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多旋翼無人機，顧名思義就是由多個旋翼組成的無人機啦?，F(xiàn)今多旋翼無人機應(yīng)用于多個行業(yè)領(lǐng)域，常見的有森林防火、電力巡線、航拍航測、影視拍攝、土地規(guī)劃、農(nóng)業(yè)飛防噴灑、環(huán)保檢查、現(xiàn)場救援、交通疏導等行業(yè)都用到了無人機。在無人機采購中多旋翼無人機又有四旋翼、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人機的基本構(gòu)造圖：

四旋翼無人機的構(gòu)成基本硬件有：飛行控制計算機（飛行控制器）、飛機支架、電機、旋翼。

無人機的飛行控制計算機是無人機的核心，在飛機中的作用相當于“人”的大腦，對無人機的穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、精確度、實時性等都有重要影響，對其飛行性能起決定性的作用。其系統(tǒng)一般由又由傳感器、機載計算機和伺服作動設(shè)備三大部分，實現(xiàn)的功能主要有無人機姿態(tài)穩(wěn)定和控制、無人機任務(wù)設(shè)備管理和應(yīng)急控制三大類。

傳感器：多軸無人機機身大量裝配的各種傳感器，包括GPS、氣壓計、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)。

機載計算機：機載計算機作為無人機的CPU，是飛控的中樞系統(tǒng)，類似于人體大腦的中樞神經(jīng)，負責整個無人機姿態(tài)的運算和判斷;同時，也操控著傳感器和伺服作動設(shè)備。

伺服作動設(shè)備：人機執(zhí)行機構(gòu)都是伺服作動設(shè)備，是導航飛控系統(tǒng)的重要組成部分。其主要功能是根據(jù)飛控計算機的指令，按規(guī)定執(zhí)行動作。對于固定翼無人機來說，主要通過調(diào)整機翼角度和發(fā)動機運轉(zhuǎn)速度，實現(xiàn)對無人機的飛行控制。

說完多旋翼無人機的基本構(gòu)造，那么我們就好開始介紹其的飛行原理是怎么樣的了，還是 以四旋翼無人機為例。

如下圖所示，三角形箭頭表示飛機的機頭朝向，螺旋槳M1、M3的旋轉(zhuǎn)方向為逆時針，螺旋槳M2、M4的旋轉(zhuǎn)方向為順時針。當飛行時，M2、M4所產(chǎn)生的逆時針反作用力（反扭矩）和M1、M3產(chǎn)生的順時針反作用力（反扭矩）相抵消，飛機機身就可以保持穩(wěn)定。

不僅如此，多軸飛機的前后左右或是旋轉(zhuǎn)飛行的也都是靠多個螺旋槳的轉(zhuǎn)速控制來實現(xiàn)的：

這個很好理解，當飛機需要升高高度時，四個螺旋槳同時加速旋轉(zhuǎn)，升力加大，飛機就會上升。當飛機需要降低高度時同理，四個螺旋槳會同時降低轉(zhuǎn)速，飛機也就下降了。

之所以強調(diào)同時，是因為保持多個旋翼轉(zhuǎn)速的相對穩(wěn)定，對保持飛行器機身姿態(tài)來說非常重要，看了之后的講究你就會明白了~

上面已經(jīng)說了，當無人機各個電機轉(zhuǎn)速相同，飛機的反扭矩被抵消，不會發(fā)生轉(zhuǎn)動。但是當要飛機原地旋轉(zhuǎn)時，我們就可以利用這種反扭矩，M2、M4兩個順時針旋轉(zhuǎn)的電機轉(zhuǎn)速增加，M1、M3號兩個逆時針旋轉(zhuǎn)的電機轉(zhuǎn)速降低，由于反扭矩影響，飛機就會產(chǎn)生逆時針方向的旋轉(zhuǎn)。

多軸飛機與我們平時乘坐的客機不同，沒有類似客機那樣垂直于地面的螺旋槳，所以無法直接產(chǎn)生水平方向上的力來進行水平方向上移動。

當然這難不倒我們，還拿上圖的四旋翼來說，當需要按照三角箭頭方向前進時，M3、M4電機螺旋槳會提高轉(zhuǎn)速，同時M1、M2電機螺旋槳降低轉(zhuǎn)速，由于飛機后部的升力大于飛機前部，飛機的姿態(tài)會向前傾斜。

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

相反的：當M1、M2電機加速、M3、M4電機減速時，飛機就會向后傾斜，從而向后飛行。

同理可得：當M1、M4電機加速，M2、M3電機減速時，飛機向左傾斜，從而向左飛行；

當M2、M3電機加速，M1、M4電機減速時，飛機向右傾斜，從而向右飛行。

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