无人机噪音水平以及如何保持安静

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有些关于无人所事人的无人机,特别是那些没有进入爱好的人。他们可以用来在没有许可的情况下拍照,他们可以在私人财产上方飞行,他们不停地吵。无人机发出的嗡嗡声,无论何时何地都才能使其才能偏离开销。如果你见过婚礼或一方,这可能是一个真正的嗡嗡声杀手。

除了婚礼之外,在很多情况下,无人机可以安静一点。究竟是什么让无人机的噪音如此之大?主要的无人机品牌都采取了哪些措施来让它们变得更安静呢?你能做些什么来降低你的无人机的噪音?

为什么无人机这么吵?

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无人机基本上是微型直升机,所以几乎没有人惊讶他们做出如此多的噪音。由于螺旋桨旋转的空气重定向,因此产生了大部分噪音,这产生了提升和推进。具有更多螺旋桨的无人机是嘈杂的,如需要举起繁重有效载荷的无人机

为了更简单地说出,认为螺旋桨在旋转时在物理上击败空气。螺旋桨创造的扰动越多,产生越多的噪音来创造升力。自从无人机螺旋桨它们比直升机的螺旋桨要小得多,所以需要旋转得更快。这就产生了无人机特有的高频嗡嗡声。

无人机的噪音不仅仅是一种干扰——它阻碍了无人机的许多可能的应用。例如,一架噪音很大的无人机,无论它多么小,多么容易操纵,都不是一个很好的监视工具。当无人机被用作野生动物的监控和跟踪工具时,也必须保持一定的距离,这样它们才不会吓到动物,破坏它们的自然行为。

多年来,各大零售品牌一直在探索和测试无人机自动编队递送包裹的概念。除了可能有数百架无人机飞过人和私人财产的安全担忧外,无人机产生的噪音也阻碍了这一概念成为现实。

你能想象数以百计的快递无人机发出的噪音吗?正如我们所说的,让无人机携带沉重的包裹将进一步增加它们的噪音,因为需要更快的螺旋桨速度来产生更多的升力。

因此,降噪是无人机开发技术的前沿之一。幸运的是,这场前面有一些成功,但该行业仍然远未实现可接受的噪音水平。

无人机到底有多吵?

为了从更定性的角度来看待无人机噪音,让我们来看看一些科学研究。“可接受的噪音声级”以85分贝作为参考值。这接近高速公路近距离的噪音水平(80分贝),但仍比手提钻近距离的噪音(100分贝)低。近距离守恒可以在音量范围从40分贝到50分贝。

关于无人机噪声水平的可用数据到处都是,在那种测量它们的许多尝试中,没有尝试建立受控变量。在各种条件下还没有任何一致的努力记录一大集不同无人机模型的噪音。无论如何,我们将与我们拥有的东西合作。

根据一项比较不同身份不明无人机的研究,它们在距离100 AGL时的噪音水平如下:

  • 小型固定翼无人机 - 50 dB
  • 大Quadcopter - 55 dB
  • 固定翼飞机- 75分贝
  • 有人驾驶直升机- 95分贝

此外,对不同大疆无人机型号的比较得出了以下数字:

  • Mavic Pro - 79 dB
  • Mavic Pro Platinum - 70 dB
  • Mavic Air - 76 dB
  • Spark - 74 dB
  • Mavic Mini - 74 dB
  • 幻影4 Pro - 81分贝
  • 幻影4 Pro V2 - 76.5 dB

同样,很难从这些值中得出具体的结论,因为我们不确定测量它们的参数。从大疆无人机的噪音水平的快速比较,很容易看到更大、更重的Phantom 4 Pro无人机的噪音比紧凑的Mavic无人机。

从原始Mavic Pro到铂金版本的噪声巨大减少可以记入更有效的螺旋桨和重新设计的电子速度控制器(ESC)。这被认为是DJI品牌的巨大设计跃迁,它携带到后来的无人机模型。

在任何情况下,无人机产生的噪音的检测水平是根据设置确定的。在城市环境中,环境噪声白天可达65分贝左右,晚上可达55分贝。乡郊地区比较安静,白天的环境噪音约为45分贝,晚上可低至35分贝。如果无人机的噪音超过了这些环境噪音水平,那么人类和野生动物就能检测到或感知到它们。

我们还必须认识到噪声随距离衰减的现象。简单地说,距离越远,无人机的噪音就越小。一般来说,声源和听者之间的距离每增加一倍,噪音水平就降低6分贝。

什么是无人机制造商正在减少噪音?

•螺旋桨重新设计

先锋远程监视无人机

“空气干扰”的概念是降低无人机噪音水平的关键。无人机的螺旋桨越需要“拍打”风力来产生升力,它们产生的噪音就越大。因此,最简单的策略是设计更大的螺旋桨,在较低转速下也能产生相同的升力。

所谓的“慢速飞行”螺旋桨在电池效率方面也有益,因为转子电机的输出功率较少以过量振动和噪音的形式浪费。通过使开关到宽直径螺旋桨,可以将每电池循环的飞行时间增加几分钟。

通过使用更空气动力学型材的螺旋桨或使用轻质和更刚性的材料来实现相同的降低空气扰动的概念。然而,与变化的螺旋桨尺寸相比,改变螺旋桨形状和材料的降噪和材料的益处不会明显。

这一概念表现为现实的一个很好的例子是先锋远程监视无人机。尽管RPM速度缓慢,但使用专门设计的宽直径三刀片,尽管RPM速度慢,但Vanguard无人机在150米处仍然无法察觉。这也有助于令人印象深刻的效率,使无人机在单个电池循环上飞行高达94分钟。

这种螺旋桨的重新设计没有缺点。增加螺旋桨的直径也会使它们更重,这意味着它们能携带更多的动量。这种增加的动量会使无人机更难突然改变速度和方向,从而降低机动性。如果你正在进行无人机比赛,或者你在障碍物附近飞行,这可能是一个问题。

•ESC重新设计

Mavic Pro Platinum.

正如我们之前收集到的,大疆能够制造Mavic Pro Platinum.比原来的Mavic Pro做串联重新设计的螺旋桨和电子速度控制器(ESC)更安静。无人机的ESC基本上是一个电子模块,决定螺旋桨电机(无刷交流电机)的哪一部分是动力。

通过将信号从定子的一个部分传递到另一个部分,ESC影响电机(因此也影响螺旋桨)旋转的速度。在旧的ESC设计中,这个信号是按步进的方式传递的——一个电线圈被供电然后关闭,同时信号被传递到下一个电线圈。

重新设计的ESC使用了正弦电流,这意味着在一个线圈中的电流逐渐减少,而在下一个线圈上的电流逐渐增加。这使得螺旋桨的旋转更加平稳,从而减少了螺旋桨的干扰作用。

以较大的螺旋桨更有效的方式,重新设计的ESC也导致了电池效率的升级。转向正弦ESC的转变已经成功地为DJI成功,并已被传递到他们以后的无人机。

最终的想法

只是一个无人机经常被描述为“嗡嗡声”的事实是证明如何嘈杂的噪音。虽然这是无人驾驶飞行员习惯的东西,但普遍公众不适合它。无人机的高音嗡嗡声是什么都没有,以扰乱婚礼誓言或主要体育赛事的紧张局势。

关于无人机噪音的事情是它永远不会消失。可能有方法可以减少这种噪音,但我们可能不会看到完全安静的无人机。这意味着寄生虫飞行员只需要围绕这个问题裙子,让他们的无人机保持尊重的距离,以便他们不打扰所有噪音的人。