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多旋翼无人机飞翔原理决议其使用远景广泛
来源:http://www.haji-won.com 作者:利来国际 发布时间:2018-04-29 12:13 浏览量:

  多旋翼无人机飞翔原理决议其使用远景广泛

  旋翼和轮子相同,是一项奇特的创造,直到喷气式飞机创造之前,旋翼一向支撑着人类的飞天梦。时至今日,许多飞机还在沿袭旋翼规划,四旋翼无人机更是化作了航拍机,满意了许多普通人关于天空的幻想。

  

解析多旋翼无人机翱翔原理 在使用方面的优势

 

  旋翼的基本理论,玩过竹蜻蜓的朋友应该都知道:当手的搓动给了竹蜻蜓一个旋转的速度后就会发作升力,多措并重让竹蜻蜓起飞。

  

解析多旋翼无人机翱翔原理 在使用方面的优势

 

  同理,多旋翼无人机也是由电机的旋转,使螺旋桨发作升力而飞起来的。比方四旋翼无人机,当飞机四个螺旋桨的升力之和等于飞机总重量时,飞机的升力与重力相平衡,飞机就能够悬停在空中了。

  小时候看漫画,看到哆啦A梦和大雄头戴竹蜻蜓自在的在空中翱翔,就特别想和他们相同,能够翱翔在空中,俯视大地。

  可是假如现在真有人创造出一模相同的竹蜻蜓,我肯定是不愿意戴的。因为飞起来的作用是这样的:

  

解析多旋翼无人机翱翔原理 在使用方面的优势

 

  螺旋桨张狂旋转,人也向反方向张狂旋转......大雄整个人都转懵B了,还怎么能跟静香一同看景色呢?

  依据牛顿第三定律,旋翼在旋转的一起,也会一起向电机施加一个反作用力(反扭矩),促进电机向反方向旋转。这也是为什么现在的直升机都会带一个「小尾巴」,在水平方向上施加一个力,去抵消这种反作用力,坚持直升机机身的安稳。

  

解析多旋翼无人机翱翔原理 在使用方面的优势

 

  而回到四旋翼翱翔器上,它的螺旋桨也会发作这样的力,所以为了防止飞机张狂自旋,四旋翼飞机的四个螺旋桨中,相邻的两个螺旋桨旋转方向是相反的。

  如下图所示,三角形红箭头表明飞机的机头朝向,螺旋桨M1、M3的旋转方向为逆时针,螺旋桨M2、M4的旋转方向为顺时针。

  当翱翔时,M2、M4所发作的逆时针反作用力(反扭矩)和M1、M3发作的顺时针反作用力(反扭矩)相抵消,飞机机身就能够坚持安稳,不会像大雄那样「张狂」自转了。

  

解析多旋翼无人机翱翔原理 在使用方面的优势

 

  不仅如此,多轴飞机的前后左右或是旋转翱翔的也都是靠多个螺旋桨的转速操控来完成的:

  笔直升降:

  这个很好了解,当飞机需求升高高度时,四个螺旋桨一起加快旋转,·多条高,升力加大,飞机就会上升。当飞机需求下降高度时同理,四个螺旋桨会一起下降转速,飞机也就下降了。

  之所以着重一起,是因为坚持多个旋翼转速的相对安稳,对坚持翱翔器机身姿势来说十分重要,看了之后的考究你就会理解了~

  原地旋转:

  上面现已说了,当无人机各个电机转速相同,飞机的反扭矩被抵消,不会发作滚动。

  可是当要飞机原地旋转时,咱们就能够使用这种反扭矩,M2、M4两个顺时针旋转的电机转速添加,M1、M3号两个逆时针旋转的电机转速下降,因为反扭矩影响,飞机就会发作逆时针方向的旋转。

  

解析多旋翼无人机翱翔原理 在使用方面的优势

 

  水平移动:

  多轴飞机与咱们平常乘坐的客机不同,没有相似客机那样笔直于地上的螺旋桨,所以无法直接发作水平方向上的力来进行水平方向上移动。

  当然这难不倒咱们,还拿上图的四旋翼来说,当需求依照三角箭头方向行进时,M3、M4电机螺旋桨会进步转速,一起M1、M2电机螺旋桨下降转速,因为飞机后部的升力大于飞机前部,飞机的姿势会向前歪斜。

  

解析多旋翼无人机翱翔原理 在使用方面的优势

 

  歪斜时的旁边面平视如下图,这时螺旋桨发作的升力除了在竖直方向上抵消飞机重力外,还在水平方向上有一个分力,这个分力就让飞机有了水平方向上的加快度,飞机也因而能向前翱翔。

  

解析多旋翼无人机翱翔原理 在使用方面的优势

 

  相反的:当M1、M2电机加快、M3、M4电机减速时,飞机就会向后歪斜,然后向后翱翔。

  同理可得:当M1、M4电机加快,M2、M3电机减速时,飞机向左歪斜,然后向左翱翔;

  当M2、M3电机加快,M1、M4电机减速时,飞机向右歪斜,然后向右翱翔。

  这样一解说,是不是觉得多旋翼的翱翔原理很简略?~

  其实在多旋翼之前,人们是用更杂乱的固定翼飞机和直升机来进行航拍的。

  但固定翼飞机的起飞下降对场所要求十分高,悬停、笔直上升下降还未遍及,局限性太大。

  

解析多旋翼无人机翱翔原理 在使用方面的优势

 

  而直升机虽载严重、速度快,可是它结构十分杂乱而精细,上千个零件无论是从调试仍是保养方面都十分的费事。

  

解析多旋翼无人机翱翔原理 在使用方面的优势

 

  比较而言,多旋翼的翱翔原理简略,机身结构也就愈加简略牢靠,消费者能够很快的上手翱翔而不需求过多的调试和保养,因而多旋翼很快占据了航拍商场。


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