串联四旋翼系留供电：分析与工程应用

系留四旋翼用于长时间飞行作业，其系统电力由连接外部电源的系绳提供。本文研究由单根系绳为多架四旋翼供电的系统。我们分析了影响功率需求的设计因素，如系绳电阻、输入电压及四旋翼位置。我们给出一种分析方法，可针对保证电气安全并有助于设计优化的各四旋翼推力，预测为 N 架串联系留四旋翼所需供给的功率。我们发现，由于基本电气限制，存在不可超越的推力临界边界。我们比较了一架与两架系留四旋翼的功耗，表明对于离锚点足够远的大型四旋翼，双四旋翼系统功耗更低。我们展示，在消防这一代表性用例中，双四旋翼系留系统比相应单四旋翼系统节省 26% 的功耗。最后，我们给出实验，演示在杂乱环境（如穿过窗户并在障碍物上方抓取物体）中双四旋翼与单四旋翼系留系统的使用对比。