多旋翼無人機（Multi-rotor UAV），指具有三個及以上旋翼，能夠垂直起降、自由懸停的無人機。分為半自主控制方式和全自主控制方式。已廣泛應用于民用、商用、軍事領域，包括影視航拍、物流配送、安防監控、農業生產、災害救援等場景。
早期，多旋翼無人機受困于發動機性能，難以實現長時間穩定飛行。且在速度、載荷和續航等方面難以匹敵傳統固定翼飛機，發展一度停滯。20世紀90年代后，隨著微機電系統（MEMS）研究的成熟，慣性導航系統被開發運用，多旋翼飛行器的自動控制成為現實。2005年，穩定的多旋翼自動控制器問世。此后，美、德、法、中等國家陸續研發出各類多旋翼無人機。例如，法國Parrot公司2010年推出的消費級AR.Drone四旋翼玩具，開啟了多旋翼消費的新時代。2012年深圳市大疆創新科技有限公司推出的小精靈Phantom一體機迅速走紅。同時，傳感器、通信、電池等配套技術的提升，也進一步促進了多旋翼無人機發展。
各國發展上，美國國防部已在測試使用四旋翼式蜂鳥無人機配合固定翼戰術噴氣式飛機執行精確空對地打擊的可行性。俄羅斯將多旋翼無人機應用于軍事前線。2024年8月，全球首款百公里級氫動力長航程多旋翼無人機“天目山一號”，已成功在浙江省杭州市實現首飛。2025年12月，西湖大學智能無人系統實驗室的一項科研成果在全球首次攻克了兩架無人機近距離疊飛的難題。
發展歷史
沉寂期
多旋翼無人機指飛行時憑借三個及以上旋翼，依靠空氣的反作用力獲得支撐，能夠垂直起降、自由懸停的無人駕駛航空器。20世紀20年代，E.Oemichen設計了第一個四旋翼飛機原型，但以失敗告終。此后的很長時間，多旋翼無人機都難以實現長時間穩定飛行，其原因主要在于極差的發動機性能。直到1956年，M.K.Adman設計的四旋翼飛行器Convertawings Model A試飛成功。該架飛機重達1噸，依靠兩個90馬力的發動機實現懸停和機動，對飛機的控制不再需要垂直于主旋翼的螺旋槳，而是通過改變主旋翼的推力來實現。然而，由于操作這架飛機的工作量繁重，且在速度、載荷和續航等方面難以匹敵傳統固定翼飛機，因此被迫叫停。
復蘇期
進入20世紀90年代，隨著微機電系統（MEMS，Micro-Electro-Mechanical System）研究的成熟，慣性導航系統被開發運用，使得多旋翼飛行器的自動控制成為現實。但由于計算能力限制，對MEMS的去噪算法難以有效應用，直到2005年，真正穩定的多旋翼自動控制器才問世。此外，由于四旋翼飛行器的概念與軍事試驗漸行漸遠，它開始以獨特的方式通過遙控玩具市場進入消費領域。
起步期
2004年，美國Spectrolutions公司在推出Draganflyer四旋翼飛機，并于兩年后推出其搭載穩定航拍系統的版本。
2005年10月，德國Microdrones GmbH公司成立。作為垂直起降四旋翼式蜂鳥無人機系統開發商，該公司于2006年、2010年推出的兩款MD4系列旋翼無人機，系統開創了全球電動四旋翼無人機在專業領域應用的先河。2009年，美國3D Robotics公司成立，主要經營DIY遙控無人機相關零部件，于2014年推出3DR-X8+型無人機產品。2010年，法國Parrot公司推出消費級的AR.Drone四旋翼玩具，開啟了多旋翼消費的新時代。AR.Drone采用光流技術輔助測量無人機的運動狀態，從而實現在室內懸停。該型飛機還開放了API接口可以用于科研和二次開發。
2012年初，深圳市大疆創新科技有限公司推出價格親民的小精靈Phantom一體機。相比AR.Drone四旋翼飛行器，Phantom具備一定的抗風性能、定位功能和載重能力，還可搭載小型相機，一經推出便迅速走紅。同時，MEMS慣性傳感器的大規模興起，WiFi等通信技術的覆蓋，電池續航的提升，高像素攝像頭的成本下降，都促進了多旋翼無人機更進一步發展。
