植保无人机的主要任务（wù）是装载农药进行喷洒作（zuò）业（yè），农药载（zǎi）重（chóng）量是提高航空植保作业效率至关（guān）重（chóng）要的因素。从技术上讲，植（zhí）保无人机（jī）的农药载重量（liàng）取决于其动力（lì）分系统的设（shè）计，而无人机的升效是动力分系统设计时最（zuì）为重要的（de）技术指标（biāo）。
无人机的升效（xiào）定（dìng）义为（wéi）总升力与总功率（lǜ）的比值（zhí）。与之相区别，单（dān）轴（zhóu）（单个旋翼）的升力与功率的比值称为桨效。作为多旋翼无人机而言，无人（rén）机升效（xiào）是多个（gè）单轴桨效（xiào）的（de）合成。设计（jì）步骤（zhòu）如下：
一、设计桨效。
第一步，确（què）定单轴升力。单轴升力＝ 损耗补偿（cháng）系数×最大（dà）起（qǐ）飞重量／旋翼个数。损耗（hào）补偿系数是为弥补多轴合成升力的损失设定的，是一个经验值，需要通（tōng）过大量的试验（yàn）数据综（zōng）合归（guī）纳得出（chū）。
第（dì）二步，设计（jì）螺旋桨形（xíng）状。根据单轴升力、多旋翼结构尺（chǐ）寸等因素，设计螺旋桨的参（cān）数，主要（yào）包（bāo）括：螺（luó）旋桨叶数、螺旋桨（jiǎng）直径（jìng）、螺旋桨螺距（jù）、螺旋桨材质等。多旋翼是（shì）定螺距桨型，设计（jì）相（xiàng）对简单（dān）一些。从设计（jì）桨效角度，桨型设（shè）计要充分考（kǎo）虑与驱动（dòng）电机的转（zhuǎn）速相（xiàng）匹配。
第三（sān）步，设计驱动电机。根据桨型气动力参数，设（shè）计驱（qū）动电机的各项参（cān）数，主要包括：电机额定功率、电机（jī）额（é）定（dìng）转（zhuǎn）速（sù）、电机最大转速、电机额定（dìng）扭矩、电机最（zuì）大扭（niǔ）矩（jǔ）、电机功重（chóng）比等。多旋翼是以各个螺旋桨（jiǎng）转速来控制升力的，因此重点围绕（rào）转速来设计驱动电机各项指标（biāo），对提高桨效是非常重要的。
第（dì）四（sì）步，检（jiǎn）验桨效。将设计好的螺旋（xuán）桨和驱动（dòng）电机组合（hé）成实验（yàn）样机，就（jiù）可以在检验台上进行桨效的试验工作（zuò）了。检验台（tái）要（yào）求较简单，只（zhī）要能容易固（gù）定（dìng）实（shí）验样（yàng）机，并检测出实时升（shēng）力（lì），以及同时的供电电流（liú）等参数即可。不（bú）断加大电机的转速，升力（lì）和电流都会上升，记录升力和电流的关系（xì）曲线（xiàn），将可（kě）换算成实验（yàn）样机的升力（lì）和桨效关系曲线（xiàn）。检验升力和桨效关系曲线，可（kě）清（qīng）楚得出实验（yàn）样机在给定设计升力范围内的桨（jiǎng）效关系。
重（chóng）复第二步到（dào）第四步，反复调整桨型、电（diàn）机（jī）各参数（shù）的设计，检验各种（zhǒng）实（shí）验样机的（de）升力和桨（jiǎng）效关系曲（qǔ）线，从而（ér）选择出最优化的（de）桨（jiǎng）效设计实验样机，并将其（qí）升力和桨效关（guān）系曲线作为下一步设计的技术参数依据。
二、设计飞（fēi）控。
多旋翼无人机是一种欠驱动系统（tǒng），无人机实时状态的6个（gè）自由度，完全依（yī）靠多（duō）个旋翼产生（shēng）的（de）升力来进行调（diào）整控（kòng）制。因此，多（duō）旋翼无人（rén）机（jī）的升效取（qǔ）决于多个旋翼单（dān）轴桨效的合成（chéng）效率，同时受到（dào）无人机飞行状态的极大影响。多旋（xuán）翼的飞行状态控制对提（tí）高无人机（jī）升（shēng）效（xiào）具有十分重要（yào）的作用。
