多旋翼飞行原理
多旋翼飞行原理
多 旋 翼 无 人 飞 行 器 常 见 机 型 介 绍
性
安全稳定 (1)S1000采用V型8旋翼设计，配合DJI飞控使用时即使某一轴被意外停止工作
也能最大幅度保证飞机处于稳定状态。
(2)机身板内部集成了含DJI专利同轴接头的电源分布设计；主电源线选用 AS150防火花插头与XT150的组合，可以防止用户插错电池极性，也能有效
多 旋 翼 无 人 飞 行 器 常 见 机 型 介 绍
的防止电池自短路。 (3)从中心板到机臂、起落架等多处均使用全碳纤维材料，系统在低自重的基 础上做到了最高的结构强度。
在靠近全球主要机场时，在机场中心一定区域范围内，飞行器的飞行将会受
到限制。
Phantom 2 Vision+ 与其它Phantom飞行器的区别
多 旋 翼 无 人 飞 行 器 常 见 机 型 介 绍
多 旋 翼 无 人 飞 行 器 常 见 机 型 介 绍
多 旋 翼 无 人 飞 行 器 常 见 机 型 介 绍
多 旋 翼 飞 行 原 理
一般情况下，多旋翼飞行器可以通过调节不同电机的转速来实现4个方向 上的运动，分别为：垂直、俯仰、横滚和偏航。
多 旋 翼 飞 行 原 理
垂直运动，即升降控制
在图（a）中，两对电机转向相反，可以平衡其对机身的反扭矩，当同时
增加四个电机的输出功率，旋翼转速增加使得总的拉力增大，当总拉力足以克 服整机的重量时，四旋翼飞行器便离地垂直上升；反之，同时减小四个电机的 输出功率，四旋翼飞行器则垂直下降，直至平衡落地，实现了沿z轴的垂直运 动。当外界扰动量为零时，在旋翼产生的升力等于飞行器的自重时，飞行器便 保持悬停状态。保证四个旋翼转速同步增加或减小是垂直运动的关键。
多旋翼evtol技术原理
多旋翼evtol技术原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：随着城市交通越来越拥挤，传统陆地交通方式的瓶颈日益凸显。
人们对于更高效、更便捷的出行方式的需求也越来越迫切。
而在这个背景下，多旋翼eVTOL技术成为了备受瞩目的交通未来方向之一。
eVTOL（Electric Vertical Takeoff and Landing）即垂直起降式电动飞行器，是一种以电动推进系统为动力的垂直起降无人机。
相比于传统的飞行器，eVTOL在动力系统、起降方式、飞行模式等方面都具有独特的优势。
而多旋翼则是一种多个旋翼共同工作，实现飞行的飞行器结构形式，可实现垂直起降和稳定飞行。
多旋翼eVTOL技术的原理主要包括以下几个方面：1. 电动推进系统：eVTOL采用电动推进系统作为动力装置，相比传统的燃油动力，在能源利用效率、环保性等方面更具优势。
电动推进系统包括电池、电动机、电子速控等组件，通过电能转化为机械能驱动旋翼转动，实现飞行。
2. 多旋翼结构：多旋翼eVTOL采用多个旋翼进行协同工作，使得飞行器能够实现垂直起降和稳定飞行。
不同于传统直升机的旋翼数量较少，多旋翼eVTOL通常采用4个以上的旋翼作为动力装置。
3. 飞行控制系统：多旋翼eVTOL飞行过程中需要进行精准的飞行控制，以实现稳定飞行和精准操作。
飞行控制系统包括传感器、控制算法、执行机构等多个部分，通过实时监测飞行状态和环境情况，以及调节电力输出和控制旋翼转速，实现飞行器的操控。
4. 高度保护系统：在多旋翼eVTOL飞行中，高度保护系统是至关重要的。
通过高度传感器实时监测飞行器的高度，以及控制飞行器的升降，确保飞行器在不同高度下的稳定飞行和安全降落。
5. 能量管理系统：eVTOL飞行器的电池容量和能量管理系统设计对于飞行时间、载荷能力等方面都有着重要影响。
能量管理系统需要根据飞行任务需求和电池状态实时调整能源输出，以确保飞行器能够完成飞行任务。
多旋翼eVTOL技术的发展不仅可以改变未来城市交通的面貌，也有望推动航空运输行业的进步。
多旋翼无人机俯仰运动原理
多旋翼无人机俯仰运动原理今天咱们来唠唠多旋翼无人机俯仰运动的原理，这可超有趣的呢！你看啊，多旋翼无人机就像一个小小的空中精灵。
那它的俯仰运动是怎么做到的呢？这就得从它的几个旋翼说起啦。
多旋翼无人机有好多旋翼，一般是四个或者六个，就像小翅膀一样。
