我最近買了一架四軸飛行器的遙控飛機(jī)來玩，玩了兩天之后吗购，我必須承認(rèn)肄方，在我玩過的所有飛機(jī)中冰垄，四軸飛行器無論是操作性還是穩(wěn)定性都非常優(yōu)秀，在無人機(jī)領(lǐng)域里面最頂尖的大疆权她，也是做這樣形狀的四軸飛行器的虹茶。但是我發(fā)現(xiàn)，四軸飛行器的飛行結(jié)構(gòu)隅要，似乎只出現(xiàn)在無人機(jī)里面蝴罪，而并沒有載人的四軸飛行器。
這里面的原因十分值得學(xué)習(xí)步清。
一個垂直的旋翼旋轉(zhuǎn)洲炊，可以產(chǎn)生升力，帶動飛行器上升尼啡，但是這有一個顯著的問題：螺旋槳朝一個方向旋轉(zhuǎn)暂衡，會給整個飛行器帶來這個方向的扭力，使得整個飛行器都在旋轉(zhuǎn)崖瞭，為了克服這個問題狂巢，大部分直升機(jī)采用的辦法是在后端加一個側(cè)面的小旋翼，這個旋翼的氣流抵消大旋翼的扭力书聚，使得整個直升機(jī)能夠平穩(wěn)的上升唧领。
改變后端小旋翼的旋轉(zhuǎn)速度，可以提供不同的力量雌续，使得飛機(jī)按照需要來水平旋轉(zhuǎn)斩个，而諸如前進(jìn)，側(cè)飛等行為則通過直升機(jī)的大槳葉的改變來實現(xiàn)驯杜。
四軸飛行器擁有四個旋翼受啥，但是每個旋翼的旋轉(zhuǎn)方向并不是相同的，然而每個槳葉有著不同的角度，使得最終的氣流都是下行的滚局。旋轉(zhuǎn)方向的不同居暖，使得每個槳葉的扭力能夠相互作用從而保持平衡，四軸飛行器有著一套全自動的控制系統(tǒng)藤肢，這套系統(tǒng)的中樞是諸如陀螺儀太闺，氣流儀等感應(yīng)儀器，飛行器可以實時獲得自己的姿態(tài)嘁圈，一旦有一陣風(fēng)吹來之類的省骂，通過調(diào)節(jié)各軸電機(jī)速度，可以使得飛行器快速再次獲得平衡狀態(tài)最住。
四軸飛行器看似非常完美钞澳，事實上當(dāng)它作為無人機(jī)或者玩具，體積不太大的時候温学，也確實如此略贮，但是一旦它的體積長大到能夠載人甚疟，那么問題就來了仗岖。
我們知道，槳葉越大览妖，轉(zhuǎn)速越慢轧拄，效率就越高，四軸的槳比較小讽膏，所以效率比較低檩电，而且四個槳的氣流還會互相干涉。另一個方面府树，如果載人四軸使用電動俐末，那么續(xù)航是個問題，四軸跟普通的飛機(jī)不一樣奄侠，升力100%依靠螺旋槳帶來的下洗氣流卓箫，飛行器的螺旋槳無時無刻不在克服著地心引力；而電池又不會隨著電力的釋放而降低重量垄潮。所以烹卒，電池電量增加帶來的是大量的死重。因此弯洗，在電池技術(shù)有著革命性的突破之前旅急，四軸電動飛行器的體積注定不會太大，在重量和續(xù)航中間尋找一個平衡牡整，也就是這樣了藐吮。
一陣風(fēng)吹來，機(jī)身吹歪了，有桶滾的趨勢炎码。電動四軸盟迟，反向的電機(jī)提高輸出功率，提高轉(zhuǎn)速只需要加點兒電壓就夠了潦闲，全部電子自動化控制攒菠，基本不會有什么延遲功率輸出就上來了。而采用的渦輪軸發(fā)動機(jī)的話歉闰，那就得改變總距辖众，同時增加供油，提高發(fā)動機(jī)出力和敬。但這樣一來凹炸，無論如何也得有那么點兒延遲。很有可能1/10秒的延遲就已經(jīng)導(dǎo)致升力指向出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的變化昼弟，造成墜機(jī)啤它。
總結(jié)一下原因，可能就是在于：當(dāng)體積很小的時候舱痘，四軸飛行器比其它飛行器都穩(wěn)定变骡，但是當(dāng)體積和重量大到一定程度之后，這種穩(wěn)定優(yōu)勢就體現(xiàn)不出來了芭逝，并且四軸飛行器的效率很低塌碌，且機(jī)動性能難以達(dá)標(biāo)。
事實上旬盯，歷史上曾經(jīng)有過不少四軸載人飛機(jī)台妆，但都由于上述的一些問題而放棄了。
1907年8月24日胖翰，Breguet兄弟設(shè)計制造的第一架旋翼飛行器“Breguet-Richet Gyroplane”進(jìn)行了試飛接剩，成功離地50厘米。該機(jī)采用四副雙層四葉旋翼結(jié)構(gòu)萨咳。
1921年懊缺，George De Bothezat與其助手Ivan Jerome設(shè)計制造了De Bothezat直升機(jī)，由一個發(fā)動機(jī)帶動四個直徑26英尺的旋翼某弦。該機(jī)實現(xiàn)了多次低空桐汤、低速飛行，巡航高度僅為5米靶壮，存在動力不足怔毛、反應(yīng)慢和可靠性差等問題。
標(biāo)致汽車公司工程師Etienne Oemichen設(shè)計了歷史上最早的能夠懸停的四旋翼飛機(jī)腾降，將當(dāng)時的直升機(jī)飛行時間世界紀(jì)錄刷新至14分鐘拣度。
早期的四軸飛行器都額外設(shè)置有垂直于主翼的旋翼，用于驅(qū)動飛行器前進(jìn)。20世紀(jì)50年代抗果，Convertawings公司設(shè)計制造了Convertawings Model A飛行器筋帖。該機(jī)通過兩臺互為備份的引擎驅(qū)動四個直徑達(dá)5.79旋翼，通過改變每個螺旋槳上的推力冤馏，來控制飛行器的姿態(tài)日麸，實現(xiàn)懸停和機(jī)動。該機(jī)并未添加額外的旋翼來提供機(jī)動所需的拉力或推力逮光，因此更接近現(xiàn)代意義上的四軸飛行器代箭。
