冬天了,一些飞友在尝试穿云飞行、或者大雾天气飞行的时候遇到了电机过载甚至无人机迫降的问题,这其实是因为桨叶出现了结冰的情况。
当空气湿度比较高,并且天气寒冷的时候,空气中的水分会不断附着到高速旋转的桨叶上,在桨叶的前缘凝结成冰层。结冰后,桨叶的气动外形和自身惯量都发生了很大改变,为了保证稳定的飞行,电机需要提供更大的力进而出现电机过载的情况。而随着冰层越来越厚,当电机无法提供足够的扭矩时,飞机就会掉高甚至迫降,电机也有可能因为严重过载而过热烧毁。这也是无人机不支持在下雨、下雪、有雾等恶劣天气下飞行的原因之一。
整个结冰过程的发生是很快的,在比较严苛的环境中,只需要几十秒,桨叶就会结冰到无法维持正常悬停的程度。
所以如果飞行中,遇到“电机过载”的提示,请按照提示马上降落,检查桨叶是否出现了结冰的问题。
其实像直升机一类的大型飞行器,桨叶结冰也是必须要面对的问题。直升机一般是靠在螺旋桨中布置加热丝的方式来解决结冰问题的。可以参考这个视频
https://www.zhihu.com/zvideo/1326823330151247872
而对于航拍无人机来说,桨叶小重量轻,靠外置加热模块对桨叶加热来积极防除冰的方式就并不适用,只能靠设计更不容易结冰的桨叶翼型、和选用更加疏水的桨叶材料来缓解结冰问题。这些努力也已经体现在了当前的产品设计中。
当然,仅仅是缓解,并不能完全避免。
引用一个学术上的对比实验结果来说明,左侧样品在表面上涂敷了超疏水图层,结冰现象会有所改善,但在前缘还是会出现明显的结冰问题。
为了寻找短时有效的临时措施,我们也测试了市面上能够购买到的一些疏水性喷剂,比如冲锋衣防水剂、汽车表面防结冰喷剂、玻璃防雾喷剂等等。效果不尽相同。一些喷剂能起到缓解结冰的效果。注意,仅仅是“缓解”,不是“解决”!结冰量也许会少一点,但还是会出现结冰。另外所有表面喷剂的时效性都是很短的。当然,也有一些喷剂,使用后反而让桨叶更容易结冰了。
如果是有特殊拍摄需求必须要在寒冷潮湿环境下使用的飞友,也可以自己做些这方面的尝试。如果找到了很有效的防结冰方法,也欢迎在评论区留言,与大家一起分享经验。