你知道多旋翼无人机飞行器的原理和优缺点吗？

　　你知道多旋翼无人机飞行器的原理和优缺点吗？斑斓航空1.什么是多旋翼无人机？多旋翼无人机是一种通过几个定距螺旋桨(推进器)的正反转和速度控制来提供飞机升力和飞机姿态调整的飞行器。这种定义方式使我们能够准确理解多旋翼飞行器的旋翼结构、升力源和姿态控制方式。2.多旋翼无人机的总体结构任何飞行器都可以分为三部分:控制器、执行器和反馈环节。包括控制器飞行控制器和接收器；包括执行器电控、DC电机和定距前后桨；反馈环节是感知系统，一般包括飞行器姿态感知系统和外部环境感知系统两大类。3.多旋翼无人机的控制原理四旋翼无人机的前进和后退桨是成对的，向不同的方向旋转，平衡扭矩，推动气流到旋翼“下面”。飞机的姿态控制是通过成对改变定距螺旋桨的转速，调节来流来实现的。一般来说，四旋翼无人机有两种飞行模式，上面介绍的X型控制结构也是目前应用最广泛的控制模式。另外还有一种十字形，原理相同，细节差别不大。至于八旋翼、十六旋翼或更多旋翼，成对的向前和向后桨叶平衡扭矩，提供升力并调整姿态。4.多旋翼无人机的特点多旋翼机型确实降低了商用无人机的门槛。然而，在许多飞机设计师眼里，多旋翼飞机是一个非常“奇怪”的存在。它有很多缺点，但由于其与众不同的优点，成为了目前无人机市场的宠儿。优势从飞行器操作者的角度来看，多旋翼是完美的受控对象。多旋翼无人机很容易产生统一方向的气流推力，因此具有优秀的定点悬停能力，这是一般固定翼无人机无法企及的。同时，对称的旋翼布局使其控制简单直接，只需成对改变旋翼转速就能提供非常“直接”的姿态力矩。其他旋翼机一般都有复杂的动态过渡过程，增加了炸机和飞机周围人的风险，也大大提高了对操作者的操控要求。而且多旋翼无人机的姿态变化方式，使得飞机直接使用定距螺旋桨，相对于直升机的变距螺旋桨，在机械设计结构、控制难度、实现成本、姿态稳定等方面都有很大提高。劣势首先，它的气动效率很差。固定翼是最完美的飞行器结构。固定在空中的机翼可以通过气流产生升力，姿态变化可以通过“杠杆作用”实现，螺旋桨或喷气发动机只是提供额外的飞行速度。多旋翼需要安装与旋翼相同数量的电机来提供升力，所以在飞行过程中没有办法使用空气动力学。姿态变化和飞行速度都来自机载动力，消耗巨大能量，效率低得可怕。这也是为什么讨论翼型的时候，基本都是固定翼和直升机。多旋翼定距螺旋桨只是说说扭矩、旋翼尺寸、电机选择的匹配。其次，在机动性方面，直升机的机动速度和飞行包线明显优于多旋翼飞机。如果在机动过程中充分考虑直升机机身与主旋翼之间的力耦合，并巧妙地运用在控制算法中，可以增强直升机的机动性，降低能耗。但对于多旋翼来说，机动过程既不美观也不经济。最后，当多旋翼飞机“按比例放大”时，即尺寸系数上升，意味着需要提供更大的升力，需要更大尺寸的定距螺旋桨，这不仅面临更大的动力模块问题，而且当许多大尺寸旋翼在一个平面内旋转时，实际控制更加困难。任何一种飞机结构都不可避免地会有自己的优缺点。换句话说，这给爱好者和设计者留下了很大的空间，无人机在飞机控制模式和结构设计方面有很大的创新潜力。我相信，未来我们可以看到越来越多精彩、漂亮、高效的飞机设计结构。