想象一下，当无人机想要做俯仰运动的时候，就像是小鸟在点头或者抬头。
前面的旋翼和后面的旋翼就开始“商量”着干活啦。
如果无人机要向前做俯仰运动，也就是头向下低，那前面的旋翼就会转得慢一点，或者说力量变小一点。
而后面的旋翼呢，就会加大马力，转得更快或者力量更大。
这样一来，后面的旋翼产生的升力就比前面的大啦。
就好像后面有人在用力地往上抬，前面有点往下压，无人机的头就自然地低下去，开始向前做俯仰运动啦。
反过来说，如果无人机想要抬头，做向后的俯仰运动呢？哈哈，这时候就轮到前面的旋翼威风啦。
前面的旋翼会加大力量，转得更快，而后边的旋翼就会适当减弱力量，转得慢一些。
这样前面的升力大，后面的升力小，无人机的头就抬起来，往后仰着走喽。
这就像是一群小伙伴在玩跷跷板一样。
你这边用力多一点，那边用力少一点，跷跷板就会倾斜。
多旋翼无人机的前后旋翼就像跷跷板两边的小伙伴，通过调整各自的力量，也就是旋翼的转速和产生的升力，来让无人机做出俯仰的动作。
而且啊，这个过程还得特别精确呢。
就像厨师做菜，盐放多放少都不行。
如果前后旋翼的力量调整得不合适，那无人机可就不是优雅地俯仰啦，可能就会像喝醉酒的小鸟一样，东倒西歪的。
再从另外一个角度想，多旋翼无人机的这种俯仰运动原理，其实就像是我们在平衡木上调整重心一样。
当我们想往前倾的时候，就把重心往前挪一点，在无人机上，就是通过改变前后旋翼的升力来“挪动”重心，让它做出俯仰动作。
你知道吗？这种俯仰运动在无人机的飞行中可太重要啦。
比如说，当无人机要飞过一个障碍物的时候，它可以通过俯仰来调整姿态，顺利地飞过去。
就像我们跑步的时候要低头或者抬头避开树枝一样。
又或者当无人机要拍摄一些特定的画面，像从低角度往上仰拍一个宏伟的建筑，它就得做出精确的俯仰运动，这样才能拍出超酷的照片和视频呢。
多旋翼无人机技术基础课件2
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4．翼型的极曲线
把翼型升力特性和阻力特性结合起来，构成表示翼型升 力系数和阻力系数的关系曲线，称为极线。
从极线中还可以找出五个特征点：
①型阻系数最小值Cxmin点。 ②最有利状态点（Cy/Cx）max点。 ⑧最经济状态点（Cy3/2/Cx）max点。 ④升力系数最大点Cymax点。 ⑤零升阻力系数Cx0点。
翼型的主要类型（1）
翼型一般都有名称，是用设计者或者研究机构名字的缩写加上数字来 表示的。随着航空科学的发展，世界各主要航空发达的国家都设计出了大 量高性能的翼型，建立了各种翼型系列。美国有NACA系列，德国有DVL 系列，英国有RAE系列，俄罗斯有ЦΑΓИ系列等。这些翼型的资料包括几 何特性和气动特性，可供飞行器气动设计人员选取合适的翼型。
影响翼型空气动力的因素（3）
3．音障 音障是一种物理现象，当飞行器的速度接近音速时，将 会逐渐追上自己发出的声波。声波叠合累积的结果，会造成 震波的产生，进而对飞行器的加速产生障碍，而这种因为音 速造成提升速度的障碍称为音障。突破音障进入超音速后， 从飞行器最前端起会产生一股圆锥形的音锥，这股震波如爆 炸一般，故称为音爆或声爆。 强烈的音爆不仅会对地面建筑物产生损害，对于飞行 器本身伸出冲击面之外部分也会产生破坏。而音障不单单仅 有声波，还有来自空气的阻力，对于多旋翼无人机旋翼而言 ，当旋翼桨叶桨尖接近1马赫时，桨叶前方急速冲来的空气 不能够像平常一样通过旋翼扩散开，于是气体都堆积到了旋 翼和机体的周围，产生极大的压力，也会引发出一种看不见 的空气旋涡，俗称“死亡漩涡”，这也被叫做音障，如果旋翼 和机体不作特殊加固处理，那么将会被瞬间摇成碎片。
多旋翼无人机飞行安全保障措施
多旋翼无人机基础知识二
多旋翼无人机的组成1.光流定位系统光流（optic flow），从本质上说，就是我们在三维空间中视觉感应可以感觉到的运动模式，即光线的流动。
例如，当我们坐在车上的时候往窗外观看，可以看到外面的物体，树木，房屋不断的后退运动，这种运动模式是物体表面在一个视角下由视觉感应器（人眼或者摄像头等）感应到的物体与背景之间的相对位移。
光流系统不但可以提供物体相对的位移速度，还可以提供一定的角度信息。
