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飛行原理--多旋翼飛行器如何飛在天空中?

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飛行原理--多旋翼飛行器如何飛在天空中?

2019-07-25

同普通電風扇原理相同,電機連接螺旋槳通過高速轉動切割空氣使其產(chǎn)生向下的氣流,同時產(chǎn)生向上的升力,當升力大于飛行器本身的重力時,飛行器就可以實現(xiàn)上升的動作,反之下降;當升力等于于飛行器本身的重力時,則飛行器處于懸停狀態(tài)。

飛行原理.png

多旋翼飛行器如何控制各個方向的運動?

多旋翼飛行器是通過調(diào)節(jié)多個電機轉速來改變螺旋槳轉速,實現(xiàn)升力的變化,實現(xiàn)4個方向上的運動,分別為:垂直、俯仰、橫滾和偏航。進而達到飛行姿態(tài)控制的目的。

飛行原理1.png

垂直運動:

通過調(diào)節(jié)四個電機轉速,同時產(chǎn)生向上的升力,當升力大于飛行器本身的重力時,飛行器就可以實現(xiàn)上升的動作,反之下降;當升力等于于飛行器本身的重力時,則飛行器處于懸停狀態(tài)。

俯仰及橫滾運動:

通過調(diào)節(jié)前后部分電機轉速,使飛行器向前傾斜,產(chǎn)生的下壓氣流與地面呈一定角度, 此時飛行器除了產(chǎn)生抵消重力的升力外,還提供一部分向后方向的推力,產(chǎn)生的反作用力推動飛行器向前飛行。同樣的,橫滾飛行也只需對飛行器的姿態(tài)作出相應的調(diào)整即可。

偏航運動:

旋翼轉動過程中由于空氣阻力作用會形成與轉動方向相反的反扭矩,為了克服反扭矩影響,可使四個旋翼中的兩個正轉,兩個反轉,且對角線上的各個旋翼轉動方向相同。當需要進行偏航運動時,飛行器通過調(diào)整兩對對角線上相同轉向的電機轉速,產(chǎn)生順/逆時針方向的反扭力,隨后機身便在富余反扭矩的作用下繞機身重心順/逆時針轉動,從而實現(xiàn)飛行器的偏航運動。


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