多旋翼飞行原理(改)
多旋翼无人机的结构和原理
多旋翼无人机的结构和原理
翼型的升力：
升力的来龙去脉这是空气动力学中的知识，研究的内容十分广泛，本文只关注通识理论，阐述对翼型升力和旋翼升力的原理。
根据流体力学的基本原理，流动慢的大气压强较大，而流动快的大气压强较小。
由于机翼一般是不对称的，上表面比较凸，而下表面比较平（翼型），流过机翼上表面的气流就类似于较窄地方的流水，流速较快，而流过机翼下表面的气流正好相反，类似于较宽地方的流水，流速较上表面的气流慢。
大气施加与机翼下表面的压力（方向向上）比施加于机翼上表面的压力（方向向下）大，二者的压力差便形成了升力。
［摘自升力是怎样产生的］。
所以对于通常所说的飞机，都是需要助跑，当飞机的速度达到一定大小时，飞机两翼所产生的升力才能抵消重力，从而实现飞行。
旋翼的升力飞机，直升机和旋翼机三种起飞原理是不同的。
飞机依靠助跑来提供速度以达到足够的升力，而直升机依靠旋翼的控制旋转在不进行助跑的条件下实现垂直升降，直升机的旋转是动力系统提供的，而旋翼旋转会产生向上的升力和空气给旋翼的反作用力矩，在设计中需要提供平衡旋翼反作用扭矩的方法，通常有单旋翼加尾桨式（尾桨通常是垂直安装）、双旋翼纵列式（旋转方向相反以抵消反作用扭矩）等;而旋翼机则介于飞机和直升机之间，旋翼机的旋翼不与动力系统相连，由飞行过程中的前方气流吹动旋翼旋转产生升力（像大风车一样），即旋翼为自转式，传递到机身上的扭矩很小，无需专门抵消。
而待设计的四旋翼飞行器实质上是属于直升机的范畴，需要由动力系统提供四个旋翼的旋转动力，同时旋翼旋转产生的扭矩需要进行抵消，因此本着结构简单控制方便，选择类似双旋翼纵列式加横列式的直升机模型，两个旋翼旋转方向与另外两个旋翼旋转方向必须相反以抵消陀螺效应和空机动力扭矩。
多旋翼无人机的飞行原理PPT课件
多旋翼无人机操控原理——六种运动
要操控无人机，就要操控它的各种运动，如图1-10所示，无人机 的整个飞行轨迹都是靠操控它的这六种运动来实现的。
多旋翼无人机操控原理——运动控制
①垂直运动控制。 当同时增加或减小4个旋翼的升力时，无人机垂直上升或下降;当 四旋翼产生的升力总和等于机体的自重时,四旋翼无人机便保持平衡状 态。四个旋翼同时增加升力，无人机就开始垂直上升。
两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上，大小相等， 方向相反。牛顿第三运动定律也称为作用力与反作用力定律。
在多旋翼无人机的操控中，要用到此定律，比如多旋翼无人机的 自旋操控就是通过控制正桨和反桨作用在无人机上的扭矩大小来实现 的。
主要知识点回顾——欠驱动系统
欠驱动系统就是指系统的独立控制变量个数小于系统自由度个数 的一种非线性系统，多旋翼无人机就是典型的欠驱动系统，由于高度 非线性、参数摄动、多目标控制要求及控制量受限等原因，所以控制 难度较大。
主要知识点回顾——牛顿第二运动定律
物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比。 牛顿第二运动定律也称为加速度定律，它表明力的瞬时作用规律：力 和加速度同时产生，同时变化，同时消失。
所以，无人机的姿态和飞行速度的改变，需要在相应的方向上有 力的作用。
主要知识点回顾——牛顿第三运动定律
主要知识点回顾——全驱动系统
和欠驱动系统不同，全驱动系统的独立控制变量个数等于系统自 由度个数，具有操纵灵活、控制算法设计简单等特点，固定翼无人机 就是典型的全驱动系统。
飞行原理
主要知识回顾
多旋翼无人机飞行 原理
多旋翼无人机操控原理——飞行模式
四旋翼无人机的飞行模式有两种，左图为十字模式，右图为X字模 式。如前所述，多旋翼无人机根据旋翼桨距是否可控分为两类：旋翼 变距类和旋翼变速类，而电动多旋翼无人机基本都属于旋翼变速类， 下面就以旋翼变速类四旋翼无人机的十字模式为例，来对多旋翼无人 机操控原理进行介绍。