多旋翼植保（bǎo）无人机作业（yè）飞行要求相对比较简单，一（yī）般要求等（děng）高、直线、匀速飞（fēi）行，起（qǐ）降（jiàng）需要缓速平（píng）稳，抗风能力（lì）在五级以（yǐ）下。根（gēn）据植保作（zuò）业的特点，有（yǒu）效设计飞控，可较好地提高无人机（jī）的升效。
为提高升效设（shè）计飞控分为两个层面：飞控算法层面和飞控（kòng）应用（yòng）层面。
飞控算法层面：这部分过于专业（yè），也非（fēi）常复杂，涉及飞控的（de）核心算法（fǎ），一般的（de）飞控厂（chǎng）家没有能力在此层面上设计研发，在此不加赘述。但设（shè）计（jì）原（yuán）则应该（gāi）是明确的，就是要依据桨效（xiào）参数，结合植保作业特点（diǎn），限（xiàn）定制（zhì）约“过（guò）激（jī）”的飞行状态，使能量（liàng）有效（xiào）用于简（jiǎn）单（dān）的植保作业飞行动作上（shàng）。
飞控（kòng）应用层面：可为植保无人机飞（fēi）行设置一些限定条件。在无人（rén）机起降阶段，限定起降速（sù）度和加速（sù）度（dù）；在植保作业阶段（duàn），限定最大速度，限定加减速时的最大加速（sù）度。这些限定（dìng）也同（tóng）样是为（wéi）了限定制约“过（guò）激（jī）”的飞行状态（tài），提高植（zhí）保作业的升效。
三、设计效果预期。
无人机升（shēng）效的（de）提高，节能效果明显。我们对最大起（qǐ）飞（fēi）重量35KG，有效载药10KG的（de）多旋翼植保机进行过测（cè）试，平均升效（xiào）只有3.5KG/KW。究其（qí）原因，主要（yào）是使（shǐ）用的全是航模电机和航模飞（fēi）控，不是（shì）为植（zhí）保无人机专门设计，桨效（xiào）本身就不高（gāo），飞（fēi）控对桨效的合成效（xiào）率（lǜ）也不高。经过设计试（shì）验，我（wǒ）们将平均升效提（tí）高到7KG/KW以上，升效提高了一倍，最直接的效（xiào）果就（jiù）是（shì）完（wán）成（chéng）同样的（de）植保作业，电池节（jiē）省了一半（bàn）容量。目前（qián），电（diàn）池是植保作业成本的制约因素（sù），减（jiǎn）少了电池成本，使（shǐ）无人机植（zhí）保更（gèng）加贴近实际应用（yòng）。
无人机升（shēng）效的提高，减少了机体内电磁（cí）干扰（rǎo）。升效（xiào）提高，节省了电（diàn）能消耗，电池供（gòng）电的（de）电流相对有较大（dà）的减小，从而（ér）使在狭窄机体内通过（guò）大电流的导线辐射出（chū）的电磁（cí）干扰（rǎo）下降，这（zhè）对提高飞控（kòng）系统的稳定性十分有利（lì）。
无（wú）人（rén）机升效（xiào）的提高，增加了植（zhí）保无人机操控的稳定性。为提高升效，飞控根据植保作（zuò）业的特点，进行（háng）了限定制约（yuē）“过激”飞行状态的设计，这实际上起到了操控的增稳作用。对（duì）于植（zhí）保无人机操控（kòng）手来（lái）讲，提高（gāo）了可操控性，减少了植保作业的劳动强度。（来源民用无人机市（shì）场开发；原创（chuàng）作者林建）
图示：劲鹰植保无（wú）人机
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