而相对位移的速度信息可以通过积分获得相对位置信息2. 全球卫星导航系统GPS系统是美国从上世纪70年代开始研制并组建的卫星系统，可以利用导航卫星进行目标的测距和测速，具备在全球任何位置进行实时的三维导航定位的能力，是目前应用最广泛的精密导航定位系统北斗系统是中国为了实现区域及全球卫星导航定位系统的自主权与主导地位而建设的一套卫星定位系统，用于航空航天、交通运输、资源勘探、安防监管等导航定位服务。
北斗系统采用5颗静止同步轨道卫星和30颗非同步轨道卫星组成，是中国独立自主研制建设的新一代卫星导航系统。
GLONASS是俄罗斯在前苏联时期建立的卫星定位系统，但由于缺乏资金维护，目前系统的可用卫星从最初的24颗卫星减少到2015年的17颗可用在轨卫星，导致系统的可用性和定位精度逐步的下降。
欧盟的伽利略导航卫星系统是由欧洲自主、独立的民用全球卫星导航系统，不过目前为止该系统还只是计划方案，计划总共包含27颗工作卫星，3颗为候补卫星，此外还包含2个地面控制中心，但由于该计划由欧盟共同经营，同时与内部私企合营，各部分利益难以平衡，计划实施则一再推迟，目前还无法独立使用。
3.高度计由于全球定位系统GNSS的缺陷，它的高度信息极为不准确，通常偏差达几十米甚至更大，无人机系统的高度测量需要额外的设备来辅助测量。
常用的高度传感器主要包含超声波传感器和气压高度传感器，此外还有激光高度计和微波雷达高度计等。
气压高度计的原理是地球上测量的大气压力在一定方位内是与相对海拔高度呈现对应关系的。
无人机飞行原理—多旋翼无人机飞行原理
方式安排，抵消反转矩。如图所示，电机1和电机3逆时针转动、电动机2和4则顺时针转动，四个电机的反
转矩彼此抵消。
左 + 右 = 右 + 左
四、多旋翼无人机飞行原理
操纵性
1、垂直运动
垂直运动，是指无人机克服自身重力进行上升和下降的运动。是其最基本的功能，X型四旋翼
1 = 2 , 3 = 4
1 + 2 + 3 +4 =
当3 + 4 > 1 +2 时，则无人机在转矩的作用下将绕着纵轴（X轴）产生转动，即右横滚运动；若
3 + 4 < 1 +2 ，则无人在转矩的作用下将绕着纵轴（X轴）产生转动，将实现左横滚运动。
四、多旋翼无人机飞行原理
调节电机转速，来改变总升力 的大小实现。
四、多旋翼无人机飞行原理
操纵性
2、俯仰运动
俯仰运动，是指无人机能绕横轴（Y轴）转动，以无人机机体纵轴（X轴）正方向为无人机前
进方向，X型四旋翼无人机的俯仰运动示意图。
要做俯仰运动，通过改变电动机的转速，使得升力 1 、 2 、 3 、 4 变化，不再保持相等，
相等，并且升力的合力大于重力，但仍然保持对角的反转矩之和相同，即：
1 = 2 , 3 = 4
1 + 2 > 3 +4
1 + 2 + 3 +4 >
1 + 3 = 2 +4
此时，无人机做横滚运动，升力在水平方向的分力，对左右位移进行修正和控制，横滚角为 ，当满足
升力的垂直分力与重力相等时，即 = ，在没有外力干扰的情况下，四旋翼无人机将在水平分力
孩子们玩的无人机起飞原理
孩子们玩的无人机起飞原理
无人机的起飞原理主要有以下几种方式：
1. 固定翼无人机：固定翼无人机起飞依赖于空气动力学原理。
通过无人机上的电动螺旋桨产生推力，同时通过机翼的空气动力学设计产生升力。
当推力大于或等于重力时，无人机就能够起飞。
2. 多旋翼无人机：多旋翼无人机主要依靠自身的多个旋翼产生升力来进行起飞。
这些旋翼一般为螺旋桨，由电机提供动力。
通过调整旋翼的转速和角度，控制无人机在空中的升降、俯仰、横滚和偏航等动作。
3. VTOL垂直起降无人机：VTOL无人机（Vertical Take-Off and Landing）是指能够实现垂直起降的无人机。
这类无人机通常同时具备固定翼和多旋翼的特点，可以在狭小的空间内垂直起降，并在空中以固定翼的方式飞行。
无论是哪种起飞方式，无人机起飞的关键就是通过电动螺旋桨或旋翼产生足够的升力以克服重力，从而使无人机离地。
而通过对电动螺旋桨或旋翼的控制，可以实现无人机的起飞、悬停、飞行和降落等动作。
多旋翼飞行原理(改)
工艺形式：
塑胶模具注塑生产
碳纤板材CNC切割组装
（P77特点：质量轻、强度高…）