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。
多旋翼无人机飞行原理
多旋翼无人机飞行原理
首先，马达提供动力，驱动旋翼旋转。
这些马达可以是电动机或燃气发动机，取决于无人机的类型和用途。
旋翼是无人机最关键的组件之一，它由一个或多个旋翼叶片组成。
这些叶片通常呈螺旋状排列，以便可以通过它们的旋转产生升力和推力。
控制系统通过控制每个旋翼的速度和方向来控制无人机的飞行。
这个控制系统可以是机械式的，使用连杆和曲轴来控制旋转，也可以是电子式的，通过电子传感器和电动机控制器来实现。
当无人机起飞时，控制系统会增加旋翼的速度，让它们开始旋转。
旋翼的旋转会产生升力，将无人机推离地面。
当无人机获得足够的升力时，它可以开始在空中飞行。
为了控制无人机的航向和姿态，控制系统会调整每个旋翼的速度和方向。
通过增加或减小每个旋翼的速度，无人机可以向前或向后飞行，向左或向右飞行，或者向上或向下飞行。
通过调整每个旋翼的方向，无人机可以旋转或倾斜。
此外，多旋翼无人机还可以通过调整旋翼的速度和方向来进行悬停和悬停飞行。
当控制系统使每个旋翼的速度和方向相等时，无人机将停止移动并悬停在空中。
总结起来，多旋翼无人机的飞行原理是通过旋翼的旋转产生升力和推力，控制无人机的移动和姿态。
控制系统通过调整每个旋翼的速度和方向来实现这一目标，从而实现无人机的平衡、稳定和操控。
多旋翼无人机飞行原理
多旋翼无人机飞行原理
多旋翼无人机是一种通过多个旋翼进行飞行的无人机器，其飞行原理主要是通过旋翼的升力产生来实现飞行。
在多旋翼无人机中，旋翼的设计和工作原理对于飞行性能至关重要。
首先，多旋翼无人机的飞行原理涉及到空气动力学和机械工程的知识。
在飞行过程中，旋翼通过加速气流来产生升力，从而支撑无人机的重量。
旋翼的设计和布局直接影响着无人机的飞行性能，包括稳定性、操控性和飞行效率等方面。
其次，多旋翼无人机的飞行原理还涉及到飞行控制系统。
通过调节旋翼的转速和倾斜角度，飞行控制系统可以实现无人机的升降、前进、后退、转向等各种飞行动作。
飞行控制系统的精密度和稳定性直接影响着无人机的飞行性能和安全性。
另外，多旋翼无人机的飞行原理还涉及到能源系统。
旋翼的旋转需要消耗大量的能量，而无人机需要携带足够的能源来支撑飞行任务的完成。
因此，能源系统的设计和管理对于无人机的续航能力和飞行效率具有重要影响。
此外，多旋翼无人机的飞行原理还涉及到传感器和数据处理系统。
无人机需要通过传感器获取周围环境的信息，并通过数据处理系统实现自主飞行、避障和任务执行等功能。
传感器的精度和数据处理系统的算法对于无人机的智能化和自主性具有重要影响。
总的来说，多旋翼无人机的飞行原理是一个复杂的系统工程，涉及到空气动力学、机械工程、飞行控制、能源系统、传感器和数据处理等多个领域。
只有在这些方面都取得了良好的平衡和协调，无人机才能够实现稳定、高效、安全的飞行。
随着科技的不断进步，多旋翼无人机的飞行原理也在不断完善和创新，为无人机的发展开辟了更加广阔的空间。
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
多旋翼evtol技术原理_概述说明以及解释
多旋翼evtol技术原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在当今现代社会中，出行交通方式的创新与进化一直是人们关注的焦点。
随着科技的不断发展，电动垂直起降（eVTOL）技术作为一种全新的交通工具正在日益受到广泛关注和研究。
多旋翼eVTOL作为其中一种重要类型，在其相对小型、机动性强以及能够实现垂直起降等特点方面具备巨大潜力。
本文将深入探讨多旋翼eVTOL技术原理、应用领域以及相关发展前景。
1.2 文章结构本文共分为五个部分进行详细论述：引言、多旋翼eVTOL技术原理、多旋翼eVTOL技术说明、多旋翼eVTOL应用领域探讨以及结论与展望。
