植保无人（rén）机的主要任务（wù）是装载农药（yào）进行喷洒（sǎ）作业，农药载重量（liàng）是提高（gāo）航空植保作业效率至关重（chóng）要的因素（sù）。从（cóng）技术（shù）上讲，植保无人机的农药载重量取（qǔ）决于其动力分系统（tǒng）的设计，而（ér）无人机的升（shēng）效是动力分（fèn）系统设（shè）计时最为重（chóng）要的技术指标。
无人机的升效定义为总升（shēng）力与总功率的比值。与之（zhī）相区别，单（dān）轴（单个旋（xuán）翼）的升力（lì）与功率的比值称为桨（jiǎng）效。作为多旋（xuán）翼无人机而（ér）言，无人机升效是（shì）多个（gè）单轴桨效的合成。设（shè）计步骤（zhòu）如下：
一、设计桨效。
第一步，确定单轴升力。单轴升力＝ 损耗补偿系数×最大起飞重量／旋翼（yì）个数（shù）。损耗补偿系数是为弥补（bǔ）多轴合（hé）成升（shēng）力的损失设定的，是一个经验值，需要通过大量的试（shì）验数据（jù）综合归（guī）纳得出。
第（dì）二步，设计螺（luó）旋桨形状（zhuàng）。根据单（dān）轴升（shēng）力、多旋翼结构尺寸等因（yīn）素，设（shè）计螺旋桨（jiǎng）的参数，主要包（bāo）括：螺旋桨叶（yè）数、螺旋桨直径、螺（luó）旋桨螺距（jù）、螺旋桨材质等。多旋翼是定螺（luó）距桨型，设计（jì）相对简单一些。从设（shè）计桨效（xiào）角度，桨型设计（jì）要充分考虑与驱动电（diàn）机的（de）转速相匹配。
第三步，设计驱动（dòng）电机。根据桨型气动力参数，设计驱动电机的各项参数，主要包（bāo）括（kuò）：电（diàn）机额定（dìng）功率、电机额定转速、电机最大转速、电（diàn）机额定扭矩、电机最（zuì）大（dà）扭矩、电机（jī）功重（chóng）比等。多旋（xuán）翼是以各个螺旋桨转速来控制升力的，因此重点围绕转速（sù）来设（shè）计驱动（dòng）电机各项（xiàng）指标，对提高桨效是非常重要的。
第四（sì）步，检验桨效。将设计好的螺旋桨和驱动（dòng）电机组合成实验样机，就可以在检验台上进行（háng）桨（jiǎng）效（xiào）的试验工（gōng）作了（le）。检验台要求较简（jiǎn）单，只要（yào）能容易固定实（shí）验样机，并检测出实时（shí）升力，以及同（tóng）时的供电（diàn）电流等参数即可。不断（duàn）加大电机的（de）转速，升（shēng）力和电流（liú）都会上（shàng）升，记录升（shēng）力和（hé）电流的关系（xì）曲线，将可换算成实（shí）验样机的升力和桨效（xiào）关系曲线。检验（yàn）升力和（hé）桨效关系（xì）曲线（xiàn），可清楚得（dé）出实验样机在给定设计升力（lì）范围内的（de）桨效关系（xì）。
重复第二（èr）步到第四步，反复调整桨型（xíng）、电机各参（cān）数的设计（jì），检（jiǎn）验各种实（shí）验样机的升（shēng）力和桨效关（guān）系（xì）曲线，从而选择出最（zuì）优化的桨效设计实验样机，并将其升力和桨效关（guān）系曲线作为下一（yī）步（bù）设计的技术（shù）参（cān）数（shù）依据。
二、设计飞控。
多旋翼无人机是一种欠驱动系统，无人机实时（shí）状态的6个自由度（dù），完全依靠多个（gè）旋翼产生的（de）升力来进行调整控（kòng）制。因此，多旋翼无人（rén）机的（de）升效取决于多个旋翼单轴桨效的合成（chéng）效率，同（tóng）时受到（dào）无（wú）人机飞行状态的极大影（yǐng）响。多旋翼的（de）飞行状态控制对提高无人机升效具有十分重要的作用。