复合材料模具生产
2 .2飞控
即无人机的飞行控制系统，实时监测无人机飞行状态并控制无人机稳定飞行（P90）。 故严格来讲飞控系统包括：传感器、计算单元、和执行机构
A）传感器 三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计、气压高度计、GPS、超声波等
匝数：电机上线圈绕线匝数。
定子
外转子
2212、1000KV、13T
电子调速器（电调）：英文名叫ESC
作用：根据飞控的控制信号，将电池的直流输入转变为一定频率的交 流输出，用于控制电机转速
电调规格：（1）电流 。电调能够承受的瞬时极限电流
（2）供电能力（BEC功能）
电池：多旋翼无人机常选用锂电池(Lipo)作为无人机的电源，常见的有6S1P、4S、3S
多旋翼飞行原理
1 飞行原理
旋翼航空器飞行主要靠旋
翼产生的拉力。
当旋翼由发动机通过旋转
轴带动旋转时，旋翼给空气以
作用力矩(或称扭矩)，空气 必 然在同一时间以大小相等、方 向相反的反作用 力矩作用于 旋翼(或称反扭矩)，从而再通
必 须 抵
过旋 翼将这一反作用力矩传
消
递到直升机 机体上。如果不
反
采取措施予以平衡，那么这个
B）计算单元：飞控板上用于计算的芯片单元 飞控算法：
C）执行机构：动力系统 MEMS微机电系统使得这些传感器能够集成在很小的电路板上
控制指令（遥控器、地面站）
传感器检 测的数据
计算单元
执行机构
数据处理及控制算法（软件层面）
传感器数据融合与滤波
姿态、轨迹控制
外环控制
航空器飞行原理
涡桨发动机原理图
涡喷发动机
航空器飞行原理
一、 多旋翼的飞行原理
二、 直升机的飞行原理
三、 固定翼的飞行原理
飞行原理：
多旋翼无人机，是一种具有三个及以上 旋翼轴的特殊的无人驾驶直升机。 其通过 每个轴上的电动机转动，带动旋翼，从而 产生推力。旋翼的总距固定，而不像一般 直升机那样可变。通过改变不同旋翼之间 的相对转速，可以改变单轴推进力的大小， 从而控制飞行器的运动轨迹。
按 照 轴 数 分 为 ： 三轴、四轴、六轴、八轴等。 按照发动机个数分为：三旋翼、四旋翼、六旋翼、八旋翼等。
多旋翼无人机的实际
应用
农林植保
航拍摄影
线路巡检
多旋翼无人机飞行姿态控制
向前飞：前面电机减速，后边电机加速。
向左飞： 左边电机减速，右边电机加速。 向左偏航时，反桨加速正桨减速。
向右飞： 右边电机减速，左边电机加速。
向右偏航时，正桨加速反桨减速。
向后飞：前面电机加速，后面电机减速。
直升机：
主要靠主螺旋桨转动提供升力，尾桨转动抵 消反扭矩，通过操纵总距杆、周期变距杆、脚蹬 来控制飞机的运动姿态。
军用： 武装直升机
民用：私人飞机、观光旅游、紧急救援等
固定翼飞行原理
固定翼飞机通常包括方向、副翼、升降、油门、襟翼等控制舵面，通过舵机改 变飞机的翼面，产生相应的扭矩，控制飞机转弯、爬升、俯冲、横滚等动作。 发动机提供动力，机翼产生升力，各个舵面控制飞行姿态，从而实现飞行。
固定翼飞机操纵舵面示意图
塞斯纳商务机 安225运输机
苏35
F22
根据机翼平面形状分类
平直翼飞机 梯形翼飞机 前掠翼飞机
后掠翼飞机
三角翼飞机
多旋翼正常飞行倾斜角度__概述及解释说明
多旋翼正常飞行倾斜角度概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文将对多旋翼正常飞行倾斜角度进行概述和解释说明。
多旋翼是一种常见的无人机类型，通过多个电动马达驱动并控制旋转的螺旋桨来实现飞行。
在多旋翼飞行过程中，倾斜角度起着重要的作用，影响着其稳定性和性能。
1.2 文章结构本文主要包含四个部分：引言、正文、解释说明和结论。
引言部分将简要介绍本文的内容概述以及文章的结构安排。
正文部分将详细探讨多旋翼飞行原理、倾斜角度对飞行的影响以及测量方法。
解释说明部分将阐述多旋翼正常飞行倾斜角度的定义和范围、影响因素以及与稳定性之间的关系。
最后，结论部分将总结多旋翼正常飞行倾斜角度的重要性与应用场景，并提出优化和控制建议以及未来发展方向。
1.3 目的本文旨在深入了解多旋翼正常飞行倾斜角度，并揭示其在多旋翼飞行中的重要性和影响。