通过这样的结构安排，我们有助于逐步了解多旋翼eVTOL技术的基本原理与概念，并深入了解其在不同领域中的广泛应用。
1.3 目的本文的主要目的是对多旋翼eVTOL技术进行概述和解释，帮助读者更好地理解这一创新交通工具的运行原理和设计要点。
同时，我们还将针对多旋翼eVTOL 技术在个人出行、城市交通、物流配送、紧急救援以及环境监测等领域中的应用进行深入探讨，并展望其未来发展前景和可能带来的社会影响与挑战。
最后，我们将给出一些建议，指明下一步多旋翼eVTOL技术研究的方向。
请注意，文中提到的多旋翼eVTOL技术是一种基于电动垂直起降概念的飞行器设计，可以实现从垂直起飞到水平飞行模式的转换。
2. 多旋翼evtol技术原理:2.1 多旋翼基本原理:多旋翼是一种通过多个旋转的机翼产生升力以实现飞行的设备。
它由多个垂直安装的电动螺旋桨组成，这些螺旋桨可以同时或分别控制转动来实现飞行任务。
通过调整不同螺旋桨的转速和/或俯仰角度，多旋翼能够在垂直起降和水平飞行之间进行平滑过渡。
2.2 eVTOL概念解释:eVTOL代表电动垂直起降，是一种使用电动螺旋桨或风扇进行垂直起降和水平飞行的飞行器。
与传统的垂直起降机相比，eVTOL采用了电动化推进系统，使其更加环保、安静且能效更高。
2.3 多旋翼eVTOL设计要点:在设计多旋翼eVTOL时，需要考虑以下几个要点：- 结构设计: 多旋翼eVTOL的结构应该具有良好的强度和刚度，在不影响性能的前提下尽可能减小重量。
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
多旋翼无人机的飞行原理
多旋翼无人机的飞行原理
多旋翼无人机是一种飞行器，它的飞行靠四个以上的旋翼来实现。
这
些旋翼可以通过改变转速和切换方向来控制飞行器的姿态和方向。
在
这篇文章中，我们将详细讨论多旋翼无人机的飞行原理。
1. 旋翼
多旋翼无人机的主要飞行器就是旋翼，也就是螺旋桨。
它可以产生升力，并支持飞行器的重量。
对于多旋翼无人机，旋翼可以分为四个及
以上，它们可以通过改变转速和切换方向来控制飞行器的姿态和方向。
2. 姿态控制
多旋翼无人机的姿态控制的主要依靠它的陀螺仪和加速度计，这两个
传感器可以检测飞行器的姿态和方向，并将这些数据发送给飞控，通
过飞控来控制旋翼的转速和方向，以实现姿态的调整。
在飞行过程中，当无人机出现姿态偏差时，飞控系统将自动调整旋翼转速和方向来纠正。
3. 飞行控制
多旋翼无人机的飞行控制是由主控制器实现的。
它通过接收陀螺仪和
加速度计的数据来调节电机的转速，以实现飞行器的稳定控制。
飞行
控制系统还可以通过GPS和遥控器来实现定位和遥控飞行。
4. 节流控制
多旋翼无人机的节流控制是一种通过控制机身前后倾斜来产生不同的
上升力和下降力的飞行控制方式，从而实现前进、起飞和降落等动作。
总之，多旋翼无人机的飞行原理主要是通过旋翼产生升力和转向，通
过飞行控制系统以及姿态控制来控制旋翼转速和方向，以实现稳定的
飞行控制。
现今，多旋翼无人机广泛应用于航拍、灾害救援、物流配送、检测监测、农业植保等领域，它的飞行原理和技术正在不断完善
和提高，为人们带来了更多可能和变革。
多旋翼飞行器基本知识
四旋翼飞行器结构和原理1.结构形式旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向，四个旋翼处于同一高度平面，且四个旋翼的结构和半径都相同，四个电机对称的安装在飞行器的支架端，支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。
结构形式如图1.1所示。
2.工作原理四旋翼飞行器通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态和位置。
