超级军网浅谈多旋翼飞行方式和直升机飞行方式优劣
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/27 17:47:55
模型爱好者一名 原来搞过多旋翼航拍 现在为某公司出多旋翼方案
多旋翼在国内2011年突然就火了，起来 每个论坛、群的新人进来问的都是多旋翼。原因不外乎结构简单，操作简单，价格相对便宜三个主要优势。而且国内著名厂家大疆顺势推出了傻瓜式操作的精灵一体机更是推波助澜促进了多旋翼的发展，和大疆的悟空、哪吒飞控迅速占领了多旋翼市场。不扯了一会儿再黑DJI
一般多轴有4、6、8轴还有更多堆电机上去的12、16、18、24轴等估计到了16轴就没人再堆电机了......... 判断几轴最简单的是看电机数量 比如这三个
多轴飞行方式大全......
此图可以看到每个电机都是有编号和转向的 这两个是不能错的 错了就会炸机
这个X型8轴就跟上面那个不一样
一般来说多旋翼轴越多越安全 4轴缺了一轴动力就要挂 6轴模式时如果用的DJI早期飞控的话缺一轴会陷入自旋，仍然能够迫降不至尸骨无措，话说下面是滚滚波涛的话 就只能迫降进水里了 我亲眼见过。而同时期的零度的飞控是可以做到6缺1安全返航的，现在DJI也可以做到6缺1安全返航了。8轴更不用说了。
看了上图大家就明白了 多旋翼的飞行始终靠的是改变某两个或者多个螺旋桨的转速来实现的 比如最简单的四轴 改变对角电机转速 它就会水平转向 改变一侧电机转向 它就会一侧倾斜并侧移，改变前后两个电机转向 它就会前倾或者后倾并前进或者后退这就是多旋翼的姿态控制
再看看直升机的
直升机的姿态控制主要是靠改变螺距来控制的，当螺旋桨转到一侧时由舵机推动十字盘来改变单独某一侧的螺距 直升机就会有相应的动作 比如前进后退或者侧移，水平转向靠的也是改变螺距 改变尾桨的螺距。
概括来说多旋翼姿态控制靠改变转速，直升机靠的是机械结构改变螺距，所以靠改变螺距的直升机动作就要比改变电机转速的多旋翼灵活很多，改变转速快还是改变螺距快，所以直升机就比多轴抗风的多。但这又带来了问题直升机高速转动的主旋翼需要精密复杂的加工和装配技术还需要材料机械寿命长的材料了，不然长时间处在受力不均条件下的金属材料很快就挂，而且结构比较脆弱两根高速转动的主旋翼动平衡要求很高，基本上主旋翼扫到了东西之后主轴也会弯曲，上面的桨夹，横轴都会跟着受损，所以直升机出了事故就是大修。
而多旋翼简直粗糙的不能再粗糙了 装配的时候电机只要肉眼看起来歪的不是很厉害就可以靠飞控的修正正常飞行虽然直升机也可以靠飞控修正但是机械结构的脆弱性是不可避免的，多旋翼螺旋桨砍断了拆一两个螺丝换一根螺旋桨就是，直升机就要换好几件儿，而且还好拆一堆零件，麻烦死了，即使多旋翼电机轴弯曲，周期性震动较大也没关系无非就是飞控负担严重些
直升机改变的事螺距这就使得直升机螺旋桨的效率始终处在最佳状态，而多轴螺旋桨只在某一升力范围内效率最高。但这就扯到了个安全问题直升机动力是靠一个主旋翼提供升力，所以直升机主旋翼螺旋桨线速度非常高，每分钟1200转速2.4米直径的大刀你怕不怕，转起来简直开山劈石，是模型界的第一大杀手。因为多旋翼动力是分散的可以用几个小的螺旋桨代替一个大的，这样就安全了许多，简直安全太多了。
模型爱好者一名 原来搞过多旋翼航拍 现在为某公司出多旋翼方案
多旋翼在国内2011年突然就火了，起来 每个论坛、群的新人进来问的都是多旋翼。原因不外乎结构简单，操作简单，价格相对便宜三个主要优势。而且国内著名厂家大疆顺势推出了傻瓜式操作的精灵一体机更是推波助澜促进了多旋翼的发展，和大疆的悟空、哪吒飞控迅速占领了多旋翼市场。不扯了一会儿再黑DJI
一般多轴有4、6、8轴还有更多堆电机上去的12、16、18、24轴等估计到了16轴就没人再堆电机了......... 判断几轴最简单的是看电机数量 比如这三个
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多轴飞行方式大全......
