植保无（wú）人机的主要（yào）任务是（shì）装载农药进行（háng）喷洒作业，农（nóng）药载重量是提高航空（kōng）植保作业效（xiào）率至关重要（yào）的因（yīn）素。从技术上讲，植保（bǎo）无（wú）人机的（de）农药载重量取决于其动力分系统的设计，而无人机的（de）升效是（shì）动力分（fèn）系统设计（jì）时最为重要的技术指标。
无人机的升效定（dìng）义为总升力（lì）与总（zǒng）功（gōng）率的比值。与之相区别，单轴（zhóu）（单个旋（xuán）翼）的升力与功率的比值称为桨效。作（zuò）为多旋翼无人机而（ér）言，无人机升（shēng）效是（shì）多个单轴桨效的合成。设计（jì）步（bù）骤如下：
一、设（shè）计桨效。
第一步，确定单（dān）轴升力。单轴升力＝ 损耗（hào）补偿系数×最大起飞重（chóng）量（liàng）／旋翼个数。损耗（hào）补偿系数是为弥补（bǔ）多轴合成升力的损失设（shè）定的，是一个（gè）经验值，需要通过大量的试验数据综合归纳得出。
第二步，设计螺旋桨（jiǎng）形（xíng）状。根（gēn）据单轴升力、多旋翼（yì）结构尺（chǐ）寸等因素，设计螺旋桨的参（cān）数（shù），主要包括：螺旋（xuán）桨叶数（shù）、螺旋桨直径（jìng）、螺旋桨（jiǎng）螺距、螺（luó）旋桨材质等。多旋翼是定螺距（jù）桨型（xíng），设计相对简单一些。从设（shè）计桨效角度，桨型设计要充分考（kǎo）虑与驱动电机的转速相匹配。
第（dì）三步（bù），设计驱动电机。根据桨（jiǎng）型气动力参数（shù），设计驱动电机的各项参数（shù），主要包（bāo）括：电（diàn）机额定功率（lǜ）、电机额定转速、电机最大转速、电机额定扭矩、电机最大扭矩、电机功重比等。多旋（xuán）翼是以（yǐ）各个（gè）螺旋桨转（zhuǎn）速来控（kòng）制升力的，因此（cǐ）重点（diǎn）围绕转速来设（shè）计驱（qū）动电（diàn）机各项指标（biāo），对提高桨效是非（fēi）常重（chóng）要（yào）的。
第四（sì）步（bù），检验桨效。将设（shè）计好的（de）螺旋桨（jiǎng）和驱（qū）动电机组合成（chéng）实验样机，就（jiù）可以在检验台（tái）上进行桨效的试（shì）验（yàn）工（gōng）作了。检验台要求（qiú）较简单，只要能容易固定实验（yàn）样机（jī），并检测（cè）出实时升力，以及（jí）同时的供电电流等（děng）参数（shù）即可。不断加大电机的（de）转速，升（shēng）力和电流都会上升（shēng），记录升力和电流的关系（xì）曲（qǔ）线，将可（kě）换算成实验样机（jī）的升力和桨效关系曲线。检验升力和桨效关系曲（qǔ）线，可清楚得出实验样机（jī）在给定设计升力范围内（nèi）的桨效关系。
重复第二步到第（dì）四步，反（fǎn）复调（diào）整桨型、电机各参数（shù）的设计（jì），检验（yàn）各种实验样机的升力和桨效关系曲线，从而选择出最优化的桨效设（shè）计实验样机，并将其升力和桨效关（guān）系曲（qǔ）线作为下一（yī）步设（shè）计的技（jì）术参数依据。
二（èr）、设计飞控。
多旋翼无人机是一（yī）种（zhǒng）欠驱动系统，无人机实时状态的6个（gè）自由度，完（wán）全依靠多个旋翼产生的升力（lì）来（lái）进行调整控制。因（yīn）此，多旋翼无人（rén）机的（de）升效取决于多（duō）个旋翼单轴桨效的合成效率（lǜ），同时受（shòu）到无人机飞行状态的极大影（yǐng）响。多旋翼的飞（fēi）行状（zhuàng）态控制对提高无人机升（shēng）效具有（yǒu）十分（fèn）重要（yào）的作用。