四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降机，但只有四个输入力，同时却有六个状态输出，所以它又是一种欠驱动系统。
四旋翼飞行器的电机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，因此当飞行器平衡飞行时，陀螺效应和空气动力扭矩效应均被抵消。
在上图中，电机1和电机3作逆时针旋转，电机2和电机4作顺时针旋转，规定沿x轴正方向运动称为向前运动，箭头在旋翼的运动平面上方表示此电机转速提高，在下方表示此电机转速下降。
（1）垂直运动：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。
（2）俯仰运动：在图（b）中，电机1的转速上升，电机3 的转速下降（改变量大小应相等），电机2、电机4 的转速保持不变。
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，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。
（3）滚转运动：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，则可使机身绕x 轴旋转（正向和反向），实现飞行器的滚转运动。
（4）偏航运动：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。
无人机飞行原理-第09章 多旋翼无人机特性
动力系 统
动力系统决定了多旋翼无人机的主要性能，例如 悬停时间、载重能力、飞行速度和飞行距离等。
多旋翼无人机的电机主要以无刷直流电机为主， 将电能转换成机械能。无刷直流电机具有多种优 势，比如效率高、便于小型化以及制造成本低根 据转子的位置，无刷直流电机可以进一步分为外 转子电机和内转子电机。外转子电机可以提供更 大的力矩，因此更容易驱动大螺旋桨而获得更高 效率。
侦察任务和遥感任务而言，传感器任务 载荷根据不同任务可采用许多不同形式， 包括光电摄像机、红外摄像机、合成口 径雷达、激光测距仪等。
PART ONE
链路系统
无人机数据链
无人机能够实现以上各种应 用， 数据链系统的起着非常重要的 作用。数据链系统是飞行器于 地 面 系 统 通 信 的 纽 带 ， 其通信质 量的稳定性、安全性及灵敏度 对无人机有着极其重大的意义。
桨径和桨距
螺旋桨的两大主要指标有桨径和桨距(螺距、总距)，使用4位数字表 达，前面2位代表桨的直径(单位:英寸，1英寸-25.4毫米)后面2位是 桨的桨距，表示为1104。
无人机 飞行原理
第九章 多旋 翼无人机特性
多旋翼无人机基本结构
多旋翼无人机的基本结构主要包括：机架、动力系 统、指挥系统、控制系统组成，为了满足实际飞行 需要，需配备电池、遥控器及飞行辅助控制系统
机架
机架是指多旋翼飞行器的机身架，是整个飞行系统的飞行载体。 多旋翼的安全性、可用性以及续航性能都和机身的布局密切相关。 因此在设计多旋翼时，其机身的尺寸、布局、材料、强度和重量 等因素都是应该考虑的。一般使用轻质高强材料，如碳纤维等材 料。轴距是用来衡量多旋翼尺寸的重要参数，它通常被定义为外 圈电机组成圆周的直径。例如，轴距450mm和550mm
简述多旋翼无人机的飞行原理
简述多旋翼无人机的飞行原理多旋翼无人机是一种利用多个电动螺旋桨产生升力和控制飞行姿态的飞行器。
其飞行原理主要涉及到气动学、动力学和控制理论等方面。
一、气动学原理1. 空气动力学基础空气是一种流体，当物体在空气中运动时，会受到空气的阻力和升力的作用。
升力是垂直于流体运动方向的力，它是由于物体表面上方的流体速度比下方快而产生的。
根据伯努利定律，速度越快的流体压强越低，因此在物体表面上方形成了一个低压区域，从而产生了升力。
2. 旋翼产生升力原理多旋翼无人机利用电动螺旋桨产生升力。
