一、多旋翼无人机简介

1.多旋翼无人机的概念

多旋翼无人机（Multirotor）也称多旋翼飞行器，是一种具有三个及以上旋翼轴的特殊的直升机。其每个轴上的电动机转动，带动旋翼产生升推力。旋翼的总距固定而不像一般直升机那样可变。通过改变不同旋翼之间的相对转速可以改变单轴推进力的大小从而控制飞行器的运行轨迹。多旋翼飞行器是一种重于空气的航空器，其在空中飞行的升力由多个旋翼与空气进行相对运动的反作用获得，与固定翼航空器为相对的关系。

2.多旋翼无人机飞行控制原理

多旋翼无人机实现各种功能（轨迹跟踪、多机编队等）的核心是快速、稳定的姿态控制和精确的位置控制。常用的多旋翼飞行控制主要包含两个控制回路：一个是飞行器姿态控制回路，另一个是飞行器位置控制回路。由于姿态模式的频带宽，运动速率快，所以姿态控制回路作为内回路进行设计；而位置运动模态的频带窄，运动速度慢，所以位置控制回路作为外回路进行设计。

3.多旋翼无人机的优缺点

多旋翼无人机是由多组动力系统组成的飞行平台，从旋翼数量上有三旋翼、四旋翼、六旋翼、八旋翼甚至更多旋翼组成；从结构和分布位置有“十” 型、X型、Y型和H型等。一是结构简单、易操控。多旋翼无人机动力系统只需要电机直接与桨连接，无人机上同时具有多个正迎角旋翼来产生升力，并按照不同方向转动来克服反扭力的飞行器，因为多个旋翼向不同方向转动，这样扭距就是零，导航模式甚至可以实现撒手悬停，手控起来操作自如，缩短了无人机驾驶员的培训时间。二是机动灵活。多旋翼无人机起降场地不受限制，到达现场大约五分钟之内即可完成全部准备工作并起飞，垂直起降的性能使飞行器可以在苛刻的场地起飞与回收，无需提前勘察地形。三是可靠性强。多旋翼无人机一般采用定制高品质无刷电机与电子调速设备，选用高功率锂聚合物电池，为其提供强劲的动力。

二、多旋翼无人机在灭火救援工作中的应用

随着无人机技术等的日趋成熟和航空摄影技术的进一步拓展，民用无人机应用领域日益广泛。2017年初，笔者参加了无人机培训班，并通过了中国航空器拥有者及驾驶员协会（AOPA）的考核，期间多次参与无人机的功能、性能极限测试，认为多旋翼无人机在消防领域中的应用将成为常态化，其应用前景十分广阔。

1.及时准确的提供灾害信息

在一些急难险重的灾害现场，消防员往往无法靠近侦察现场，而无人机不受地理环境和有毒有害物质的限制，能够快速抵达灾害现场，及时将图像、相关情况传输到指挥部，为指挥员决策及时准确的提供信息依据。

2.提升数字化预案制作水平

消防部队灭火救援数字化预案有助于提升部队灭火救援实战能力和指挥决策水平，使用无人机将辖区重点单位的总平面图、水源分布图、交通道路图、重点部位鸟瞰图记录下来。利用无人机拍摄的图片、视频资料清晰直观、准确无误，通过软件合成可详细反映单位周边毗邻建筑、疏散口位置、车辆停放位置、举高消防车作业面、水泵接合器、室内外消火栓等信息，提高了预案内容的准确性、合理性、和实用性，全面提升了灭火救援数字化预案制作水平。

3.化学灾害事故侦检

当灾害发生时，使用无人机进行灾情侦查，一是可以无视地形和环境，做到机动灵活开展侦查，特别是一些急难险重的灾害现场，侦查小组无法开展侦查的情况下，无人机能够迅速展开侦查。二是通过无人机侦查能够有效提升侦查的效率，第一时间查明灾害事故的关键因素，以便指挥员作出正确决策。三是能够有效规避人员伤亡，既能避免人进入有毒、易燃易爆等危险环境中，又能全面、细致掌握现场情况。四是集成侦检模块进行检测。

4.搭载救援类装备

当突发性灾害发生时，多旋翼无人机可以迅速抵达现场，搭载相应的辅助性应急救援装备。一是搭载声光调仓。对事故现场进行喊话，及时向群众传递有关信息；灭火救援现场人员过多，方面紧急撤退命令的发布。二是搭载生命探测仪。在地震、大型建筑倒塌现场，帮助搜寻被困群众，生命迹象，使救援队伍第一时间更迅速、安全地采取行动。三是搭载抛投器。在多旋翼无人机抛投器上悬挂防毒面具、救援安全绳、食物及饮用水等。

5.其他辅助功能的运用

通过多旋翼无人机携带的集成通信设备，担当通信中继。例如在地震、山岳、高层建筑等阻断通信情况下，利用无人机集成转信模块，充当临时转信台，从而使得极端环境下建立起无线通信的链路。

三、多旋翼无人机发展面临的考验

1.图传系统

无人机图传系统，是采用适当的视频压缩技术、信号处理技术、信道编码技术及调制解调技术，将现场无人机所搭载的摄像机拍摄到的视频以无线方式实时传送到远距离后方的一种无线电子传输设备。图传系统就好比多旋翼无人机的“眼睛”，对于其性能的体现十分重要，尤其是高质量的图传系统在多旋翼无人机灭火救援应用中是不可或缺的。

2.适应复杂环境

在灭火救援现场当中环境恶劣，情况瞬息万变，不可能因为下雨、刮风而停止灭火救援战斗，这就要求多旋翼无人机抗风防水性能要好。有时现场温度较高或存在腐蚀性物质，在材质的选择上，要耐高温耐腐蚀。

四、结语

现在多旋翼无人机的使用比较普遍，由其引发的隐患也相继出现，例如可能与飞机、建筑物等相撞，搭载设备掉落，电量不足或操作不当坠入人群。2017年1月，浙江警方曾通报过无人机“黑飞”事件，近期无人机扰航事件频发，无人机安全飞行问题的排除是重中之重。在充分认识多旋翼无人机在消防工作中重要作用的同时，也要严格遵守安全飞行的相关规章制度，以更好地完成各类灭火救援和社会救助任务。