此图可以看到每个电机都是有编号和转向的 这两个是不能错的 错了就会炸机
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这个X型8轴就跟上面那个不一样
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一般来说多旋翼轴越多越安全 4轴缺了一轴动力就要挂 6轴模式时如果用的DJI早期飞控的话缺一轴会陷入自旋，仍然能够迫降不至尸骨无措，话说下面是滚滚波涛的话 就只能迫降进水里了 我亲眼见过。而同时期的零度的飞控是可以做到6缺1安全返航的，现在DJI也可以做到6缺1安全返航了。8轴更不用说了。
看了上图大家就明白了 多旋翼的飞行始终靠的是改变某两个或者多个螺旋桨的转速来实现的 比如最简单的四轴 改变对角电机转速 它就会水平转向 改变一侧电机转向 它就会一侧倾斜并侧移，改变前后两个电机转向 它就会前倾或者后倾并前进或者后退这就是多旋翼的姿态控制
再看看直升机的
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直升机的姿态控制主要是靠改变螺距来控制的，当螺旋桨转到一侧时由舵机推动十字盘来改变单独某一侧的螺距 直升机就会有相应的动作 比如前进后退或者侧移，水平转向靠的也是改变螺距 改变尾桨的螺距。
概括来说多旋翼姿态控制靠改变转速，直升机靠的是机械结构改变螺距，所以靠改变螺距的直升机动作就要比改变电机转速的多旋翼灵活很多，改变转速快还是改变螺距快，所以直升机就比多轴抗风的多。但这又带来了问题直升机高速转动的主旋翼需要精密复杂的加工和装配技术还需要材料机械寿命长的材料了，不然长时间处在受力不均条件下的金属材料很快就挂，而且结构比较脆弱两根高速转动的主旋翼动平衡要求很高，基本上主旋翼扫到了东西之后主轴也会弯曲，上面的桨夹，横轴都会跟着受损，所以直升机出了事故就是大修。
而多旋翼简直粗糙的不能再粗糙了 装配的时候电机只要肉眼看起来歪的不是很厉害就可以靠飞控的修正正常飞行虽然直升机也可以靠飞控修正但是机械结构的脆弱性是不可避免的，多旋翼螺旋桨砍断了拆一两个螺丝换一根螺旋桨就是，直升机就要换好几件儿，而且还好拆一堆零件，麻烦死了，即使多旋翼电机轴弯曲，周期性震动较大也没关系无非就是飞控负担严重些
直升机改变的事螺距这就使得直升机螺旋桨的效率始终处在最佳状态，而多轴螺旋桨只在某一升力范围内效率最高。但这就扯到了个安全问题直升机动力是靠一个主旋翼提供升力，所以直升机主旋翼螺旋桨线速度非常高，每分钟1200转速2.4米直径的大刀你怕不怕，转起来简直开山劈石，是模型界的第一大杀手。因为多旋翼动力是分散的可以用几个小的螺旋桨代替一个大的，这样就安全了许多，简直安全太多了。
2015-4-27 22:41 上传
题外某些公司会根据自己飞机的负载来优化螺旋桨某转速下的效率比如我们
题外某些公司会根据自己飞机的负载来优化螺旋桨某转速下的效率比如我们
2015-4-27 22:53 上传
有人说这些航模装了飞控就可以去当无人机，那确实没问题，装了飞控的固定翼可以做到几十上百的航程，而电动多旋翼也可以用大号的飞机多带电池然后带小相机出去侦察能有个40分钟航程，精灵这种坑爹货就算了。但这种简单廉价的飞控可以应对复杂的电磁环境吗 干扰了GPS就没法自动航线了。所以不知道这些简单的玩意儿是否能对战斗局势做出巨大的改变