通过对倾斜角度的测量、分析和控制，可以提升多旋翼的稳定性和飞行性能，推动多旋翼技术的持续进步。
本文还将针对未来可能的发展方向和挑战进行探讨，以促进该领域更好地满足不同应用需求。
2. 正文：2.1 多旋翼飞行原理多旋翼是一种由多个旋翼组件组成的飞行器，每个旋翼都可以产生升力，并通过改变各个旋翼的转速实现飞行、悬停和转弯等动作。
多旋翼的飞行原理基于空气动力学中的牛顿第三定律，即对每个向下排放气流的气体力有一个等大反方向的反作用力。
2.2 倾斜角度对多旋翼飞行的影响倾斜角度指的是多旋翼在飞行过程中机身相对于水平面的倾斜角度。
倾斜角度直接影响了多旋翼在不同飞行阶段表现出的特性。
当多旋翼呈现前倾姿态时，它可以加快水平速度并减少下降速率；而后倾姿态则会减小速度、增加升力并提高机身稳定性。
2.3 多旋翼正常飞行倾斜角度的测量方法测量多旋翼正常飞行倾斜角度可以采用传感器技术，在无人机上安装三轴陀螺仪、加速度计和磁力计等传感器。
通过这些传感器可以实时监测多旋翼的姿态，并根据姿态信息计算出倾斜角度。
3. 解释说明：3.1 多旋翼正常飞行倾斜角度的定义和范围多旋翼正常飞行倾斜角度指的是在平稳飞行状态下，多旋翼呈现的机身倾斜角度范围。
无人机驾驶员航空知识手册培训教材多旋翼
对于航模用的无刷直流电机,转速精度要求并不很高, 使用开环控制方式就可满足要求,
外转子电机内部构造
无刷电机拆解
四旋翼飞行器
AB通电
AC通电
四旋翼飞行器
四旋翼飞行器
四旋翼飞行器
霍耳效应器件, 霍耳效应测量器件可以根据转子不同位置时的 不同磁场方向分布情况输出位置信号, 一般在电机的不同位置上装三个霍尔传感器, 就可测出转子的位置,这就是所谓的有感无刷电机的驱动,
另外需要注意的是四根轴架的尺寸长度,保证4个螺旋桨不打架 就可以了,但要考虑到螺旋桨之间因为旋转产生的乱流互相影响, 建议还是不要太近,否则影响效率, 这也是为什么四轴用2叶螺旋桨 比用3叶螺旋桨多的原因之一 3叶的还有个缺点,平衡不好做 ,
四旋翼飞行器
德国MD4-1000四旋翼
四旋翼飞行器
德国MD4-1000四旋翼
与传统的直升机相比,四旋翼飞行器有下列优势：各个旋 翼对机身所施加的反扭矩与旋翼的旋转方向相反,因此当电 机 1和电机 3逆时针旋转的同时,电机 2和电机 4顺时针旋转, 可以平衡旋翼对机身的反扭矩,
四旋翼飞行器
四旋翼飞行器在空间共有 6个自由度 分别沿 3个坐标轴 作平移和旋转动作 ,这 6 个自由度的控制都可以通过调节 不同电机的转速来实现,基本运动状态分别是： 垂直运动 俯仰运动 滚转运动 偏航运动 前后运动和侧向运动
四旋翼飞行器
单体电压：标称3.7,满充4.2v,放电保护电压：3v 容量：蓄电池的总能量=电压X容量 放电倍率：以多少倍容量电流放电
最大放电电流=容量X放电倍率 充电倍率：以多少倍容量电流充电 能量密度：总能量/总重量
四旋翼飞行器
四旋翼飞行器
四旋翼飞行器
四轴机架：
多旋翼飞行器简介
多 旋 翼 飞 行 原 理
俯仰运动，即前后控制
在图（b）中，电机1的转速上升，电机3的转速下降，电机2、电机4的转
速保持不变。为了不因为旋翼转速的改变引起四旋翼飞行器整体扭矩及总拉力 改变，旋翼1与旋翼3转速该变量的大小应相等。由于旋翼1的升力上升，旋翼3 的升力下降，产生的不平衡力矩使机身绕y轴旋转（方向如图所示），同理，当 电机1的转速下降，电机3的转速上升，机身便绕y轴向另一个方向旋转，实现 飞行器的俯仰运动。
多 旋 翼 飞 行 原 理
垂直运动，即升降控制
在图（a）中，两对电机转向相反，可以平衡其对机身的反扭矩，当同时
增加四个电机的输出功率，旋翼转速增加使得总的拉力增大，当总拉力足以克 服整机的重量时，四旋翼飞行器便离地垂直上升；反之，同时减小四个电机的 输出功率，四旋翼飞行器则垂直下降，直至平衡落地，实现了沿z轴的垂直运动。 当外界扰动量为零时，在旋翼产生的升力等于飞行器的自重时，飞行器便保持 悬停状态。保证四个旋翼转速同步增加或减小是垂直运动的关键。
多 旋 翼 飞 行 器 的 构 造
A2多旋翼飞控
NAZA多旋翼飞控
ACE ONE直升机飞控
NAZA-H直升机飞控
