DJI御 Mavic Mini的背後，是一群完美主義“偏執狂”–探秘研發幕後

DJI 大疆創新
御Mavic Mini 航拍小飛機作為DJI 大疆有史以來最輕小的無人機，自發布便備受關注。
我們則採訪了御Mini 的研發團隊，為大家揭秘御Mini 的研發之路。

御Mavic Mini 產品研發團隊

時間回溯到2016 年，航拍熱潮剛剛興起，但當時航拍無人機體積都有些大，並不便攜。因此，不少航拍愛好者的夢想，就是有一台能放進口袋裡的小型無人機。
 
以往市面中的小飛機雖然身材還算小，但並不具備良好的航拍性能。直至御Mavic Mini 航拍小飛機的發布，幫助航拍愛好者們將一直存在於心中的“有專業能力的航拍小飛機”變成現實。

為什麼以往的口袋小飛機都不靠譜？

為什麼早期的航拍小飛機都不靠譜？其實，如果僅僅是要把航拍機的體積縮小，一點也不難；難的是如何在縮小體積的同時，又不犧牲原有的性能。
 
航拍機在高空飛行，遇到的風力比地面要強、風向也比地面難以預測；以往的航拍小飛機，由於體積小，軸距和槳葉都縮短了，且只能使用較弱的動力系統，這不僅會造成抗風力下降，還會影響穩定性，一陣怪風就可能把小飛機捲走。

而要給這些小飛機減重，就很難配備GPS 或視覺定位系統等，所以這些小飛機連在空中自動懸停也不一定能做到。
 
此外，這些小飛機的體積小了，能容納電池的空間也就少了，電池電力本身就有限，也難以支撐強勁高效的動力系統。因此，這些舊式的小飛機，往往只能飛上10 分鐘左右。要爽飛？不可能的。
 
而這些舊式的小飛機只能使用低質量的小相機，拍出來的航拍影像難以令人滿意。

御Mavic Mini 為何靠譜？

以工程師文化為主導的大疆，深知要生產一台又小、又靠譜的航拍小飛機，一點也不容易。我們多年來一直在研究用戶習慣，以“靠譜”為大前提，進行仔細的斟酌和取捨，以求在不犧牲性能的同時，為小飛機瘦身減重。通過多年來在便攜式無人機上累積的經驗，我們終於把“航拍小飛機”的夢想實現了。

御Mini 是大疆歷史上最小、最輕的航拍無人機，同時也可能是史上第一台在輕小機身中仍能擁有一定航拍性能的小飛機。它擁有優秀的三軸雲台相機以及最遠達4 公里的圖傳距離，續航力更是高達30 分鐘。從各個參數上看，都遠比以往那些“小飛機”要強上太多。

01

靠的是多年的技術積累

大疆研發御Mini 靠的不是什麼黑科技，而是多年來“御”系列的技術積累：我們擁有“御”系列引以為豪的立體式折疊專利設計，它經歷了“御” Mavic Pro、 “御” Mavic Air、“御” Mavic 2 這三代產品的驗證，是目前空間利用率最高、也是目前最可靠的無人機工業設計，其中“御” Mavic Air 還擁有市面上體積最小的優質三軸雲台相機。

 

但即便是這樣，由於御Mini的機體比“御” Air和“曉” Spark更小、更輕，我們不僅難以搭配更大容量的電池，也無法使用更大功率的電機。所以，我們必須最大程度地提高系統效率，確保禦Mini的性能不會被削弱。要做到這一點，我們就要抓緊三個性能指標：“推重比”、“航電功率”和“動力系統效率”。

“推重比”是小飛機能夠提供的最大推力與飛機重力的比例，它與最大推力成正比，與機身重量成反比。所以，想增加飛機的抗風力，要么增加推力，要么降低飛機重量。但增加推力就難免增大禦Mini的體積，要確保禦Mini在維持小巧機身的同時，還能有足夠的推重比，我們只能狠下心來為御Mini減重，從而增加抗風力，讓用戶安心飛行。
 
“動力系統效率”是用來衡量為飛機提供動力的電機和螺旋槳的綜合效率指標，效率越高，飛行消耗的功耗越小，同樣的電池電量就可以飛得越持久。為此，工程師要在每一毫安時的電池、每一瓦特的功率裡，盡可能多地榨出推力，才能讓小飛機在容量較小的電池以及功率較低的動力系統下，仍然擁有優秀飛行性能。
 
“航電功率”是小飛機扣除電機功率後的電子系統功率。御Mini由於體積和重量所限，必須使用容量較小的電池，為了讓小飛機飛得更久，我們必須把電機以外的功率壓至最低水平，讓飛機在天上飛的時候能耗降到最低，用戶才能飛得更爽。

 

02

一顆米粒級別的重量管控

團隊首先通過減重來提升推動比，但究竟要怎麼做？原則就是錙銖必較，積少成多。

我們從工業設計的階段就開始榨壓，不論是每0.05毫米地減結構壁厚，還是在機臂上使用發泡材料（下圖紅框部份），密度只有常用塑膠材料密度的10分之1 （低至0.12g/cm³），而所有物料都進行0.01克級別的重量管控，同時不斷進行測試，保證飛機的強度和飛行性能不受影響。

