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『』科普丨无人机怎么飞起来的，了解一下

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近年来 ， 由于科学技术的不断发展 ， 无人机也逐步在消费领域普及开 ， 昔日高端科技产品也“飞入寻常百姓家” 。无人机的普及一方面在物流、植保、消防、测绘、航拍等多个领域都极大地方便了人们的生产生活 ， 另一方面也给人们提供了了解世界的新方式、新角度 。
无人机系统由两部分组成： 无人机本身和控制系统 。
视频讲解先了解下↓
简单而言 ， 就是四个方向的力相互作用 。
0 1
垂直运动
无人机利用旋翼实现前进和停止 。力的相对性意味着旋翼推动空气时 ， 空气也会反向推动旋翼 。这是无人机能够上上下下的基本原理 。进而 ， 旋翼旋转地越快 ， 升力就越大 ， 反之亦然 。
现在的无人机能够做三件事情：悬停、爬升和降低 。当悬停时 ， 无人机四个旋翼产生的推力等于向下的重力 。这非常容易理解 。那么如何实现爬升？增加四个旋翼的推力从而产生一个大于重力的向上的力 。在该动作完成之后 ， 无人机的推力可以相对减少 ， 但为了使其继续向上飞行 ， 那么仍必须保证向上的力要大于向下的力 。使无人机降低的要求则相反：需要减少旋翼的推力速度 ， 此时合力向下 。
0 2
旋转
如何使一个正在朝北飞的无人机掉头向南飞？此时旋翼的运动原理又是什么？
如下图所示 ， 红色的旋翼呈逆时针旋转 ， 绿色的旋翼呈顺时针旋转 。当这两组旋翼向相反方向旋转时 ， 无人机的总动力为零 。角动力值与线性动力值很像 ， 可以用角速度乘惯性矩计算得出 。可以说 ， 角动力取决于旋翼旋转的速度 。
假设红色旋翼有一个值为正的角动量 ， 而绿色旋翼有一个值为负的角动量 ， 每个旋翼的值分为+2、+2、-2、-2 ， 那么此时所有的力加起来为零 。无人机即能实现悬停 。
而要使无人机向右转 ， 则需要降低旋翼1的角速度 。但是 ， 虽然来自旋翼1的推力缺失能使无人机改变运动方向 ， 但与此同时向上的力不等于向下的重力 ， 所以无人机会下降 。那么 ， 如何使无人机在改变方向时保持高度不变？
降低旋翼1和3旋转速度的同时 ， 增加旋翼2和4的旋转速度 。此时旋翼的角动力仍然不为零 ， 所以无人机能够旋转 。而总力仍然等于重力 ， 则无人机能够保持在同一高度 。由于向同一方向旋转的旋翼角为对角 ， 所以无人机仍然可以保持平衡 。
『』科普丨无人机怎么飞起来的，了解一下
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0 3
向前飞行和侧向飞行
【『』科普丨无人机怎么飞起来的，了解一下】无人机向前和向后的运动原理有什么区别？
其实没有 ， 因为无人机是对称的 。这同样适用于侧向运动 。一架四轮无人机就像一辆每一面都可作为正面的车 ， 所以了如何向前也就解释了如何向后或向两侧移动的问题 。
那么具体该如何操作？
增加旋翼3和4的旋转速率 ， 降低旋翼1和2的速率 。此时 ， 总推力与重量相等 ， 因此无人机能够保持高度不变 。此外 ， 由于一个位于后方的旋翼是逆时针旋转 ， 而另一个为顺时针旋转 ， 所以增加的旋转力仍然会为零 ， 前方的旋翼情况相同 。所以整体上无人机的方向不会改变 。然而 ， 无人机后部旋翼所增加的力会使其向前倾斜 ， 因此应该稍微增加所有旋翼的推力从而产生一个净推力 ， 其中的一个分力可以用来平衡重量和向前运动的力 。
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