多旋翼飞行器是通过调节多个电机转速来改变螺旋桨转速，实现升力的变 化，进而达到飞行姿态控制的目的。
多旋翼飞行原理详解
以四旋翼飞行器为例，飞行原理如下图所示，电机1和电机3逆时针旋转
的同时，电机2和电机4顺时针旋转，因此飞行器平衡飞行时，陀螺效应和空气
多 旋 翼 飞 行 器 的 构 造
风火轮F550(PA66+30GF)
筋斗云S1000(碳纤维)
电机
电机是由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。在整 个飞行系统中，起到提供动力的作用。
无人机飞行原理 项目4 旋翼无人机飞行原理
螺旋桨升力产生的原理
转速固定的情况下，螺距越大，升力越大。
多旋翼无人机拉力控制原理
● 螺旋桨旋转产生拉力，拉力随着转速的 增加而增加; ● 当螺旋桨的拉力等于其所承受的重力时， 无人机处于悬停状态; ● 当转速增加进一步提高时，拉力则持续 上升，这时无人机就会上升; ● 对于多旋翼无人机而言通过控制螺旋桨 转速就可以实现对无人机升力的控制。
◆桨叶的空气动力 • 阻力 （1）空气动力R在发动机垂直于轴线方向的分力。 （2）阻力的方向与桨叶切向速度的方向相反。 • 阻力力矩 （1）阻力与到桨轴中心距离的乘积就是阻力力矩，
它由发动机轴的旋转力矩来克服。 （2）只有发动机输出力矩与其平衡，螺旋桨才能保
持等速旋转。
4. 螺旋桨产生升力和阻力的原理
φ
桨弦 α γ
相对气流 旋转平面
3. 螺旋桨理论
• 飞行速度为v，螺旋桨转速为w时, 某一截面处桨叶旋转切速度u， 螺旋桨运动的速度三角形：
wuv
3. 螺旋桨理论 ①桨叶迎角α随桨叶角φ的变化
为常数时 为常数时
φ
桨弦
α r
相对气流
旋转平面
3. 螺旋桨理论 ②桨叶迎角α随飞行速度v的变化
本节知识 点
01 螺 旋 桨 简 述
02 螺 旋 桨 的 几 何 参 数
03 螺 旋 桨 理 论
04 螺 旋 桨 产 生 拉 力 和 旋 转 阻 力 的 原 理
05 影 响 螺 旋 桨 拉 力 和 阻 力 的 因 素
螺旋桨用在哪些方面？
1. 螺旋桨简述 • 螺旋桨
• 螺旋桨是一种旋转的翼型(aerofoil), 它固定在中心桨毂(hub)上, 桨毂直接或通过减速器安装在发动机轴上。
无人机操控技术课件第3章飞行原理与性能第5节多旋翼基础知识
5.2.3 动力系统—电调
建议最基础测试电机与电调兼容性的方案： 在地面拆除螺旋桨，姿态或增稳模式启动，启 动后油门推至50%，大角度晃动机身、快速大范围 变化油门量，使飞控输出动力。仔细聆听电机转动 声音，并测量电机温度，观察室否出现缺相。 在调试前，用遥控器设置电调时，需要接上电 机。
5.3 多旋翼气动布局—Y字型、H字型
Y型
优点：动力组较少，成本 低；外形炫酷，前方视线开阔。
缺点：尾旋翼需要使用一 个舵机来平衡扭矩，增加了机 械复杂性和控制难度。
H型
H型比较容易设计成折叠 结构，且拥有X型相当的特点。
5.3 多旋翼气动布局—4\6\8旋翼
单纯从气动效率出发，旋翼越大，效率越高，同样 起飞重量的4轴飞行器比8轴飞行器的效率高，故轴数越 多载重能力不一定越大。
一般锂聚合物电池上都有2组线。1组是输出线（粗， 红黑各1根）；1组是单节锂电引出线（细，与S数有关）， 用以监视平衡充电时的单体电压。
多轴飞行器飞行中，图像叠加OSD信息显示的电压 一般为电池的负载电压。
5.2.3 动力系统—电池
锂电池在使用时必须串联才能达到使用电压需要，因此 聚合物电池需要专用的充电器，尽量选用平衡充电器。 根据充电原理的不同分为串型式平衡充电器和并行式平衡充 电器。并行式平衡充电器使被充电的电池块内部每节串联电 池都配备一个单独的充电回路，互不干涉，毫无牵连。
5.2.2 飞控系统—飞控软件
飞控
基本情况
优点
缺点
KK飞控
开源，只使用 三个成本低廉
的单轴陀螺
价格便宜，硬件 结构简单
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多 旋 翼 无 人 飞 行 器 常 见 机 型 介 绍
的防止电池自短路。 (3)从中心板到机臂、起落架等多处均使用全碳纤维材料，系统在低自重的基 础上做到了最高的结构强度。
