幻灯二

四旋翼无人机相对的螺旋桨旋转方向(【逗逗开讲啦】四旋翼无人机螺旋桨工作原理详解)

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有看过竹蜻蜓吗?手心一搓,给了竹蜻蜓一个旋转的速度后就会产生升力,让竹蜻蜓飞起来。

同竹蜻蜓的旋翼一样,无人机也是通过旋翼旋转的方式产生上升的动力。多旋翼无人机是由电机的旋转,使螺旋桨产生上升的动力,比如四旋翼无人机,当无人机四个螺旋桨的升力之和等于飞机总重量的时候,无人机的上升力与无人机的重量平衡,无人机也就可以悬停在空中。

图片来源自网络

根据牛顿第三定律,旋翼在旋转的同时,也会同时向电机施加一个反作用力(反扭矩),促使电机向反方向旋转。如果有人发明了像哆啦A梦那个可戴的竹蜻蜓,相信画面会是这样子:人和螺旋桨反方向旋转

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所以这也是为什么在现在的直升机尾部都有一条小尾巴,在水平方向上施加一个力去抵消这种反作用力,来保持直升机的稳定性。

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回到四旋翼飞行器上,它的螺旋桨也会产生这样的力,所以为了避免飞机疯狂自旋,四旋翼飞行器的四个螺旋桨中,相邻的两个螺旋桨旋转方向是相反的

以iDol智能飞行器为例,如下图所示,以标注的无人机镜头表示机头朝向,螺旋桨F1F3顺时针旋转,螺旋桨F2F4逆时针旋转。当飞行时,F2F4所产生的顺时针反作用力(反扭矩)和F1F3产生的逆时针反作用力(反扭矩)相抵消,无人机机身就可以保持稳定。

不仅如此,无人机的前后左右或是旋转飞行的也都是靠多个螺旋桨的转速控制来实现的:

垂直升降

当无人机需要升高高度时,四个螺旋桨同时加速旋转,升力加大,飞机就会上升。当飞机需要降低高度时同理,四个螺旋桨会同时降低转速,飞机也就下降了。

之所以强调同时,是因为保持多个旋翼转速的相对稳定,对保持飞行器机身姿态来说非常重要。

原地旋转

上面已经说了,当无人机各个电机转速相同,飞机的反扭矩被抵消,不会发生转动。

但是当要飞机原地旋转时就可以利用这种反扭矩,F2、F4两个逆时针旋转的电机转速增加,F1、F3号两个顺时针旋转的电机转速降低,由于反扭矩影响,飞机就会产生逆时针方向的旋转。

水平移动

多轴飞机与平时乘坐的客机不同,没有类似客机那样垂直于地面的螺旋桨,所以无法直接产生水平方向上的力来进行水平方向上移动。

还是拿iDol智能飞行器来说,当需要按照镜头方向前进时,F3、F4电机螺旋桨会提高转速,同时F1、F2电机螺旋桨降低转速,由于飞机后部的升力大于飞机前部,飞机的姿态会向前倾斜。

倾斜时的侧面平视如下图,这时螺旋桨产生的升力除了在竖直方向上抵消飞机重力外,还在水平方向上有一个分力,这个分力就让飞机有了水平方向上的加速度,飞机也因而能向前飞行。

相反的,当F1、F2电机加速、F3、F4电机减速时,飞机就会向后倾斜,从而向后飞行。同理可得:当F1、F4电机加速,F2、F3电机减速时,飞机向左倾斜,从而向左飞行;当F2、F3电机加速,F1、F4电机减速时,飞机向右倾斜,从而向右飞行。

这样一解释,是不是觉得多旋翼的飞行原理很简单?

说起螺旋桨

就顺便聊一聊小豆

收到部分飞友的问题

iDol无人机要怎么安装螺旋桨?

1、首先,认清备用螺旋桨的A桨和BA桨和B桨的标识位置如图所示:

其次,如下图,以iDol无人机镜头方向为准左下角和右上角安装A桨,左上角和右下角安装B即可。

Tip:螺旋桨一定要按照上述位置安装!

另外螺一!定!要!拧!紧!

不拧紧容易出现螺旋桨脱落

致使无人机坠落的情况

好的,关于无人机飞行原理和螺旋桨的知识今天就介绍到这里啦,喜欢本文的逗友们给小豆点个赞,有更好的建议也可以在下方评论区留言哦!

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图片来源自逗友——阿拉锋

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