有人说这些航模装了飞控就可以去当无人机，那确实没问题，装了飞控的固定翼可以做到几十上百的航程，而电动多旋翼也可以用大号的飞机多带电池然后带小相机出去侦察能有个40分钟航程，精灵这种坑爹货就算了。但这种简单廉价的飞控可以应对复杂的电磁环境吗 干扰了GPS就没法自动航线了。所以不知道这些简单的玩意儿是否能对战斗局势做出巨大的改变
除非是往上堆重量 做更大的飞行器才行 可是过大的玩意儿成本重量体积又上去了不知道跟直升机比有没有效费比
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除非是往上堆重量 做更大的飞行器才行 可是过大的玩意儿成本重量体积又上去了不知道跟直升机比有没有效费比
为毛看不到自己的帖子…
原创？
俺静静地看。
俺静静地看。
很好的帖子。
不过需要注意的是模型、轻小型直升机和真正载人直升机的区别，载人直升机要求足够的内部空间、一定的飞行速度和航程，这和小型无人直升机的要求有很大区别。
不过需要注意的是模型、轻小型直升机和真正载人直升机的区别，载人直升机要求足够的内部空间、一定的飞行速度和航程，这和小型无人直升机的要求有很大区别。
想问一下，看到很多航模可以实时回传视频，想知道这个频段是什么，会不会跟无线电视信号冲突，无线电管理局会不会管？还有实时遥控的频段呢？
现在多旋翼都是电的。。。续航蛋疼。。原来我在哪个航模展上看到过只有中央一个电机，用齿轮(还是皮带传动)把动力输出到螺旋桨上，靠调桨的攻角来控制飞行。估计还成油动机续航会好一点。只是不能靠陀螺力矩来调偏航。。。
想问一下，看到很多航模可以实时回传视频，想知道这个频段是什么，会不会跟无线电视信号冲突，无线电管理局 ...
国内1.2G. 915mhz违法 回传视频一般是5.8G 遥控器信号是2.4G 即使同频只要信号不是特别强也会因为两个信号编码方式不一样避开 国内天地飞遥控器可以同时60台工作不串频
国内1.2G. 915mhz违法 回传视频一般是5.8G 遥控器信号是2.4G 即使同频只要信号不是特别强也会因为两个信号编码方式不一样避开 国内天地飞遥控器可以同时60台工作不串频
支持露珠原创
现在多旋翼都是电的。。。续航蛋疼。。原来我在哪个航模展上看到过只有中央一个电机，用齿轮(还是皮带传动) ...
你说的是上一年北京航模展 这款变距多轴第一次出现 今年北京展会已经有了成品可以用内燃机 它的结构仍然比直升机简单 仅仅是四个直升机的变距尾桨 它可能是未来的方向之一 效率比多轴高 结构比直升机简单也比直升机安全
你说的是上一年北京航模展 这款变距多轴第一次出现 今年北京展会已经有了成品可以用内燃机 它的结构仍然比直升机简单 仅仅是四个直升机的变距尾桨 它可能是未来的方向之一 效率比多轴高 结构比直升机简单也比直升机安全
你说的是上一年北京航模展 这款变距多轴第一次出现 今年北京展会已经有了成品可以用内燃机 它的结构仍 ...
唉。。。我去，都有人做了啊。。。当时本科的时候想的还想做出来呢。。。
安全好啊，被螺旋桨砍怕了。。。。
唉。。。我去，都有人做了啊。。。当时本科的时候想的还想做出来呢。。。
安全好啊，被螺旋桨砍怕了。。。。
多轴就是玩具，同样的能耗，无论速度航程载荷留空时间，多轴和直升机都差的太多。
另外自航GPS干扰的问题，其实也可以用惯导，只是模型上极少有人用这东西。
另外自航GPS干扰的问题，其实也可以用惯导，只是模型上极少有人用这东西。
mady 发表于 2015-4-28 10:43
多轴就是玩具，同样的能耗，无论速度航程载荷留空时间，多轴和直升机都差的太多。
另外自航GPS干扰的问题 ...