多 旋 翼 飞 行 原 理
横滚运动，即左右控制
与图（b）的原理相同，在图（c）中，改变电机2和电机4的转速，保持
电机1和电机3的转速不变，便可以使机身绕x轴方向旋转，从而实现飞行器横 滚运动。
多 旋 翼 飞 行 原 理
偏航运动，即旋转控制
四旋翼飞行器偏航运动可以借助旋翼产生的反扭矩来实现。旋翼转动过程 中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反的反扭矩，为了克服反扭矩影响， 可使四个旋翼中的两个正转，两个反转，且对角线上的各个旋翼转动方向相同。 反扭矩的大小与旋翼转速有关，当四个电机转速相同时，四个旋翼产生的反扭 矩相互平衡，四旋翼飞行器不发生转动；当四个电机转速不完全相同时，不平 衡的反扭矩会引起四旋翼飞行器转动。在图（d）中，当电机1和电机3的转速
专业级载机 (1) 整机自重约4Kg，最大起飞重量约11Kg。 (2) 云台安装架下移设计，集合系统标配收放起落架。 (3) 全新的悬挂设计以及电机减震设计。新电池托盘位置设计，方便用户安装电 池，电池更加稳固。 (4) 支持当前所有的Z15云台。
多 旋 翼 无 人 飞 行 器 常 见 机 型 介 绍
多旋翼飞行器是通过调节多个电机转速来改变螺旋桨转速，实现升力的变 化，进而达到飞行姿态控制的目的。
多旋翼飞行原理详解
以四旋翼飞行器为例，飞行原理如下图所示，电机1和电机3逆时针旋转
的同时，电机2和电机4顺时针旋转，因此飞行器平衡飞行时，陀螺效应和空气
动力扭矩效应全被抵消。与传统的直升机相比，四旋翼飞行器的优势：各个旋 翼对机身所产生的反扭矩与旋翼的旋转方向相反，因此当电机1和电机3逆时针 旋转时，电机2和电机4顺时针旋转，可以平衡旋翼对机身的反扭矩。
SPREADING WINGS S1000的介绍 S1000是一款专业级载机，具有便携易用、操作友好、安全稳定等特点， 是专业航拍应用的不二选择。
多 旋 翼 无 人 飞 行 器 常 见 机 型 介 绍
特性
安全稳定 (1)S1000采用V型8旋翼设计，配合DJI飞控使用时即使某一轴被意外停止工作
也能最大幅度保证飞机处于稳定状态。
多 旋 翼 无 人 飞 行 器 常 见 机 型 介 绍
架，能够拍出令人惊叹的航拍画面。借助内置惯性导航传感器与 GPS，
PHANTOM 2 VISION+ 可以在空中稳定悬停。支持用户预设最多16个航点！规
划航线，自动飞行，航拍更得心应手。
特性
雷达锁定&自动返航 雷达锁定：手机上实时显示飞机的方位朝向和飞行参数等。 自动返航：飞行器在超出遥控距离后也能自动返回起飞点并自动降落，免去 后顾之忧。
多 旋 翼 飞 行 原 理
一般情况下，多旋翼飞行器可以通过调节不同电机的转速来实现4个方向 上的运动，分别为：垂直、俯仰、横滚和偏航。
多 旋 翼 飞 行 原 理
垂直运动，即升降控制
在图（a）中，两对电机转向相反，可以平衡其对机身的反扭矩，当同时
增加四个电机的输出功率，旋翼转速增加使得总的拉力增大，当总拉力足以克 服整机的重量时，四旋翼飞行器便离地垂直上升；反之，同时减小四个电机的 输出功率，四旋翼飞行器则垂直下降，直至平衡落地，实现了沿z轴的垂直运 动。当外界扰动量为零时，在旋翼产生的升力等于飞行器的自重时，飞行器便 保持悬停状态。保证四个旋翼转速同步增加或减小是垂直运动的关键。
多 旋 翼 飞 行 原 理
俯仰运动，即前后控制
在图（b）中，电机1的转速上升，电机3的转速下降，电机2、电机4的转
速保持不变。为了不因为旋翼转速的改变引起四旋翼飞行器整体扭矩及总拉力 改变，旋翼1与旋翼3转速该变量的大小应相等。由于旋翼1的升力上升，旋翼 3的升力下降，产生的不平衡力矩使机身绕y轴旋转（方向如图所示），同理， 当电机1的转速下降，电机3的转速上升，机身便绕y轴向另一个方向旋转，实 现飞行器的俯仰运动。
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DIY用户级多旋翼飞行器——Flame Wheel F450