爆發期
2013年開始，學術界對多旋翼無人機的研究熱情日漸高漲，研究成果呈井噴趨勢。主要包括無人機非線性控制、無人機避障和軌跡規劃、異構無人機等方向。除了四旋翼式蜂鳥無人機，其他構型的無人機也逐漸被設計出來。其中包括蘇黎世聯邦理工學院（ETH 蘇黎世）研發的對稱8旋翼無人機Omnicopter。
系統組成
旋翼構型
多旋翼無人機螺旋槳的數量視功能而定。僅就飛行器本身的特點而言，螺旋槳少則更輕、更快、更經濟，螺旋槳多則更重、更穩，更昂貴。其中四旋翼最普遍，結構簡單、控制靈活，適合航拍、娛樂、教學使用，六旋翼載重更大，風中更穩，適合專業攝影、農業植保，八旋翼甚至更多旋翼重載更強、冗余度更高。
控制系統
多旋翼無人機分為半自主控制方式和全自主控制方式。半自主控制方式是指自動駕駛儀的控制算法能夠保持多旋翼飛行器的姿態穩定（或定點）等，但飛行器還是需要通過人員遙控操縱。全自主控制方式是指自動駕駛儀的控制算法能夠完成多旋翼飛行器航路點到航路點的位置控制以及自動起降等。
動力技術
多旋翼無人機通常以電力驅動，續航時間受電池技術、負載重量及飛行條件等因素影響。2015年，美國初創公司Top Flight Technologies開發出混合動力六旋翼無人機。僅需要1加侖(約合3.78升)汽油便可以飛行兩個半小時(可飛行約160公里)，最高負重達20磅(約合9公斤)。此外，Skysapience公司的Hoverlite采用地面供電，通過電纜將電能輸送給多旋翼。此外，部分前沿技術已突破傳統電池限制，采用氫燃料電池的機型通過新型能源方案實現了3-5小時續航，但該技術目前主要應用于特殊工業場景，尚未成為行業通用標準。
應用領域
多旋翼無人機可以完成復雜的空中飛行任務和搭載各種負載任務，被看作是“空中機器人”，其已廣泛應用于民用、商用領域，包括影視航拍、物流配送、安防監控、農業生產、災害救援等場景。其中在軍事領域，小型、廉價的四旋翼式蜂鳥無人機在2022俄烏沖突中已被證明極具殺傷力，其憑借垂直起降能力的靈活性，可為常規火炮打擊指引目標，或直接作為攻擊武器使用。
反制措施
由于多旋翼無人機屬于典型的“低慢小”目標，飛行高度低，處于傳統對空探測雷達的盲區；而且它們的飛行速度慢、行蹤飄忽不定，很容易被針對大型空中目標的防空雷達忽視。為了應對這類無人機的威脅，各國都紛紛推出針對性的低空探測雷達，其往往選擇靈敏度更高的無線電頻段，同時優化算法，將小微型無人機從其他目標形成的回波和地雜波里區分出來，從而確保更好的探測效果。
各國情況
俄羅斯
2023年6月，俄羅斯聯邦武裝力量測試通過了一款名為RUD-250的輕型察打一體多旋翼無人機。其依靠電力驅動，最大負載1.5千克，能夠掛載簡單的偵查通信載荷以及彈藥。
2024年12月，俄羅斯一種新型貨運無人機已在特別軍事行動區接受測試。該機是一種四旋翼飛行器，有兩種類型的機架，可裝載不同尺寸的貨物。最多可攜帶20公斤有效載荷，用于空運彈藥、補給和其他必要物資。負載的時速可達60至70公里。
美國
美國國防部已在測試使用四旋翼式蜂鳥無人機配合固定翼戰術噴氣式飛機執行精確空對地打擊的可行性。2025年7月23日，美國高性能無人機工廠公司（表演 Drone Works，PDW） 宣布，該公司成功演示了其C100多旋翼無人機為F-35A戰斗機提供精確打擊照射導引的能力。在聯合火力集成演示中，該公司的C100配裝了意大利萊昂納多航空公司公司的“斯泰格-5”（STAG5）激光目標指示器，成功將美空軍F-35A飛機投射的4枚GBU-27/28激光制導侵徹炸彈12激光制導炸彈惰性彈導引到預定目標。
德國
截至2013年，德國Microdrones GmbH公司的md4系列四旋翼式蜂鳥無人機系統全球銷售數量已經超過1000套，客戶遍及警察、消防、軍隊、測繪學、地質、考古、影視、環保、監控等多個專業領域。