GPS干扰是小事儿 磁罗盘干扰才是最大的问题…… 多轴的优势是简单廉价安全 不知道某些方面能否抵消直升机的优势 惯导的确模型上很少用也不知道为什么 PIX支持一定的惯导功能 在没有GPS时候可以依靠惯导返航
mady 发表于 2015-4-28 10:43
多轴就是玩具，同样的能耗，无论速度航程载荷留空时间，多轴和直升机都差的太多。
另外自航GPS干扰的问题 ...
GPS干扰是小事儿 磁罗盘干扰才是最大的问题…… 多轴的优势是简单廉价安全 不知道某些方面能否抵消直升机的优势 惯导的确模型上很少用也不知道为什么 PIX支持一定的惯导功能 在没有GPS时候可以依靠惯导返航
渊深无际 发表于 2015-4-28 10:52
GPS干扰是小事儿 磁罗盘干扰才是最大的问题…… 多轴的优势是简单廉价安全 不知道某些方面能否抵消直 ...
基本上，比较正经的用途，比如军事方面的，多轴机也就是做一些前线特种侦查之类，或者民用的简单航拍之类。多轴应用范围的局限性实在太大，成本虽低还是无法补偿功能的普适性问题。
防干扰最靠谱的还是惯导，现在的6自由度传感器只不过指甲盖的大小，民用级便宜的几十块，贵的一般几K，配以后端算法优化尽量消减采样和积分误差，足以轻松应付至少百公里的范围的自航需求，而百公里的航程早已超出一般的多轴能力太多太多。。。。。
GPS干扰是小事儿 磁罗盘干扰才是最大的问题…… 多轴的优势是简单廉价安全 不知道某些方面能否抵消直 ...
基本上，比较正经的用途，比如军事方面的，多轴机也就是做一些前线特种侦查之类，或者民用的简单航拍之类。多轴应用范围的局限性实在太大，成本虽低还是无法补偿功能的普适性问题。
防干扰最靠谱的还是惯导，现在的6自由度传感器只不过指甲盖的大小，民用级便宜的几十块，贵的一般几K，配以后端算法优化尽量消减采样和积分误差，足以轻松应付至少百公里的范围的自航需求，而百公里的航程早已超出一般的多轴能力太多太多。。。。。
基本上，比较正经的用途，比如军事方面的，多轴机也就是做一些前线特种侦查之类，或者民用的简单航拍之 ...
问个外行的问题 惯导如何规划航线…… 对普通航模飞控来说 都是靠GPS得知自己位置的 惯导的话是不是还需要GPS的辅助？
问个外行的问题 惯导如何规划航线…… 对普通航模飞控来说 都是靠GPS得知自己位置的 惯导的话是不是还需要GPS的辅助？
渊深无际 发表于 2015-4-28 12:20
问个外行的问题 惯导如何规划航线…… 对普通航模飞控来说 都是靠GPS得知自己位置的 惯导的话是不是 ...
不需要GPS啊，惯导就是个封闭的系统，没有外部数据传入，也没有数据输出，所有运算全部在机上完成，正因为如此抗干扰能力才强么。
原理上，大致是从传感器取得三轴加速度和三轴角加速度，三轴加速度对时间积分，就可以算出三轴上的速度矢量，速度矢量再对时间积分，就可以算出三轴的位移矢量。三轴的角加速度积分也是同理。对全部6个自由度进行积分运算，就可以获得任意时刻飞行器在空间的位置、方位和姿态。
已知位置、方位、姿态，那不就和GPS一样了，航线规划一样的操作。民航飞行导航的核心就是一套惯导系统。
问题主要在于，因为前端传感器数据输出频率不可能无限高，后端也不可能在单位时间内进行无限次积分运算，那么系统就会有误差，△t越大误差越大，而且这个误差是累积性的，很讨厌。。。。所以民航还会有地面导航台，空管雷达，GPS（部分机型）等外部导航手段修正。模型上用惯导自然也可以用GPS，北斗模块辅助了。
问个外行的问题 惯导如何规划航线…… 对普通航模飞控来说 都是靠GPS得知自己位置的 惯导的话是不是 ...
