無人機(jī)的家族很龐大
按照不同平臺構(gòu)型來分類,無人機(jī)可主要有固定翼無人機(jī)、無人直升機(jī)和多旋翼無人機(jī)三大平臺,按不同使用領(lǐng)域來劃分,無人機(jī)可分為軍用、民用和消費級三大類。
現(xiàn)在的多旋翼無人機(jī),大多指的是四旋翼。也有6旋翼和8旋翼的,這種多旋翼結(jié)構(gòu)主要用于農(nóng)業(yè)等需要大負(fù)載的應(yīng)用場景。
四軸無人機(jī)是多旋翼無人機(jī)中效率最高的方案,也是無人機(jī)廠商生產(chǎn)最多的型號。
從4軸無人機(jī)說起
可能大家要問了,無人機(jī)沒有機(jī)翼、升降舵、方向舵、它怎么控制升降/方向?
小羽在這里告訴大家,四旋翼飛行器通過調(diào)節(jié)4個電機(jī)轉(zhuǎn)速來改變槳葉的轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)4個槳葉的不同升力,從而控制飛行器的姿態(tài)和位置。
如果大家想進(jìn)一步了解無人機(jī)的6自由度姿態(tài)控制知識,可以查看公眾號“魔燈空間”后續(xù)推出《無人機(jī)知識進(jìn)階篇》。
無人機(jī)電機(jī)1和電機(jī)3逆時針旋轉(zhuǎn)的同時,電機(jī)2和電機(jī)4順時針旋轉(zhuǎn)。因此當(dāng)無人機(jī)平衡飛行時,陀螺效應(yīng)和空氣動力扭矩效應(yīng)均被抵消,實現(xiàn)反扭矩。
直升機(jī)為什么都有一根蜻蜓的尾巴
什么是反扭矩了?我以大家熟知的直升機(jī)為例進(jìn)行解釋。
大家都見過直升飛機(jī),直升飛機(jī)除了有一個大大的主螺旋槳葉,在尾部還有一個小的尾槳。這個小螺旋槳就是為了抵消主螺旋槳產(chǎn)生的反作用力,但是蜻蜓的尾巴可不是用來抵消這個反作用力的。
牛頓第三定律告訴我們“相互作用的兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上”。所以當(dāng)直升機(jī)驅(qū)動旋翼旋轉(zhuǎn)時,旋翼也必然會對直升機(jī)產(chǎn)生一個反作用力矩,如果只有一個旋翼,沒有其他措施,直升機(jī)機(jī)體會進(jìn)入“不由自主”的旋轉(zhuǎn)。
相信大家看過美國拍攝的戰(zhàn)爭影片《黑鷹墜落》,在直升機(jī)的尾槳被打中并停止旋轉(zhuǎn)后,直升飛機(jī)就會在空中發(fā)生自旋轉(zhuǎn),然后失控墜毀。
也有不采用這種主螺旋槳和尾槳設(shè)計的直升機(jī),那就是俄羅斯設(shè)計的卡-直升機(jī)。這種直升機(jī)就是采用共軸雙旋翼結(jié)構(gòu)。
還有一種雙旋翼設(shè)計的直升機(jī),那就是大名鼎鼎的美國魚鷹直升機(jī)。它采用的就是橫列雙旋翼結(jié)構(gòu)。
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