螺旋桨是一种叶片形状呈扁平椭圆形的转子，在转动时会将周围空气向下推送，从而产生反作用力使得无人机获得向上的升力。
同时，螺旋桨还可以通过改变叶片角度来调节升降速度。
3. 旋翼产生的气流对姿态控制的影响旋翼产生的气流会对无人机的姿态控制产生影响。
例如，当无人机向前飞行时，前方螺旋桨产生的气流会使得无人机头部上仰；而后方螺旋桨产生的气流则会使得无人机头部下俯。
因此，通过调节各个螺旋桨的转速和叶片角度来实现姿态控制。
二、动力学原理1. 动力学基础动力学是研究物体运动状态和运动规律的学科。
在多旋翼无人机中，电动螺旋桨提供了推力，从而使得无人机具有向上飞行的能力。
2. 电动螺旋桨推力计算电动螺旋桨推力与其转速和叶片角度有关。
一般来说，推力与转速成正比，与叶片角度成平方关系。
因此，在设计多旋翼无人机时需要根据所需升降速度和搭载重量等因素来确定电动螺旋桨数量、大小和转速等参数。
三、控制理论原理1. 控制理论基础控制理论是研究如何使系统达到期望状态的学科。
在多旋翼无人机中，通过调节各个螺旋桨的转速和叶片角度来实现姿态控制和飞行控制。
2. 姿态控制姿态控制是指调节无人机的姿态，使其保持稳定飞行。
一般来说，可以通过加速度计、陀螺仪和罗盘等传感器来获取无人机的姿态信息，然后通过PID控制器等算法来调节螺旋桨转速和叶片角度。
3. 飞行控制飞行控制是指调节无人机的飞行状态，包括升降、前进、后退、左右平移等动作。
多旋翼飞行原理
多旋翼飞行原理
多旋翼是一种由多个旋转的螺旋桨组成的飞行器，它们可以通过改变旋转速度和方向来控制飞行方向和高度。
多旋翼飞行器的原理是利用旋转的螺旋桨产生升力和推力，从而使飞行器能够在空中飞行。
多旋翼飞行器的主要部件包括机身、螺旋桨、电机、电池、控制器等。
机身是多旋翼飞行器的主体，它可以是四旋翼、六旋翼、八旋翼等不同形式。
螺旋桨是多旋翼飞行器的关键部件，它们通过旋转产生升力和推力，从而使飞行器能够在空中飞行。
电机是驱动螺旋桨旋转的动力源，电池则为电机提供能量。
控制器则是多旋翼飞行器的大脑，它可以通过接收传感器的信号来控制飞行器的飞行方向和高度。
多旋翼飞行器的飞行原理是利用螺旋桨产生的升力和推力来控制飞行器的飞行方向和高度。
当螺旋桨旋转时，它们会产生一个向上的升力，这个升力可以使飞行器在空中飞行。
同时，螺旋桨还会产生一个向前的推力，这个推力可以使飞行器向前飞行。
通过改变螺旋桨的旋转速度和方向，多旋翼飞行器可以实现向前、向后、向左、向右、上升、下降等不同的飞行动作。
多旋翼飞行器的控制方式主要有手动控制和自动控制两种。
手动控制需要飞行员通过遥控器来控制飞行器的飞行方向和高度。
自动控制则是通过飞行器上的传感器和控制器来实现的，它可以使飞行器
自动飞行、自动悬停、自动返航等。
多旋翼飞行器是一种利用旋转的螺旋桨产生升力和推力来控制飞行方向和高度的飞行器。
它具有灵活、稳定、可控性强等优点，被广泛应用于航拍、物流、农业、救援等领域。
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。
多旋翼无人机飞行原理(课件)
结语
总的来说，多旋翼无人 机的飞行原理主要包括 飞行稳定性、悬停控制 和飞行姿态控制三个方 面。通过合理地控制螺 旋桨的转速和推力，飞 行器可以实现稳定的飞 行、精确的悬停和灵活 的飞行动作，为无人机 的各种应用领域提供了 广阔的发展空间。
谢谢大家
多旋翼无人机飞行原理
授课人：
目录
01
02
03
飞行 基础
稳定 性
动作 控制
飞行的 基础
飞行
基础
PICTURE
AND OTHER
多旋翼无人机的飞行稳定性是 其飞行的基础。飞行稳定性包 括飞行器的自稳性和控制系统 的稳定性两个方面。
飞行
基础
自稳性是指在没有外部干扰情况下， 飞行器能够保持平稳飞行的能力。
稳定性
关键键
为了实现悬停，需要通过控 制螺旋桨的转速来平衡重力 和升力
悬停