Flame Wheel F450 的介绍 Flame Wheel（风火轮）系列产品是DJI开发的多旋翼飞行平台。配合 DJI的WooKong-M或Naza-M自动驾驶系统，可完成悬停、巡航、甚至滚转 等飞行动作，广泛应用于休闲娱乐、航拍以及FPV等航模运动中。
在靠近全球主要机场时，在机场中心一定区域范围内，飞行器的飞行将会受
到限制。
Phantom 2 Vision+ 与其它Phantom飞行器的区别
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超大安装空间
采用优化设计，为各种飞控系统及配件提供充足的安装空间。
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炫彩力臂
红、白、黑三种力臂颜色供用户选择搭配，让飞行更加炫丽多彩。
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专业用户级多旋翼飞行器——Spreading Wings S1000
(5) 为A2优化的安装与布线设计，并允许A2天线远离碳纤维、金属等材料，获得 更加良好的信号质量。
便携、易用 (1) 所有机臂均可向下折叠、配合1552折叠桨，可使整机运输体积最小化。 (2) 只需抬起机臂、锁紧机臂卡扣、给系统上电，就已经进入了飞行就绪状态。 (3) 中心架在提供3组XT60供电插座的同时，还预留了8处设备安装位。
多 旋 翼 无 人 飞 行 器 常 见 机 型 介 绍
况下，根据多旋翼飞行器的尺寸大小及可操作性，可以将多旋翼飞行器分为： 大众用户级，DIY用户级和专业用户级三个类别。
大众用户级多旋翼飞行器——Phantom 2 Vision +
PHANTOM 2 VISION+ 的介绍 秉承 PHANTOM 系列的简单易用，PHANTOM 2 VISION+ 是真正意义上第 一款到手即飞的航拍飞行器，不需要任何形式的 DIY。高精度的三轴陀螺稳 定云台，可以主动抵消飞机带来的抖动， PHANTOM 2 VISION+ 犹如空中三脚
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操纵性 (1) 所有机臂采用8°内倾和3°侧倾设计。 (2) 力臂内置40A高速电调、使4114 pro电机在配合1552高效折叠桨工作在6S电 源时，获得单轴最大近2.5Kg的强劲推力输出。
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飞行参数实时显示
飞行参数实时显示在手机屏幕上，随时掌控飞行状态。
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三轴陀螺稳定云台
高精度的三轴陀螺稳定云台，可以主动抵消相机的抖动，让 Phantom 2
Vision+ 如同纹丝不动的空中三角架，拍出令人惊叹的航拍画面。
上升，电机2和电机4的转速下降时，旋翼1和旋翼3对机身的反扭矩大于旋翼2
和旋翼4对机身的反扭矩，机身便在富余反扭矩的作用下绕z轴转动，从而实现
多 旋 翼 飞 行 原 理
飞行器的偏航运动。
概述
多旋翼飞行器在整个飞行系统中作为飞行的载体，根据飞行的实际需要
（比如：载重）不一样，需要选择不一样的飞行器作为合适的载体。一般情
多 旋 翼 无 人 飞 行 器 常 见 机 型 介 绍
相册同步 可以通过 Wi-Fi 将储存在相机 SD 卡内的照片与视频同步到手机相册， 免去上传至电脑的麻烦。
多 绍
安全飞行特性 因安全和责任的考虑，Phantom 2 系列增加飞行区域限制功能。飞行器
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特性
超高强度材料 力臂采用PA66+30GF超高强度材料制成，耐摔、耐撞击。
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集成PCB板连线
配备高强度复合PCB电路板，使电调、电源等连线更加快捷、安全。
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