南非父子打造全球最高效四轴无人机 单次充电盘旋3.5小时创纪录
南非一对工程师父子打造的电动四轴无人机,近日以3小时31分6秒的连续悬停成绩,非官方打破多旋翼无人机续航纪录,引发业内关注。这架无人机不仅大幅超过此前3小时12分钟的成绩,更在飞行中表现出惊人的“余量”——飞行2小时14分钟时,电池电量依然显示还有约33%。
由于研发者事先并未预料到能飞这么久,也没有按照正式认证流程安排全程记录,这一成绩目前仍处于“非官方”状态。

项目由来自南非的卢克·贝尔(Luke Bell)和其父亲迈克·贝尔(Mike Bell)负责,他们此前已凭借极限高速电动四轴飞行器在玩家圈中声名鹊起,如今则试图在极速与长航之间同时“吃下两头”。此次长航纪录机型的设计逻辑可以概括为一个核心原则:在每一个细节上极致压低能耗,不放过任何一个可能节省功率或减重的环节。
在动力系统方面,这款无人机选用了T-Motor G40碳纤维桨叶,每片直径达40英寸(约101厘米),以大桨低转速换取更高的升力效率,在更低转速下产生同样推力,从而减少单位时间能耗。与之匹配的是T-Motor MN105 V2 Anti-Gravity 90 KV电机,研发团队在保证能驱动大桨的前提下,刻意选择尽可能小、尽可能轻的规格,以降低自重和损耗。

机臂长度方面,团队通过五轮计算流体力学(CFD)仿真,在AirShaper软件中模拟各个桨盘下洗气流的相互干扰,寻找能最大限度减小气流扰动的布局,最终确定约800毫米(31.5英寸)的臂展。电机供电线束总长约11米(36英尺),则在另一轮分析中被精细计算出最优线规:AWG 18线径在导线电阻和重量之间取得平衡,从而避免因“为降阻而增重”得不偿失。此外,中央机身舱段经过两次重新设计,累计减重约40克(1.4盎司),并将这种“每一克都要抠”的理念复制到四个电机与整机结构上。
电池部分被视为整机性能的决定性环节。贝尔团队采用了Tattu的半固态NMC电芯,能量密度约320 Wh/kg,大约是常规LiPo电池(约160 Wh/kg)的两倍。所谓半固态,是指电解质形态介于传统液态LiPo与完全固态电池之间,更接近凝胶状,在安全性基础上显著提高能量密度,同时避免当前全固态技术在化学稳定性方面的高风险。这类电芯的代价是峰值放电电流较低,但在这款以低转速、低功率为设计目标的无人机上,这一短板几乎不构成限制。

为了进一步压缩重量,卢克·贝尔甚至连电池原厂提供的部分防护外壳也一并拆除,每块电池减重约180克,两块电池合计减去约360克(12.7盎司),接近整套碳纤维机架的重量。在悬停状态下,该机平均功率消耗约400瓦;而在缓慢前飞时,功率可降至约250瓦,降幅约37.5%,这直接指向团队接下来可以在“长时间巡航飞行”方向上做进一步尝试。
不过,迈克·贝尔对于电池技术在航空领域的物理“天花板”并不浪漫,他在邮件中直言,航空煤油的单位能量约为当前最优电池的50倍,商用客机可以在一箱油下飞行约20小时,而以同等能量密度替换成电池后,对应飞行时间只有约24分钟,让“零碳长航电动客机”的想象显得格外残酷。即便将电池能量密度翻倍,对应飞行时间也不过延长到约48分钟,提升到三倍也只是约1小时12分钟,“依然糟糕”,因此他认为长航程电动飞行在现有纯电池体系下几乎是“不可能的梦想”,真正推动零碳航空的,可能会是完全不同的新型技术路线。

值得一提的是,这支团队不仅打造出号称“全球最高效”的电动遥控无人机,还在极速领域保持着官方世界纪录。澳大利亚航天工程师本杰明·比格斯近期曾放出一段非官方飞行视频,声称其Blackbird飞行器在一次试飞中达到约411英里/小时(约661公里/小时),略微超过贝尔父子的现有纪录。后者在2026年1月以约408英里/小时(约656公里/小时)的成绩获得吉尼斯官方认证,而过去两年这一速度纪录一路从2024年5月的300英里/小时、2025年10月的363英里/小时,到同年12月的389英里/小时,再到2026年初的408英里/小时,几乎呈现“阶梯式”跃升。
目前,团队已经开始筹划新一代Peregreen V5机型,但短期内重心仍会放在其他项目上,待新机成熟后再度冲击极速纪录。迈克·贝尔透露,他们希望V5的目标速度区间能提升到约450至465英里/小时,并认为在此之后仍有继续突破的潜力,不过那将是后续V6、V7的任务。在他看来,当前限制极限速度的主要瓶颈在于螺旋桨技术本身,而一旦螺旋桨设计取得突破,电池功率又将成为下一道关键约束。