同时通过调整螺旋桨的推力 来对抗
微 分
积
悬停
分
悬停控制通常基于PID（比例、积分、微分）控制算法，通过对飞行姿态的控制，调整 螺旋桨的转速和推力来实现精确的悬停。
动作
控制
TEXT
多旋翼无人机的飞行姿 态控制是实现飞行动作 和航向控制的关键。
飞行姿态控制是指通过 调整不同螺旋桨的推力 和转速，改变飞行器的 倾斜角度和旋转角速度， 从而实现不同的飞行动 作和航向控制。
TEXT
TEXT
为了实现飞行姿态控制， 多旋翼无人机通常采用 陀螺仪和加速度计等传 感器来感知飞行器的姿 态，通过飞控系统对传 感器数据进行处理，并 输出相应的控制信号来 实现不同的飞行动作。
稳定性则是指控制系统能够将飞行器从初始状态平 稳引导到期望的状态。
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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
内环控制
开源飞控： 非开源飞控：（性能稳定）
PMU
飞控 IMU
指示灯
本次考试机型所用飞控系统
GPS
三种模式： GPS 姿态增稳 手动
2.3 .动力子系统
动力子系统包括：桨、电机、电调、电池
桨：
桨径与桨距（螺距、总距）：桨径表示直径、桨距表示旋转一圈前进的距离 如：某桨型号为1755（17055），则表示 该桨的直径为17英寸，桨距为5.5英寸
扭
反作用力矩就会使直升机逆旋 翼转动方向旋转
矩
尾翼抵消反扭矩
四个动作
悬停和上下飞行时
f2
f3
f4
f1 f6
f5
前后飞行时
f1
f2
f6
f5
f3
f4
左右飞行时
f1
f6 f2
f5 f3
f4
反扭改变航向
f2
偏航动作
f3
f4
顺桨加速，机体逆转。逆
转加速，机体顺转 f1
f6
f5
f5
2 多旋翼无人机系统的组成部分
关键参数： 电池容量(Ah或者mah)：16000mah表示可以在16A电流下放电1小时 电池电压：单位伏特（V），单片电池充满4.2V
放电倍率（C）：能够承受的最大放电电流倍数 充电倍率： 放电终止电压 放电温度
后续安排：
通信链路、任务设备、地面站路径规划、无 人机调试、飞前检查与应急
感谢！！
无刷电机
电刷
优点：减少火花干扰、摩擦阻力减小、 耐磨、噪声小、内阻低
电机规格与关键参数：
大小尺寸：4位数表示，前两位表示定子线圈直径、后两位表示电机定子线 圈高度（如2212电机）
KV值：转速/V,空载ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ不带桨）情况下，无 刷电机输入电压每增加1V，电机增加的转 速值。（P127KV与桨的关系）
正桨与反桨：反桨CW、正桨CCW（ CounterClockWise ）
正桨符合右手定则
1英寸=25.4mm
桨的静平衡与动平衡： 静平衡：桨在静止状态下的平衡性能
动平衡：桨在运动状态下的平衡性能
在桨的静平衡与动平衡校正中：先动平衡在静平衡
桨的材质：塑胶桨、木桨、碳桨
塑胶桨： 优点：续航长（小旋翼） 缺点：桨身软、大拉力下易变形（悬停时候稳、飞航线则易抖）
多
飞行平台分系统
旋
翼
无
链路分系统
人
机
系 统
地面站分系统
结构子系统 飞控子系统 动力子系统 机载链路子系统 地面链路子系统
遥测子系统（显示） 遥控子系统（操控）
2 .1多旋翼飞行平台 常见的布局形式：
+形布局
X形布局 H形布局
Y形布局 共轴布局
结构形式：
带边框 无边框 手动水平变形 手动垂直变形 自动脚架收放 自动整体变形
木桨：硬度高、质量轻、在多旋翼上用的较少 优点：震动极小、静平衡完美、无颤震、便宜 缺点：效率低于原装APC、低于同尺寸碳桨
碳桨：效率稍低于同尺寸原装APC 优点：硬度高、刚度高不变形、效率高、颤震小 缺点：价格高、极脆、碰到硬物易受损
电机：多旋翼使用的普遍是外转子三相交流无刷同步电机
有刷电机