國家空中交通管制規定無人機的舉升限制在地面高度以上120m，飛行器必須保持在用戶視線范圍內。大多數消費級無人機只能飛行20–25分鐘，飛行范圍在2公里左右的地方，無人機只有給消費者帶來愉快的飛行體驗，才能成為成功的產品。

消費級無人機一般帶有四個單獨電機的四旋翼，每個電機都有驅動螺旋槳，電機必須與電源（電池），控制微電子設備和軟件，飛機傳感器（如加速度計）和有效載荷集成在一起。消費級無人機設計專注于具有高便攜性，易用性和飛行性，同時提供更好的成像/視頻質量，帶有4K視頻和高動態范圍（HDR）圖像以及諸如防撞傳感器等功能。

為什么要為垂直起降（VTOL）無人機采用四旋翼配置？垂直起降無人機采用四旋翼配置，四葉片轉子是簡單的支柱，葉片角是固定的，通過每個節流點上的電機來控制。兩個轉子順時針旋轉，另兩個轉子逆時針旋轉，從而消除了轉矩影響。每個轉子傾斜一個角度，旋翼節流點一起增加或減少升力，飛機上升或下降，控制電流實現無人機的俯仰，偏航和側傾。一些更昂貴的無人機采用六角轉子設計，即使一個轉子發生故障，也可以連續飛行。

無人機需要最大限度提高舉升能力，電機和支柱的推力以及高效的輸出不僅會影響飛行，還會影響無人機的穩定性和控制能力。無人機不能使用具有主旋翼和尾旋翼的直升機來消除扭矩，直升機旋翼很復雜，每個葉片都需要改變其在空中的迎角。機械斜盤以不同的方式改變葉片角度，沿您想要的方向運動，機械盤會改變葉片角度增加零件重量。

無人機電機將電能轉換為機械動力方面起著至關重要的作用， 電機具有高輸出功率，在懸停時具有最佳效率。電機設定了關鍵的重量范圍，以使無人機盡可能輕便，從而增加了耐用性和整體便攜性。無人機采用無刷電機，以電子方式對電樞線圈中的電流（以及由此產生的磁場）進行換向或切換，從而通過對永磁體磁場的反作用產生轉矩。 磁體的外環導致較大的氣隙表面積，以使電磁場從旋轉軸以較大的半徑穿過，外伸裝置固有地會產生更大的扭矩。隨著繞組線圈的自動化程度的提高，大大降低小型無刷電機的成本。形狀記憶材料的使用避免了機械部件的復雜性，使螺旋槳增加提升高度的自由度，提高無人機的可控性和穩定性。

無刷電機具有更高的防塵和防潮性能，繞組線是隔離的，在敏感區域沒有接觸，效率是電機的關鍵性能指標之一。電機精確地適配于螺旋槳以提供良好的散熱，這就是為什么繞組尤為重要，線圈必須保持涼爽，從而最大程度地提高電機效率。無刷電機相對于有刷電機更加耐用，在每分鐘數萬轉數（rpm）摩擦更小，減小了導致接觸磨損。沒有電刷減小了電弧，電弧可能會導致電磁干擾，從而影響無人機的電子設備。同時，無人機電機的密封件設計方案，可進一步提高無人機正常運行的時間。

電機控制算法針對電機進行定制以最高速度盤旋和推動無人機，在每個飛行階段以快速響應時間來控制電機增強飛行穩定性。對無人機所選擇的電機的電磁，機械和電氣性能有嚴格要求，最大程度地減小其尺寸和重量。無刷技術的成熟，最終目標仍是在保證電機高性能的同時減小尺寸和重量。

電機控制器對每個控制器在驅動電機發出信號之間快速切換，無人機使用一種控制算法會產生成一個近似正弦波的梯形信號以降低熱量。控制器放置在靠近螺旋槳的位置，或在螺旋槳尖端下方的氣流中使用單個散熱器。散熱器的重量最小化，并相對于重心放置，最大程度地減少對慣性和可控性的影響。高效的無人機電機滿足最小的熱量消耗功率，將以較慢的速度消耗電池，從而延長飛行時間。

結論

無人機在極端溫度，降水，灰塵和其他微粒中飛行，不僅會影響機械和電氣組件，而且還會影響各個子系統的性能，這對于無人機的可靠性至關重要。這要求系統組件（尤其是電機）的使用壽命比普通無刷電機更長。當前的無人機技術和系統為消費者提供了通用的功能，但行業的發展正引導未來有更多、更具成本效益的無人機投入市場。

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