多（duō）旋（xuán）翼植保（bǎo）无人机作业飞行要求相对比（bǐ）较简单，一般要（yào）求等高、直线、匀速（sù）飞行，起降需要缓速平稳（wěn），抗风能力在五级以下（xià）。根据植保作业的特点（diǎn），有效设计飞控，可较（jiào）好（hǎo）地提高无人机的升效。
为提高升效（xiào）设计飞控（kòng）分为两个层面（miàn）：飞控算法（fǎ）层面和飞控应用层面。
飞控（kòng）算法层面：这部分过于专业，也非常复杂，涉及飞控（kòng）的（de）核心算（suàn）法，一（yī）般的飞控厂家没有能力在此层面（miàn）上设计研发（fā），在此（cǐ）不加赘述。但设（shè）计原则（zé）应该是明确的，就是要依据桨效参数，结合植保作业（yè）特点（diǎn），限（xiàn）定制约“过激（jī）”的飞（fēi）行状态，使能量有效用于简单（dān）的植保作业飞行动作上。
飞（fēi）控（kòng）应用层面：可（kě）为（wéi）植保无人机飞行设置一（yī）些限定条件。在无人机（jī）起降阶段，限定起（qǐ）降速度和加速度（dù）；在植保作业阶段（duàn），限定最大速度，限定加减速时的最（zuì）大（dà）加速度。这些限定（dìng）也同样是为了（le）限定制约（yuē）“过激”的飞行状态，提高植保作业（yè）的升效。
三、设（shè）计（jì）效（xiào）果（guǒ）预期。
无人机（jī）升（shēng）效的提高，节（jiē）能（néng）效果明显。我（wǒ）们对最大起飞重量35KG，有（yǒu）效载药（yào）10KG的多旋翼植保机进行过测试（shì），平均（jun1）升效只有3.5KG/KW。究其（qí）原因，主要是使用的（de）全（quán）是航模电（diàn）机和航模飞控，不是为（wéi）植保无人机专门设计，桨效本（běn）身就不高（gāo），飞控对桨效的合（hé）成效率也不高（gāo）。经（jīng）过设计试验，我们将平均升（shēng）效提高到7KG/KW以上（shàng），升效提（tí）高了一倍，最直接的效果就是完成同（tóng）样的植保（bǎo）作业，电池节省了一（yī）半（bàn）容量。目（mù）前，电池是植保作业成本的制（zhì）约因（yīn）素，减少了电池成本，使无人机植保更加（jiā）贴近实际应用。
无人机升效（xiào）的提（tí）高，减少了（le）机（jī）体内（nèi）电磁干（gàn）扰。升效提高，节省了电能消耗，电池供电的电（diàn）流（liú）相（xiàng）对（duì）有较大的减小，从而使在狭窄机体内通过大电流的（de）导线（xiàn）辐射出的电磁（cí）干扰下降，这对提（tí）高飞控系统的（de）稳定性十分有利（lì）。
无（wú）人机升效的提高，增加（jiā）了植保无人（rén）机操控的（de）稳定性。为提（tí）高升效，飞控根据植（zhí）保作业（yè）的特点，进行了（le）限定制约（yuē）“过激（jī）”飞行状态（tài）的（de）设计，这实际上起到了操控的增（zēng）稳作用。对于植保无人机操控手来（lái）讲，提高了可操（cāo）控性，减少了植保作业（yè）的劳动强度。（来源民用无人机（jī）市（shì）场开发；原创（chuàng）作者（zhě）林建）
图示：劲（jìn）鹰植保无人机
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