多旋翼無(wú)人機(jī)，顧名思義就是由多個(gè)旋翼組成的無(wú)人機(jī)啦?，F(xiàn)今多旋翼無(wú)人機(jī)應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，常見(jiàn)的有森林防火、電力巡線、航拍航測(cè)、影視拍攝、土地規(guī)劃、農(nóng)業(yè)飛防噴灑、環(huán)保檢查、現(xiàn)場(chǎng)救援、交通疏導(dǎo)等行業(yè)都用到了無(wú)人機(jī)。在無(wú)人機(jī)采購(gòu)中多旋翼無(wú)人機(jī)又有四旋翼、六旋翼、八旋翼這3款不同類型在穩(wěn)定性、外形尺寸上都有著不同之處。

下面讓我們看一下四旋翼無(wú)人機(jī)的基本構(gòu)造圖：

四旋翼無(wú)人機(jī)的構(gòu)成基本硬件有：飛行控制計(jì)算機(jī)（飛行控制器）、飛機(jī)支架、電機(jī)、旋翼。

無(wú)人機(jī)的飛行控制計(jì)算機(jī)是無(wú)人機(jī)的核心，在飛機(jī)中的作用相當(dāng)于“人”的大腦，對(duì)無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、精確度、實(shí)時(shí)性等都有重要影響，對(duì)其飛行性能起決定性的作用。其系統(tǒng)一般由又由傳感器、機(jī)載計(jì)算機(jī)和伺服作動(dòng)設(shè)備三大部分，實(shí)現(xiàn)的功能主要有無(wú)人機(jī)姿態(tài)穩(wěn)定和控制、無(wú)人機(jī)任務(wù)設(shè)備管理和應(yīng)急控制三大類。

傳感器：多軸無(wú)人機(jī)機(jī)身大量裝配的各種傳感器，包括GPS、氣壓計(jì)、陀螺儀、指南針以及地磁感應(yīng)等，可以采集角速率、姿態(tài)、位置、加速度、高度和空速等，是飛控系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

機(jī)載計(jì)算機(jī)：機(jī)載計(jì)算機(jī)作為無(wú)人機(jī)的CPU，是飛控的中樞系統(tǒng)，類似于人體大腦的中樞神經(jīng)，負(fù)責(zé)整個(gè)無(wú)人機(jī)姿態(tài)的運(yùn)算和判斷;同時(shí)，也操控著傳感器和伺服作動(dòng)設(shè)備。

伺服作動(dòng)設(shè)備：人機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都是伺服作動(dòng)設(shè)備，是導(dǎo)航飛控系統(tǒng)的重要組成部分。其主要功能是根據(jù)飛控計(jì)算機(jī)的指令，按規(guī)定執(zhí)行動(dòng)作。對(duì)于固定翼無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，主要通過(guò)調(diào)整機(jī)翼角度和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行控制。

說(shuō)完多旋翼無(wú)人機(jī)的基本構(gòu)造，那么我們就好開(kāi)始介紹其的飛行原理是怎么樣的了，還是 以四旋翼無(wú)人機(jī)為例。

如下圖所示，三角形箭頭表示飛機(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w機(jī)機(jī)身就可以保持穩(wěn)定。

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：

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~

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)。

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。

傾斜時(shí)的側(cè)面平視如下圖，這時(shí)螺旋槳產(chǎn)生的升力除了在豎直方向上抵消飛機(jī)重力外，還在水平方向上有一個(gè)分力，這個(gè)分力就讓飛機(jī)有了水平方向上的加速度，飛機(jī)也因而能向前飛行。

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。

以上就是關(guān)于本期以四旋翼無(wú)人機(jī)為例，闡釋多旋翼無(wú)人機(jī)的構(gòu)造和飛行原理的內(nèi)容。