PG电子-PG(中国)一站式服务官方网站






搜索信息

操作指(zhǐ)南
首页(yè) > 操作指南

无人(rén)机飞行原(yuán)理

2024-12-26

垂直运(yùn)动

      无人机利用(yòng)旋翼实现前进和停止。力的相对性意(yì)味着(zhe)旋翼推动空气时,空气也(yě)会反向推动旋翼。这是无人机(jī)能够上(shàng)上下下的(de)基本原理(lǐ)。进(jìn)而,旋翼旋转地越(yuè)快,升力就越大,反之亦然。

      现(xiàn)在的无人机能够做(zuò)三件事情:悬停(tíng)、爬升和降低。当悬停时,无人(rén)机四个旋翼产生的推力(lì)等于向下的重力。这非常容(róng)易理(lǐ)解(jiě)。那么如(rú)何实现爬升?增加四个旋翼的推力从而产(chǎn)生一个(gè)大于重力的向上的力。在该动作完成之后,无人机(jī)的推力可以相对(duì)减少(shǎo),但(dàn)为了(le)使其继续(xù)向上飞行,那(nà)么仍必须**向上的力(lì)要大于向下(xià)的力。使无人机降低的要求(qiú)则相(xiàng)反:需要减少旋翼的(de)推力速度,此(cǐ)时(shí)合(hé)力向下(xià)。

旋转

如何(hé)使一(yī)个正(zhèng)在朝北飞的无人机掉头向(xiàng)南飞?此时旋翼的运动原理(lǐ)又(yòu)是什(shí)么?

6387080076373609062783132.jpeg

如图所示,红(hóng)色的旋(xuán)翼呈逆时针旋(xuán)转(zhuǎn),绿(lǜ)色的旋翼呈(chéng)顺(shùn)时针(zhēn)旋转。当这两(liǎng)组旋翼向(xiàng)相反方向旋转时,无人机的总动(dòng)力为(wéi)零。角动力值(zhí)与线性(xìng)动(dòng)力值很像,可以用(yòng)角速(sù)度乘惯性矩计算得出。可以说,角(jiǎo)动力取(qǔ)决于旋翼旋转的速(sù)度。

       假设红色旋翼有(yǒu)一个(gè)值(zhí)为正的角(jiǎo)动量,而绿色(sè)旋翼(yì)有一个值为负(fù)的角动量(liàng),每(měi)个旋翼的值分为+2、+2、-2、-2,那么此时(shí)所有的(de)力加起来为零(líng)。无人(rén)机即(jí)能实现(xiàn)悬停(tíng)。

而要使无人机(jī)向(xiàng)右转,则需要降低(dī)旋翼1的角速度(dù)。但是,虽(suī)然来自旋翼1的推力缺失能使无人机改变运动方向,但(dàn)与此同时向上的力不等于向(xiàng)下(xià)的重力(lì),所以无人机会下降(jiàng)。那么,如何使无人机在改变方向(xiàng)时保(bǎo)持高度不(bú)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(yì)的角动力仍然不为(wéi)零,所以无人机(jī)能够旋转。而总力仍然等于重力,则无人机(jī)能够保持(chí)在同(tóng)一高度。由于向(xiàng)同一方向旋转的旋翼角为对(duì)角,所以无(wú)人(rén)机仍然可以保持平衡。

向前飞行和侧(cè)向飞行

无人(rén)机向前和向后的(de)运(yùn)动原(yuán)理有什么(me)区别(bié)?其实没(méi)有,因为无人机是对(duì)称的。这同样(yàng)适用于侧向运(yùn)动。一架四轮无人机就像一辆每一面都(dōu)可作为正面(miàn)的(de)车(chē),所(suǒ)以(yǐ)了如何向前也就解释了如何向后或向两侧移动(dòng)的(de)问题。

那么具体(tǐ)该如何操作(zuò)?

6387080076412923999495984.jpeg

       增(zēng)加旋(xuán)翼3和4的旋转(zhuǎn)速(sù)率,降低旋(xuán)翼1和2 的速率。此(cǐ)时,总推力与重量(liàng)相等,因此无人机能够保持高度不变。此外(wài),由于一个位(wèi)于后方的旋(xuán)翼是逆时针旋转,而另一个(gè)为顺时针旋(xuán)转,所以增加的旋转力仍然会为零,前(qián)方的旋翼情况相同。所以整体上无(wú)人(rén)机的方向不会改变(biàn)。然而,无人机后部旋翼所增加(jiā)的力会(huì)使其向前倾斜,因此应(yīng)该(gāi)稍微增加所(suǒ)有旋翼的推力从而产生一个净(jìng)推(tuī)力(lì),其中的一个(gè)分力可(kě)以用来平衡重量和向(xiàng)前运动的力。

学会使用计算机(jī)系统

操作无人机的每个动作都是(shì)通过改变一个或(huò)多个(gè)旋翼(yì)的转速完成,为了用一个控制器控制(zhì)全部旋(xuán)翼要善(shàn)用(yòng)某(mǒu)种计算(suàn)机(jī)控制系(xì)统。此外,无人机的加速器和陀螺仪可以(yǐ)对每(měi)个旋翼进行微调(diào),从(cóng)而进一步提高飞行的简易性和稳定性。所以如果让(ràng)计算(suàn)机系统完成所有的工(gōng)作,那么(me)操纵(zòng)无(wú)人机则相(xiàng)当容易。

理解无人(rén)机的飞行原理是不是很有趣?



    © 2025 西安PG电子和宇航者创新科技有(yǒu)限公司  All Rights Reserved.   备案号:陕ICP备18014418号-1

    PG电子-PG(中国)一站式服务官方网站

    PG电子-PG(中国)一站式服务官方网站