宣传册载荷与可用载荷
宣传册上的载荷往往是新电池、静风和标准大气日的结果。可用载荷是扣除风、储备、老化和温度之后剩下的部分。单程算法只在回程由别人负责时才成立。
标称数字预设了什么
标称载荷往往是在静风、新电池、接近海平面的标准大气日、按一段规定的短剖面测得的。储备可能被省略或很薄。货箱、温度记录仪和降落伞可能未计入。这个数字可能是单程的。数字未必是假的,只是前提没有写出来。改变前提,同一架航空器上您可以计划的质量也随之改变。不要把制造商的一句话当作批准或飞行手册。在数字旁边写明计入了什么、剔除了什么。
实际载荷是逐项扣减后剩下的部分。风,尤其是回程的顶风。作为储备而不允许动用的能量。电池组老化带来的容量损失和内阻增长。低温削减容量和可输出功率。高温限制电流以免损坏电池组。海拔越高,空气越稀薄,推力越小,散热越差。重心、容器、温度记录仪,以及虽非货物但仍有质量的传感器。程序很简单。从标称数字出发,逐项扣减,只计划剩下的部分。不要从储备里加一点回来。您一旦这么做,储备就变成了货物。
携带探头进行接触和测量,见 Inspection 指南中的接触式检查:无人机触碰并测量。
安装工具并将其压向表面,会消耗载荷和姿态余量;见 Inspection 指南中的 A Truly-Redundant Aerial Manipulator System With Application to Push-and-Slide Inspection in Industrial Plants。
任务很少是单程的
单程能量只在有第二个机巢、一辆回收车,或一架您愿意消耗掉的航空器时才成立。那是另一类运行,必须按另一类运行来核算成本。一个普通架次包括起飞、爬升、巡航、进近、交接时的盘旋等待、返航、进近、储备,以及模型误差的余量。投下货物会让回程变轻。只有在交接成功时,您才可以利用这种不对称。对许多网络来说,设计工况是失败的情形:满载返航,顶着更坏的风。按成功日子的平均值来确定电池组大小,航空器就会在真正要紧的那天掉链子。
去程的顺风往往是回程的顶风,所以不要把风平均成一个友好的数字。约束性的航段往往是延误之后的回程。盘旋等待是换不来距离的能量。正如上一章所说,接近悬停的等待直接消耗航程。在算完之前,把成功后的轻载返航和失败后的满载返航都写下来。按两者中较小的来计划,是一种希望,而不是估算。
储备不是货物
保留储备不是悲观。复飞、风超过预报、为另一架航空器或某个人等待、一节弱电芯、改航到备用机巢、因直线航路被拒而绕远、收件人迟到时的盘旋等待:这些都是真实日子里的寻常事件,而不是灾难清单。电量几近耗尽时着陆,会把迟到的收件人变成一架丢失的航空器和一个地面上的风险。有人驾驶飞行把燃油储备写进了规则,因为计划不等于天空。无人驾驶航空器通常把同一思想编码为返航阈值。把这个阈值当作载荷花掉,是管理层面上选择不按计划飞行的决定。
本章不规定法定的分钟数。那个数字属于运营人的批准文件和飞行手册。这里要说的是余量为什么存在,以及它为什么不是货物。为了接近宣传册而削减它,纸面上的航班数会上升。上升的是那些只有在风、等待和老化都为零的日子里才能成功的航班。不要把这些航班叫作计划。只留象征性储备的估算是广告。在它进入排班之前,写一句话,说明您从储备里支付了什么,又拒绝支付了什么。
续航如何随载荷和储备的变化而下降,可以通过扫描载荷以估算悬停时间和航程(Airffic Architect)量化。这些数值来自系数模型,而不是推力台架测量。
载荷、储备和机体质量如何侵蚀悬停时间,可以在设计机体尺寸并估算悬停时间(Airffic Architect)中试一试。这些数字是系数模型的结果,而不是推力台架测量。
- NASA Glenn — Four forces on an airplane
四力图:只要航空器在空中,重力就必须由升力持续抵消。增加载荷会让这种持续的抵消变得更重。
- Murray and Chu, 2015 — flying sidekick TSP
提出带续航限制的卡车加无人机配送问题的论文。仅作引用:本指南不重新推导其数学。它借用的是一个要点:续航是架次的硬性上限。
- PX4 — Multicopter controller diagrams
图示展示了推力指令经过一个会饱和的分配环节。把余量花在悬停上,后续的修正就会撞上这个上限。不要把图当作调参手册来读。