中國
截至2018年，中國有近200家民用無人機生產企業，其中大多數使用大疆創新、零度智控等公司的系統平臺，近95%的上述企業主要從事組裝業務。市場份額方面，大疆占據52%的份額，零度智控和派諾特公司分列二三位。
2024年1月，北京航空航天大學在《IEEE機器人學匯刊》發表研究成果，解決四旋翼式蜂鳥無人機部分螺旋槳故障時的安全飛行控制難題。8月，天目山實驗室表示，全球首款百公里級氫動力長航程多旋翼無人機“天目山一號”，已成功在浙江省杭州市實現首飛。
2025年12月，西湖大學智能無人系統實驗室的一項科研成果在全球首次攻克了兩架無人機近距離疊飛的難題。此外，位于上方的飛機還能伸出操作手，抓取下方飛機搭載的工具，抓取的操作精度達到亞厘米。這也是中國的多旋翼無人機相關技術第一次登上科學期刊《自然》雜志。
其他國家
2020年3月，一架由土耳其軍事科技公司STM生產的“Kargu-2”型無人機在未接到任何指令情況下，襲擊了利比亞“國民軍”陣營正在撤退的士兵。作為一種多旋翼無人機，“Kargu-2”外形較為簡單，體重較輕，續航時間也較短，但它可攜帶3種不同彈頭，分別用來打擊人員、輕型車輛、建筑物、掩體以及部分裝甲目標。
2022年9月，第4屆阿塞拜疆國際防務展（ADEX-2022）在阿塞拜疆巴庫展覽中心開幕。阿塞拜疆防務公司在第4屆阿塞拜疆國際防務展（ADEX-2022）推出一系列多旋翼無人機，其中包括一款“敢死隊”攻擊無人機。該型無人機可攜帶兩枚10千克彈藥和一把7.62毫米機關槍，具備一定突防能力，會在2025年列裝部隊。另外，該系列多旋翼無人機還包括一款運輸無人機，可攜帶高達450千克的有效載荷。
參考資料 >
全球首款百公里級氫動力多旋翼無人機進入量產階段.天眼新聞-百家號.2025-12-06
Multi-Rotor Platform-based UAV Systems.Multi-Rotor Platform-based UAV Systems.2025-12-06
城市場景物流電動多旋翼無人駕駛航空器 （輕小型）系統技術要求.中國民用航空局.2025-12-06
視野 | 多旋翼無人機為什么會躥紅？看完你全懂了.北京科技報.2025-12-06
無人機螺旋槳越多越厲害嗎?.北京黨員教育.2025-12-06
周福璇：多旋翼無人機航拍在節目中的運用.央視網.2025-12-06
AI賦能，智引安防——道通智能攜行業無人機產品亮相濟南安博會.中國商報網.2025-12-06
“鋼鐵羽翼”架起空中生命“補給線” 解鎖救援中的“硬核”科技.央廣網新聞.2025-12-06
【科普】機器人主要分支：無人機.中國自動化學會.2025-12-06
美國防部測試F-35與四旋翼無人機協同作戰能力.看航空-百家號.2025-12-06
俄羅斯在前線測試新型貨運無人機.新浪網.2025-12-06
視頻丨首個、首臺、首次!我國多領域實現科技突破.央視新聞-百家號.2025-12-06
Microdrones公司.環球無人機頻道環球網.2025-12-06
蘇黎世聯邦現“神機”“探囊取物”游刃有余.新浪科技.2025-12-06
低空技術前沿 | 氫能源打破無人機續航焦慮.低空經濟產業學院 - 四川科技職業學院.2025-12-06
小型無人機防御為何這么難.環球時報-百家號.2025-12-06
俄RUD－250無人機亮相戰場.金臺資訊-百家號.2025-12-06
美國防部成功演示小型多旋翼無人機為F-35A戰斗機提供精確打擊照射導引.中國航空新聞網.2025-12-06
這一難題被成功破解！.海外網.2025-12-06
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