多旋翼植（zhí）保无人机（jī）作业飞行要求相对比较（jiào）简（jiǎn）单（dān），一般要求（qiú）等（děng）高（gāo）、直线（xiàn）、匀速飞行（háng），起降需要缓速平（píng）稳，抗风能力在五级以下。根据（jù）植保（bǎo）作业的特（tè）点，有效（xiào）设（shè）计飞控（kòng），可较好地提高（gāo）无人（rén）机（jī）的升（shēng）效。
为提高（gāo）升（shēng）效设计飞控分为两个层面：飞控算法层面和飞控应用层面（miàn）。
飞控算法层（céng）面：这部分过于专业，也非常复杂，涉及飞控（kòng）的（de）核心算法（fǎ），一般的（de）飞（fēi）控厂家没有（yǒu）能（néng）力（lì）在此层面上设计（jì）研（yán）发，在此不加赘述。但（dàn）设（shè）计原则应该（gāi）是明确（què）的，就是要依据桨效参数（shù），结合植保作业特点，限定制（zhì）约（yuē）“过激”的（de）飞行状态，使能量有效（xiào）用于简单的（de）植保作业飞行动作上。
飞（fēi）控应用（yòng）层面：可为植保无人机飞行设置一些（xiē）限定条件。在无人（rén）机起降（jiàng）阶（jiē）段，限定起（qǐ）降（jiàng）速度和加速（sù）度；在植（zhí）保作业阶段，限定最大速度，限（xiàn）定加减速时的（de）最大（dà）加速（sù）度。这（zhè）些（xiē）限定（dìng）也同样是为了（le）限定制约“过激”的飞行状态，提高植保作业的（de）升效。
三、设计效果预期。
无（wú）人机（jī）升（shēng）效的（de）提高（gāo），节能效果（guǒ）明显。我们对最大（dà）起（qǐ）飞（fēi）重量35KG，有效载药10KG的多旋（xuán）翼植（zhí）保机进行过测试（shì），平均升（shēng）效只（zhī）有3.5KG/KW。究其原（yuán）因（yīn），主要是使用的全是航（háng）模（mó）电（diàn）机和航模飞控，不是为植保无人机专门（mén）设计，桨效（xiào）本身就不高，飞控对桨效的合（hé）成（chéng）效率（lǜ）也不高。经过设计试验，我（wǒ）们将平均升（shēng）效提高到（dào）7KG/KW以上，升效提高了（le）一倍，最直（zhí）接（jiē）的效（xiào）果就是完成同样的植（zhí）保作业，电池节省（shěng）了一半容量。目（mù）前（qián），电池是（shì）植保作业成本的制约因（yīn）素，减少了电池成本，使无人机植保（bǎo）更加贴近实际应（yīng）用。
无（wú）人（rén）机（jī）升效的提高，减少了机（jī）体（tǐ）内电磁干扰。升效提高，节省了电能消耗，电池（chí）供电的电流相对有较大的减小，从而使在狭窄（zhǎi）机体（tǐ）内通过大电流的导线辐（fú）射（shè）出的（de）电磁干扰下降，这对提高飞（fēi）控系统（tǒng）的（de）稳定性十分有利。
无（wú）人机升效的提（tí）高，增加了（le）植保无人机（jī）操控的稳定性。为提高（gāo）升（shēng）效，飞（fēi）控根据（jù）植（zhí）保作业的特点，进行了限定制约“过（guò）激”飞行状态的设计，这实际（jì）上起到了操控的增（zēng）稳作用。对于植保无人机（jī）操（cāo）控（kòng）手（shǒu）来讲，提高了可操控（kòng）性，减少了植保作业的劳动强度。（来源民用无人机（jī）市场开发；原创（chuàng）作者林建）
图示：劲鹰植保（bǎo）无人机
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