0.01克（10毫克）大約有多重？一顆米粒重量大概是5-10毫克，御Mini的基本重量管控單位，就和一顆米粒的分量差不多。
 
但大量生產過程中難免存在輕微公差，因此，我們必須挑戰生產工藝和製程的極限。
 
這裡有一個細節可以讓大家體會一下這次的重量管控有多嚴格：
 
以往我們生產無人機時，不大可能去考慮到航拍用戶所採用的不同品牌、不同容量和不同速度的存儲卡，會不會影響小飛機的重量。因為一般microSD 卡的重量僅為0.25 克左右。但在嚴格的重量管控下，我們就需要反複測試不同品牌、不同容量的存儲卡的重量差距，確保推薦清單裡的存儲卡不會超出重量指標。
如今你所看到的御Mini引以自豪的體重，全是這群“ 偏執狂 ”這樣玩命地摳出來的。

 

03

大疆歷史上首台無散熱扇航拍機

當設計師瘋狂為機身減重的時候，工程師也花了很長時間，最終創造了另一項歷史：御Mini是大疆史上第一台沒有散熱風扇的航拍無人機，而且可能還是史上第一台沒有散熱風扇的正規航拍無人機。

 

為什麼要砍掉散熱風扇？一組風扇的重量約為10 克左右，聽起來好像沒什麼，但要知道當我們以0.01 克為單位來減重時，減掉10 克就等於減掉1000 個0.01克！而且，沒有經常高速運轉的風扇，不僅能進一步降低耗電量，還能給設計師騰出更多空間，安放更大的電池。

但這看上去就像是個悖論：要想保證散熱就要放風扇，但放了散熱風扇以後重量就會超標。突然，工程師有了靈感，想到利用槳葉風力來散熱，經過無數次模擬飛行，取得關鍵空氣動力數據後，再重新開始設計導流槽，帶走熱量。

在飛行器懸停的工況下，讓懸停時槳的下旋氣流在機身正下方產生的反向氣流，吹向機身底部的散熱器，同時，留出進氣和出氣的風道，實現等效風機的對流散熱效果。而在飛行器向前飛行的工況下，則將前飛的空氣灌入雲台後的通道，同時配合螺旋槳形成的氣流，起到輔助散熱的作用。
所以，真的不要覺得“偏執狂”是貶義詞，正是御Mini團隊這些“ 偏執狂 ”的努力，創造了歷史。

 

04

效率的極致優化

儘管工程師已經把重量降低了，但如何才能在耗電量不變的情況下，進一步提高動力系統效率，讓禦Mini更靠譜？不要忘了，螺旋槳葉不光能為小飛機散熱，還能通過空氣動力設計，增加飛行效率。

因此，我們需要為御Mini 重新設計槳葉，通過流體力學技術和智能優化算法，為槳葉的三維外形進行特殊的氣動優化。氣動工程師通過多輪的設計迭代，前後共設計了超過一萬套不同設計的槳葉，幾乎把物理層面上所有的可能性都重新驗證了一遍，才精挑細選出目前這一套最能榨壓電機動力的設計。

這樣就足夠了嗎？
 
不。
 
當氣動工程師都在瘋狂地研究“風”時，電機工程師這邊也在夜以繼日地研究“電”。想要讓電機的耗電量與動力達至極致平衡，就需要極度細緻地調校。極度細緻是多細緻？研發團隊重新設計了無刷電機，然後把裡面的磁性線圈，一圈、一圈、又一圈地加減，再通過我們積累多年的電機算法，分析出最適合御Mini 的最低功耗。
通過喪心病狂式的減重、節能和優化設計，御Mini 最終在背起了三軸雲台相機、能抵禦最大四級強風的情況下，在高空實現30 分鐘的續航時間，同時能為用戶帶來優質的航拍影像。

 

05

不“迷信”實驗室數據

可是，光靠工程師從實驗室裡計算出來的一堆數據，就能讓大家安心地把這台小東西，飛上超過一百米的高空嗎？當然不是。實驗室的數據，只能在實驗室行得通。要讓用戶真正覺得這台小飛機靠譜，團隊必須要先讓自己完全安心。所以團隊還要繼續折騰，在各種極限場合折磨御Mini，用實踐驗證它是否真的是一台靠譜的航拍小飛機。

 

舉個例子，在規格表裡的參數顯示，御Mini能抵禦四級風力。但在參數的背後，是測試小哥們不辭辛勞的測試。為了確保動力系統的可靠性，他們千里迢迢跑去海拔3000米以上的新疆高原地帶，在強風颯颯但又空氣稀薄的環境下，為御Mini測試了整整一個月，才公佈了“四級風力”這種保守的抗風數據。

更誇張的是測試團隊為了驗證御Mini 在極端環境下的飛行穩定性，竟然在夏天穿上毛皮大衣，包場租了一個大型的冷凍庫，在近似冰箱的環境裡測試小飛機在嚴寒下是否可靠。

沒錯，就是這群“偏執狂”，幫助我們實現了航拍小飛機的飛行夢想。
禦Mini 的研發過程是不斷自我突破與創新。我們手中的御Mini 在天空飛行的每1 秒都值得被珍惜，這是御Mini 研發團隊夜以繼日的付出所換來的。
 
大疆的研發人員都是“偏執狂”，對自己偏執，對產品偏執，對能實現用戶擁有“航拍小飛機”的夢想偏執。