多旋翼飛行器緒論

人們?yōu)槭裁醋罱K選擇了多旋翼飛行器?

基本概念

(1)固定翼
優(yōu)點(diǎn):續(xù)航時(shí)間最長口注、飛行效率最高变擒、載荷最大
缺點(diǎn):必須要助跑,降落的時(shí)候必須要滑行
(2)直升機(jī)
優(yōu)點(diǎn):垂直起降
缺點(diǎn):續(xù)航時(shí)間沒有優(yōu)勢(shì)寝志,機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜策添、維護(hù)成本高
(3)多旋翼
優(yōu)點(diǎn):垂直起降、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單毫缆、易維護(hù)
缺點(diǎn):載重和續(xù)航時(shí)間都更差

一般受力特點(diǎn):

  1. 合成拉力垂直槳盤平面
  2. 拉力唯竹、重力

四旋翼和六旋翼有何分別?
? 無本質(zhì)區(qū)別苦丁,3個(gè)力矩+拉力
? 六旋翼控制分配更靈活


無人駕駛飛機(jī)和航模

(1)無人駕駛飛機(jī)(Unmanned Aerial Vehicle):簡稱“無人機(jī)”浸颓,英文縮寫為“UAV”,是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)旺拉。微小型無人機(jī)英文“Drone”
(2)航模(Model Aircraft):在國際航聯(lián)制定的競(jìng)賽規(guī)則里明確規(guī)定“航空模型是一種重于空氣的产上,有尺寸限制的,帶有或不帶有發(fā)動(dòng)機(jī)的蛾狗,可遙控的不能載人的航空器晋涣。”

多旋翼操控和評(píng)價(jià)

(1)懸停



其中螺旋槳1淘太、3逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)姻僧;2、4順時(shí)針旋轉(zhuǎn)
? 拉力抵消重力
? 四個(gè)螺旋槳拉力產(chǎn)生的滾轉(zhuǎn)蒲牧、俯仰力矩為零
? 偏航力矩為零撇贺,四個(gè)螺旋槳反扭矩效應(yīng)均被抵消

多數(shù)直升機(jī)即單旋翼直升機(jī)都有一個(gè)小垂直尾槳來抵消反作用力矩,或者采用共軸雙槳冰抢,上下兩個(gè)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反松嘶,從而抵消之間的反扭矩的作用。
(2)升降運(yùn)動(dòng)
同時(shí)同量地增加四個(gè)螺旋槳的轉(zhuǎn)速挎扰,則螺旋槳產(chǎn)生的總拉力增大翠订,力矩和依然為零。
拉力大于重力時(shí)遵倦,四旋翼就會(huì)上升



左手遙感控制上下尽超,右手遙感控制左右運(yùn)動(dòng)
(3)前后運(yùn)動(dòng)
同時(shí)同量減少螺旋槳#1、#4的轉(zhuǎn)速梧躺,同時(shí)同量增加螺旋槳#2似谁、#3的轉(zhuǎn)速,會(huì)引起四旋翼向前俯仰掠哥。然后巩踏,拉力會(huì)產(chǎn)生向前的分量。



可以看到续搀,改變俯仰后塞琼,拉力的垂直分量會(huì)減小,將不再等于多旋翼的重力禁舷,因此需要增加拉力彪杉。
(4)左右運(yùn)動(dòng)
同量減小螺旋槳#1毅往、#2的轉(zhuǎn)速,同時(shí)同量增加螺旋槳#3在讶、#4的轉(zhuǎn)速煞抬,這將產(chǎn)生不平衡力矩使機(jī)身向右滾轉(zhuǎn)傾
斜。然后构哺,拉力會(huì)產(chǎn)生向右的分量革答。
(5)偏航運(yùn)動(dòng)

同量減小螺旋槳#2、#4的轉(zhuǎn)速曙强,同時(shí)同量增加螺旋槳#1残拐、#3的轉(zhuǎn)速,這將使前后飛行和左右飛行
的力矩為零碟嘴。但順時(shí)針的偏航力矩增加了溪食,飛機(jī)順時(shí)針偏航。


順時(shí)針偏航
多旋翼評(píng)價(jià)

(1)對(duì)比



(2)局限性(該方式不宜推廣到大尺寸的多旋翼)
1)槳葉尺寸越大娜扇,越難迅速改變其角速度



在這個(gè)假設(shè)下错沃,我們最終得到,槳葉的角加速度與多旋翼的特征長度平方的倒數(shù)成正比雀瓢,也就是多旋翼尺寸越大枢析,角加速度越小,即機(jī)動(dòng)性低刃麸。
2)在大載重下醒叁,槳葉上下?lián)]舞會(huì)導(dǎo)致剛性大的槳很容易折斷

因此,多旋翼該方式不宜推廣到大尺寸泊业,改進(jìn)方式如Volocopter VC200

時(shí)勢(shì)造英雄把沼,多旋翼是時(shí)間的產(chǎn)物。
一體機(jī)改變了體驗(yàn)吁伺,使飛行簡單化饮睬。

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