。而且，用無人機作戰不是飛出去目標就在那兒等著，搜索、識別、瞄準還需要不少時間。而且無人機個頭大了升力效率是提高了，可隱蔽性也變得很差……這些折扣一路打下來，實際上是飛不了多遠的。如果，幾乎所有多旋翼無人機的研發人員都把大部分精力放在瞭如何延長續航時間上。
大一些的多旋翼無人機續航時間會更長一些，但隱蔽性、便攜性都不太好
結語
淘金客說：多旋翼飛行器靠操作直接易上手、結構簡單、成本低廉等特點，在無人機領域成功逆襲。不過續航時間太短的毛病始終制約了它的用途，即使是民用，在海上、森林、湖泊……這些地方對續航時間有限的多旋翼無人機來說非常危險，特別是水面上。如何來解決這個問題呢？下一篇文章淘金客將和大家一起，專門聊聊目前在這方面的進展。
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