1.2.3螺旋桨升力的产生原理
通常机翼翼型的上表面凸起较多而下表面比较平直，再 加上一定的迎角。这样，从前缘到后缘，上翼面的气流 流速就比下翼面的流速快，上翼面的静压也就比下翼面 的静压低，两表面的压力差产生向上的升力
1.2.3螺旋桨升力的产生原理
1.升力公式
其中：
影响飞机升力的因素：机翼面积、相对速度、空气密度、机 翼剖面形状和安装角。
横轴前后侧的螺旋桨转速不 同，可实现俯仰运动。如实 现向后移动则横轴前侧的螺 旋桨加速，横轴后侧的螺旋 桨减速。
1.2.4多旋翼无人机的运动原理
（工作原理）
• 滚转运动
纵轴左右侧的螺旋桨转速不 同，可实现滚转运动。如实 现向左移动则纵轴右侧的螺 旋桨加速，纵轴左侧的螺旋 桨减速。
1.2.4多旋翼无人机的运动原理
1.2.3螺旋桨升力的产生原理
当多旋翼飞行器产生的向上的升力大于飞行 器自身向下的重力时，多旋翼无人机就可以 实现爬升和在空中悬停。
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1.2.4多旋翼无人机的运动原理
（结构形式）
多旋翼飞行器可以以旋翼的数量及排列形式进行
气动布局分类：
从数量上有：3旋翼，4旋翼，6旋翼，8旋翼等； 从结构和分布位置上有：Y型，X型，＋型和H型等。
1.2.1旋翼无人机的起源
在20世纪50年代，陆军继续开始测试各种垂直起降方案。Curtiss-Wright是被邀请参与制定了“飞行吉普” 和杠杆燃气涡轮机以提高功率与重量比的几家公司之一。Curtiss-Wright VZ-7的测试在1959年至1960年期 间得到实现，虽然它相对稳定的，但是它未能达到的高度和速度的要求，并没有更进一步地推行该计划。我 们在这上面已经有了现代四轴无人机的雏形。
1.2.1旋翼无人 机的起源
全世界都在造无人机 80—90年代，除了
美国和以色列外，其他国家的许多飞机制造公司 也在从事无人机的研制与生产。有些无人机研制 与供应订货具有跨国的特点：美国公司向以色列 空军提供了“马巴特”、“沙米特”和“特勒姆” 无人机；以色列飞机工业公司签订了向美军提供 “先锋”和“猎人”无人机的合同，并向斯里兰 卡、台湾、泰国、印度提供“搜索者”无人机。 通常，在批量生产和签订购买无人机合同之前要 进行长期的了解性能、试验结果和作战使用经验 和选择型号的过程。例如美国的“全球鹰”
（工作原理）
• 偏航运动 反扭力矩改变航向。 多轴飞行器的旋翼旋转方向 一般为俯视多轴飞行器两两 对应，相邻旋翼旋转方向则 相反，当转速一致时，可抵 消反扭力矩。 如：六轴飞行 器安装有3个顺时针旋转螺旋 桨，3个逆时针旋转螺旋桨。
当相对的2个桨加速，另2个 桨减速，反扭力矩不平衡， 飞机改变航向。
1.2.2多旋翼无人机的定义
无人机简称UAV（Unmanned Aerial Vehicle），指不载有操作人员可以自主飞行或遥控驾驶的飞行器。 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，从而产生升推力。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行轨迹。
1.2.4多旋翼无人机的运动原理
（工作原理）
（以四旋翼为例） 对于多轴飞行器旋翼既是升力面又是纵 横向和航向的操纵面，通过改变旋翼速 度来实现。
• 垂直运动 通过控制四个旋翼的转速 产生升力实现垂直运动或 者悬停，且四个螺旋桨转 速必须一致。
1.2.4多旋翼无人机的运动原理
（工作原理）
• 俯仰运动
1.2.4多旋翼无人机的运动原理
（结构形式）
➢ X型 X型4 轴飞行器左前方的旋翼一般多为俯视顺时针旋 转。 X型前后左右飞行时加减速电机较多，操纵性好。
1.2.4多旋翼无人机的运动原理
（结构形式）
➢ ＋型 优点：前后左右飞行控制比较直观，只需改变少了电机转 速即可实现； 缺点：飞行正前方有螺旋桨，航拍等应用时会造成影响。
1914年第一次世界大战有人研制出一 种不是有人驾驶而是用无线电控制的 小飞机。美国最早于1939年开始研制 无人靶机，后研制出“猎人”和“火蜂 Firebee”系列靶机。
1.2.1旋翼无人机的起源
George de Bothezat在1922年制作出来“飞天章 鱼”。 这个大型的四旋翼直升机是受美国军方的委 托而制作，他们是希望可以开发出垂直起降的飞行 器。Bothezat没有什么耐心来做原型设计，所以他 直接开始制作原始尺寸的飞行器。该飞行器机身为 65英尺长、65英尺宽和10英尺高，拥有180HP的发 动机来帮助其重达3600磅的机身离开地面。这是早 期的技术，虽然，它只是成功的在离地6英尺的空中 徘徊了一分钟。
1.2.2多旋翼无 人机的定义
无人机系统 无人机及与其配套的通信站、起飞（发射）回收装置以 及无人机的运输、储存和检测装置等的统称。 事实上，无人机要完成任务，除需要飞机及其携带的任 务设备外，还需要有地面控制设备、数据通信设备、维 护设备，以及指挥控制和必要的操作、维护人员等，较 大型的无人机还需要专门的发射/回收装置。所以说，完 整意义上的无人机应称为无人机系统(unmanned AeriaI system，UAS)。
1.2飞行原理
CONTENTS
1.2.1旋翼无人机的起源 1.2.2多旋翼无人机的定义 1.2.3螺旋桨升力的产生原理 1.2.4多旋翼无人机的运动原理
1.2.1旋翼无人 机的起源
1910年，在莱特兄弟所取得的成功的 鼓舞下，来自俄亥俄州的年轻军事工 程师查尔斯•科特林建议使用没有人驾 驶的飞行器：用钟表机械装置控制飞 机，使其在预定地点抛掉机翼并象炸 弹一样落向敌人。在美国陆军的支持 和资助下，他制成并试验了几个模型， 取名为“科特林空中鱼雷”、“科特 林虫子”。