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飞行原理--多旋翼飞行器如何飞在天空中?

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飞行原理--多旋翼飞行器如何飞在天空中?

2019-07-25

同普通电风扇原理相同,电机连接螺旋桨通过高速转动切割空气使其产生向下的气流,同时产生向上的升力,当升力大于飞行器本身的重力时,飞行器就可以实现上升的动作,反之下降;当升力等于于飞行器本身的重力时,则飞行器处于悬停状态。

飞行原理.png

多旋翼飞行器如何控制各个方向的运动?

多旋翼飞行器是通过调节多个电机转速来改变螺旋桨转速,实现升力的变化,实现4个方向上的运动,分别为:垂直、俯仰、横滚和偏航。进而达到飞行姿态控制的目的。

飞行原理1.png

垂直运动:

通过调节四个电机转速,同时产生向上的升力,当升力大于飞行器本身的重力时,飞行器就可以实现上升的动作,反之下降;当升力等于于飞行器本身的重力时,则飞行器处于悬停状态。

俯仰及横滚运动:

通过调节前后部分电机转速,使飞行器向前倾斜,产生的下压气流与地面呈一定角度, 此时飞行器除了产生抵消重力的升力外,还提供一部分向后方向的推力,产生的反作用力推动飞行器向前飞行。同样的,横滚飞行也只需对飞行器的姿态作出相应的调整即可。

偏航运动:

旋翼转动过程中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反的反扭矩,为了克服反扭矩影响,可使四个旋翼中的两个正转,两个反转,且对角线上的各个旋翼转动方向相同。当需要进行偏航运动时,飞行器通过调整两对对角线上相同转向的电机转速,产生顺/逆时针方向的反扭力,随后机身便在富余反扭矩的作用下绕机身重心顺/逆时针转动,从而实现飞行器的偏航运动。


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