不需要GPS啊，惯导就是个封闭的系统，没有外部数据传入，也没有数据输出，所有运算全部在机上完成，正因为如此抗干扰能力才强么。
原理上，大致是从传感器取得三轴加速度和三轴角加速度，三轴加速度对时间积分，就可以算出三轴上的速度矢量，速度矢量再对时间积分，就可以算出三轴的位移矢量。三轴的角加速度积分也是同理。对全部6个自由度进行积分运算，就可以获得任意时刻飞行器在空间的位置、方位和姿态。
已知位置、方位、姿态，那不就和GPS一样了，航线规划一样的操作。民航飞行导航的核心就是一套惯导系统。
问题主要在于，因为前端传感器数据输出频率不可能无限高，后端也不可能在单位时间内进行无限次积分运算，那么系统就会有误差，△t越大误差越大，而且这个误差是累积性的，很讨厌。。。。所以民航还会有地面导航台，空管雷达，GPS（部分机型）等外部导航手段修正。模型上用惯导自然也可以用GPS，北斗模块辅助了。
mady 发表于 2015-4-28 11:06
基本上，比较正经的用途，比如军事方面的，多轴机也就是做一些前线特种侦查之类，或者民用的简单航拍之 ...
几十块的传感器零飘太大，经过十几分钟的误差积累飞机会连北在哪都不知道，必须有地磁，但容易被干扰。低成本的方案只能是多传感器融合数据，GPS怎么也少不了。
基本上，比较正经的用途，比如军事方面的，多轴机也就是做一些前线特种侦查之类，或者民用的简单航拍之 ...
几十块的传感器零飘太大，经过十几分钟的误差积累飞机会连北在哪都不知道，必须有地磁，但容易被干扰。低成本的方案只能是多传感器融合数据，GPS怎么也少不了。
-nothing- 发表于 2015-4-28 10:36
唉。。。我去，都有人做了啊。。。当时本科的时候想的还想做出来呢。。。
安全好啊，被螺旋桨砍怕了。 ...
现在做什么的干活？
唉。。。我去，都有人做了啊。。。当时本科的时候想的还想做出来呢。。。
安全好啊，被螺旋桨砍怕了。 ...
现在做什么的干活？
tai0105 发表于 2015-4-28 13:11
几十块的传感器零飘太大，经过十几分钟的误差积累飞机会连北在哪都不知道，必须有地磁，但容易被干扰。低 ...
呵呵，那是，GPS一样有漂移问题。因为此贴从顶楼开始基本局限于定性的讨论分析，所以我也就泛泛的说几句。
现实工程的话其实是个具体的应用需求问题，需求决定精度，精度决定成本，最终取得一个对各种因素权衡的平衡点，所有设计都是这个样子。
tai0105 发表于 2015-4-28 13:11
几十块的传感器零飘太大，经过十几分钟的误差积累飞机会连北在哪都不知道，必须有地磁，但容易被干扰。低 ...
呵呵，那是，GPS一样有漂移问题。因为此贴从顶楼开始基本局限于定性的讨论分析，所以我也就泛泛的说几句。
现实工程的话其实是个具体的应用需求问题，需求决定精度，精度决定成本，最终取得一个对各种因素权衡的平衡点，所有设计都是这个样子。
只想说，Pixhawk就是个STM32F4平台，很简单的电路，我曾经买过准备当开发板用，不过我对开源软件从来都不放心，后来直接自己买STM32F4设计个板子写个操作系统完事，比Pixhawk好用多了
不管谁的磁罗盘在金属物体多的地方都会不稳定，是软磁校准问题，别把磁罗盘放在金属附近就行了
DJI主要优势就是买来就能用，这点Pixhawk实在比不了，而且飞控的关键是调试，DJI都是调试好的，Pixhawk调试好也能飞的很好，但大多数人根本就没工夫去调试这东西
不管谁的磁罗盘在金属物体多的地方都会不稳定，是软磁校准问题，别把磁罗盘放在金属附近就行了
DJI主要优势就是买来就能用，这点Pixhawk实在比不了，而且飞控的关键是调试，DJI都是调试好的，Pixhawk调试好也能飞的很好，但大多数人根本就没工夫去调试这东西
貌似PIX比DJI电路复杂多了…还有DJI也需要调试…PIX也可以自动调参…你说的简单的板子是CC3D而已…
tai0105 发表于 2015-4-28 13:12
现在做什么的干活？
不干航模这块啦~
现在做什么的干活？
不干航模这块啦~