無人機(jī)經(jīng)過多年的發(fā)展，已成為完美的飛行機(jī)器。無人機(jī)也被稱為 UAV 無人駕駛飛行器。這是一架沒有機(jī)載飛行員的飛機(jī)。無人機(jī)通常由輕質(zhì)復(fù)合材料制成，以減輕重量并提高飛行過程中的機(jī)動性。你是否對沒有飛行員的情況下如何飛行有疑問？為什么無人機(jī)設(shè)計成今天的樣子？為什么他們?nèi)绱丝焖俚匾苿尤绱烁咝?？你會在這里得到所有的答案。在本文中，將向你解釋無人機(jī)的設(shè)計及其不同類型。讓我們從簡單的無人機(jī)開始，進(jìn)入最現(xiàn)代的無人機(jī)設(shè)計之旅。
無人機(jī)設(shè)計
1）單槳設(shè)計（單旋翼）
這是最簡單的無人機(jī)設(shè)計：單螺旋槳設(shè)計。你可以在下面的圖 1中看到單槳無人機(jī)提供足夠的升力以保持無人機(jī)在空中盤旋，但無法控制這架無人機(jī)。它所能做的就是垂直下降。另一個問題是，這架無人機(jī)的機(jī)身將繼續(xù)與螺旋槳相反地旋轉(zhuǎn)，這是牛頓第三運動定律的結(jié)果。
圖：1 單槳無人機(jī)
你可以在此圖中看到電機(jī)的定子為轉(zhuǎn)子部件提供必要的扭矩。根據(jù)第三定律，這意味著轉(zhuǎn)子應(yīng)該在定子上返回等量的扭矩。由于定子固定在無人機(jī)機(jī)身上，因此該反作用力矩也施加在無人機(jī)機(jī)身上（圖：2）。
圖：2 這個反作用力讓無人機(jī)瘋狂旋轉(zhuǎn)
2）雙槳設(shè)計（雙旋翼）
那么為什么不使用兩個螺旋槳呢？這當(dāng)然是有可能的。你可以在下面的圖 3A 中看到，螺旋槳數(shù)量越少，無人機(jī)消耗的能量就越少，并且可以在空中停留的時間越長。但主要問題是操縱無人機(jī)高速飛行和急速轉(zhuǎn)彎需要更高程度的控制精度和穩(wěn)定性。
此外，如圖所示，雙螺旋槳無人機(jī)的葉片以相反的方向旋轉(zhuǎn)。這樣，由于牛頓第三定律引起的電機(jī)反作用力矩被取消，可以避免不良的身體旋轉(zhuǎn)（圖：3B）
圖：3A 兩槳和四槳功耗對比
圖3B 兩個螺旋槳反方向旋轉(zhuǎn)
3)三槳設(shè)計
三螺旋槳設(shè)計很少使用。這些類型的無人機(jī)的主要問題是電機(jī)的反應(yīng)扭矩和陀螺精度。這些問題無法消除，并在設(shè)計和算法中造成不必要的復(fù)雜性。在下面的圖 4 中展示了這一點。
圖：4 三槳無人機(jī)
4）四螺旋槳設(shè)計（四軸飛行器）
在下一個變體中，你可以在下面的圖 5 中看到四螺旋槳無人機(jī)或四軸飛行器通常具有 H 形或 X 形。
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