[科普中国]-距离无人机快递还有多少双十一

前不久，有报道称"顺丰将购10万架无人机用于全国快递"，该报道被各大媒体转载但后来又打脸被证实是误传。

虽然目前国内知名快递企业使用无人机配送快件的消息不断，但多为试水或营销之举，并无太大实际运用意义。那么问题来了，无人机送快递真的靠谱吗？
首先了解下关于无人机的基本知识：按照不同平台构型来分类，无人机主要有固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机三大平台，按不同使用领域来划分，又可分为军用级、民用（或称工业级）和消费级三大类。固定翼和多旋翼的主要区别在于产生升力的方式不同，前者机翼固定，平伸于机体两侧，主要的升力来自机翼与空气的相对运动，并靠螺旋桨或者涡轮发动机产生的推力作为向前飞行的动力；而后者主要靠顶部旋转翼产生升力。因为这个原理，固定翼相比于多旋翼具有远程，快速，大载重的优势。目前多旋翼主要应用于工业级和消费级，固定翼主要应用于军用级和工业级，无成熟的消费级产品。

固定翼 多旋翼

考虑无人机应用于快递业的可行性，单从技术上来分析，制约因素有如下几点：
1）关于载重。随着越来越多的新晋厂商试水无人机，各种水准的产品参差不齐，网上的宣传和噱头铺天盖地，很多都打着新型无人机的名号，摇旗呐喊自己的可载重量。然而目前市场上可以买到的消费级多旋翼无人机最大载重只有6kg，工业级多旋翼无人机最大载重10kg，工业级固定翼无人机最大载重15kg。
2）关于续航。跟军用无人机不一样，小型无人机的电池续航时间并不长。为减轻无人机的起飞重量，无法携带较重的大容量电池，目前市面上的无人机主要采用锂聚合物电池作为主要动力，续航时间一般在半个小时以内。这是无人机发展的一个致命短板。
3）关于垂直起降。垂直起降的准确定义是：能够以零速度起飞、着陆，不需要滑跑，具备悬停能力，对起降场无特殊要求，并能以固定翼的方式水平飞行以获得更大的前飞速度与航程。这正是快递无人机所必须具备的技能，然而事实总是这么的尴尬，多旋翼可悬停，但机载重量小，航程短，固定翼有载重和续航的优势，但起降不方便，有的是像投标枪一样靠手扔，有的则是用大型弹弓弹射，降落则有可能直接冲地撞毁，军方甚至尝试过在无人机降落时用一张大网把它兜住，还有些滑稽。因此，综合二者优势，无人机也开始采用垂直起降技术。

垂直起降固定翼无人机

那它的基本原理是什么呢？我们知道起飞的关键在于升力大于重力，而前面说过固定翼的升力来自于机翼与空气的相对运动，也就是速度。但是垂直起降固定翼无人机零速度起飞，因而它的升力只能靠发动机（民用级）或电池驱动的电动机（消费级）提供。
4）关于导航与飞控系统。导航系统是无人机的“眼睛”，负责向无人机提供参考坐标系的位置、速度、飞行姿态，引导无人机按照指定航线飞行，相当于有人机系统中的领航员。但是非大型无人机因受自身负载、电池容量和成本的限制，只能搭载基于低成本MEMS惯性传感器和GPS定位系统的小型低功耗组合导航平台，但它们分别有误差积累增大和易受干扰的缺点。无人机飞控中的磁罗盘（也称指南针）受干扰现象尤为严重，磁罗盘是个磁敏电阻，由特殊半导体制成，其作用是通过其对磁场变化和惯性力敏感的特性，对陀螺仪的偏差进行修正。而当无人机在接近桥梁、高压线路或者金属建筑物的时候，金属或者电线的磁场就会对磁罗盘产生一定的干扰，所以在飞行时应尽量远离这些金属建筑，这也是无人机快递存在的巨大挑战。

5）关于故障成本。航拍过瘾，炸机无情，出现炸机的原因是多方面的，大致包括零件设计与搭配、飞控的软件算法、电路的连接、电池电量不足，外界干扰导致的硬件失灵、恶劣的气象环境、撞击障碍物以及人为作死等因素。有的无人机在炸机后，经过修复还能继续飞行，只是作为精密器械的无人机，其修复费用昂贵。炸机事小，伤人事大，无人机的故障成本太高了啊。
除了技术上的约束外，无人机快递在管理、政策和法律上的问题更为麻烦。国内无人机投入快件配送至少要到五年以后。而根据中国快递协会、菜鸟网络的预测，今年“双十一”期间，快递量或超10亿次，在这样的市场需求下，我们相信无人机取代派货员是未来快递业的发展趋势，它终将到来！