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無(wú)人機(jī)的飛行原理是什么你知道嗎?一起在文章里探索一下吧!

所屬分類:培訓(xùn)資訊    發(fā)布時(shí)間: 2021-04-20    作者:admin
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  大家小時(shí)候沒(méi)有玩過(guò)紙飛機(jī)?小編是玩過(guò)的,但現(xiàn)在,更多的人是在用無(wú)人機(jī),無(wú)人機(jī)的運(yùn)用也更加廣泛,航拍等等都會(huì)用到無(wú)人機(jī),那我們知道無(wú)人機(jī)的飛行原理嗎?下面文章就為大家詳細(xì)講解了,我們一起看看吧。

一、無(wú)人機(jī)的飛行原理

旋翼和輪子一樣,是一項(xiàng)神奇的發(fā)明。

四旋翼西安無(wú)人機(jī)更是化作了航拍機(jī),滿足了許多普通人關(guān)于天空的想象。

旋翼之所以能飛,玩過(guò)竹蜻蜓的朋友應(yīng)該都知道:當(dāng)手的搓動(dòng)給了竹蜻蜓一個(gè)旋轉(zhuǎn)的速度后就會(huì)產(chǎn)生升力,讓竹蜻蜓起飛。

同理,多旋翼無(wú)人機(jī)也是由電機(jī)的旋轉(zhuǎn),使螺旋槳產(chǎn)生升力而飛起來(lái)的。比如四旋翼無(wú)人機(jī),當(dāng)飛機(jī)四個(gè)螺旋槳的升力之和等于飛機(jī)總重量時(shí),飛機(jī)的升力與重力相平衡,飛機(jī)就可以懸停在空中了。

小時(shí)候看漫畫(huà),看到哆啦A夢(mèng)和大雄頭戴竹蜻蜓自由的在空中翱翔,就特別想和他們一樣,可以飛翔在空中,俯瞰大地。

同理,多旋翼無(wú)人機(jī)也是由電機(jī)的旋轉(zhuǎn),使螺旋槳產(chǎn)生升力而飛起來(lái)的。比如四旋翼無(wú)人機(jī),當(dāng)飛機(jī)四個(gè)螺旋槳的升力之和等于飛機(jī)總重量時(shí),飛機(jī)的升力與重力相平衡,飛機(jī)就可以懸停在空中了。

小時(shí)候看漫畫(huà),看到哆啦A夢(mèng)和大雄頭戴竹蜻蜓自由的在空中翱翔,就特別想和他們一樣,可以飛翔在空中,俯瞰大地。

螺旋槳瘋狂旋轉(zhuǎn),人也向反方向瘋狂旋轉(zhuǎn)......

大雄整個(gè)人都轉(zhuǎn)蒙逼了,還怎么能跟靜香一起看風(fēng)景呢?

根據(jù)牛頓第三定律,旋翼在旋轉(zhuǎn)的同時(shí),也會(huì)同時(shí)向電機(jī)施加一個(gè)反作用力(反扭矩),促使電機(jī)向反方向旋轉(zhuǎn)。這也是為什么現(xiàn)在的直升機(jī)都會(huì)帶一個(gè)「小尾巴」,在水平方向上施加一個(gè)力,去抵消這種反作用力,保持直升機(jī)機(jī)身的穩(wěn)定。

而回到四旋翼飛行器上,它的螺旋槳也會(huì)產(chǎn)生這樣的力,所以為了避免飛機(jī)瘋狂自旋,四旋翼飛機(jī)的四個(gè)螺旋槳中,相鄰的兩個(gè)螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向是相反的。

三角形紅箭頭表示飛機(jī)的機(jī)頭朝向,螺旋槳M1、M3的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針,螺旋槳M2、M4的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針。

當(dāng)飛行時(shí),M2、M4所產(chǎn)生的逆時(shí)針?lè)醋饔昧Γǚ磁ぞ兀┖蚆1、M3產(chǎn)生的順時(shí)針?lè)醋饔昧Γǚ磁ぞ兀┫嗟窒?,飛機(jī)機(jī)身就可以保持穩(wěn)定,不會(huì)像大雄那樣「瘋狂」自轉(zhuǎn)了。

西安無(wú)人機(jī)

不僅如此,多軸飛機(jī)的前后左右或是旋轉(zhuǎn)飛行的也都是靠多個(gè)螺旋槳的轉(zhuǎn)速控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的:

垂直升降

這個(gè)很好理解,當(dāng)飛機(jī)需要升高高度時(shí),四個(gè)螺旋槳同時(shí)加速旋轉(zhuǎn),升力加大,飛機(jī)就會(huì)上升。當(dāng)飛機(jī)需要降低高度時(shí)同理,四個(gè)螺旋槳會(huì)同時(shí)降低轉(zhuǎn)速,飛機(jī)也就下降了。

之所以強(qiáng)調(diào)同時(shí),是因?yàn)楸3侄鄠€(gè)旋翼轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定,對(duì)保持飛行器機(jī)身姿態(tài)來(lái)說(shuō)非常重要,看了之后的講究你就會(huì)明白了~

原地旋轉(zhuǎn)

上面已經(jīng)說(shuō)了,當(dāng)無(wú)人機(jī)各個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速相同,飛機(jī)的反扭矩被抵消,不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。

但是當(dāng)要飛機(jī)原地旋轉(zhuǎn)時(shí),我們就可以利用這種反扭矩,M2、M4兩個(gè)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的電機(jī)轉(zhuǎn)速增加,M1、M3號(hào)兩個(gè)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的電機(jī)轉(zhuǎn)速降低,由于反扭矩影響,飛機(jī)就會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻男D(zhuǎn)。

水平移動(dòng)

多軸飛機(jī)與我們平時(shí)乘坐的客機(jī)不同,沒(méi)有類似客機(jī)那樣垂直于地面的螺旋槳,所以無(wú)法直接產(chǎn)生水平方向上的力來(lái)進(jìn)行水平方向上移動(dòng)。

當(dāng)然這難不倒我們,還拿上圖的四旋翼來(lái)說(shuō),當(dāng)需要按照三角箭頭方向前進(jìn)時(shí),M3、M4電機(jī)螺旋槳會(huì)提高轉(zhuǎn)速,同時(shí)M1、M2電機(jī)螺旋槳降低轉(zhuǎn)速,由于飛機(jī)后部的升力大于飛機(jī)前部,飛機(jī)的姿態(tài)會(huì)向前傾斜。

相反的:當(dāng)M1、M2電機(jī)加速、M3、M4電機(jī)減速時(shí),飛機(jī)就會(huì)向后傾斜,從而向后飛行。

同理可得:當(dāng)M1、M4電機(jī)加速,M2、M3電機(jī)減速時(shí),飛機(jī)向左傾斜,從而向左飛行;

當(dāng)M2、M3電機(jī)加速,M1、M4電機(jī)減速時(shí),飛機(jī)向右傾斜,從而向右飛行。

這樣一解釋,是不是覺(jué)得多旋翼的飛行原理很簡(jiǎn)單?~

其實(shí)在多旋翼之前,人們是用更復(fù)雜的固定翼飛機(jī)和直升機(jī)來(lái)進(jìn)行航拍的。

但固定翼飛機(jī)的起飛降落對(duì)場(chǎng)地要求非常高,也不能懸停,沒(méi)法垂直上升下降,局限性太大。

而直升機(jī)雖載重大、速度快,但是它結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜而精密,上千個(gè)零件無(wú)論是從調(diào)試還是保養(yǎng)方面都非常的麻煩。