【启航龙门阵一】之多旋翼无人飞行器

发布时间：2016-08-03

昨夜小编我夜观星象，紫气西散，牛斗冲天狼，紫微星泛红，奎胃星入中宫，掐指一算——是时候更新啦，于是灵光一闪（其实是有高人指点），想到了做一期专题，于是【启航龙门阵】应运而生啦~~话不多说，直接上——在2010年之前，固定翼和直升机无论在航拍还是航模运动领域，基本上占有绝对主流的地位。时至今日，凭借良好的操作性，极大地降低了航拍的难度和成本，获得了广大的消费群体，成为迄今为止最热销的产品，多旋翼迅速成为已经成为微小型无人机或航模的主流。

【2016年第十七届中国国际模型博览会上随处可见多旋翼的身影】

【多旋翼和美女，你看上了哪一个？】

今天，小编就来讲一讲多旋翼飞行器的精彩世界。Come on！

多旋翼飞行器（Multirotor）也称多轴飞行器，是一种具有三个及以上旋翼轴的特殊的直升机。每个轴上的电动机转动，带动旋翼产生推力。常见的有四旋翼、六旋翼和八旋翼。它们体积小、重量轻、携带方便，不易损坏，对人也更安全了。

【我是四旋翼！】   

 【我是六旋翼！】

 【我是八旋翼！】

   

【旋翼类飞行器按照尺度的分类】

按照国家现行政策规定，空机重量≤1.5kg的属于超微型旋翼无人机；

 1.5kg＜空机质量≤4kg，属于微型；

4kg＜空机质量≤15kg，属于超轻型；

15kg＜空机质量≤116kg，属于轻型；

116＜空机质量≤5700kg，属于小型；

大型旋翼无人机，是指空机质量＞5700kg的旋翼无人机飞行器。

 

【多旋翼与常规直升机的区别】

还记得所有飞行器能飞的最基本公式吗？18世纪，瑞士的伯努利在基础力学的原理上做出开创性的工作，给出升力的标准公式，如下图所示：

L=lift（升力）

Cl=lift coefficient（升力系数）

ρ=air density（空气密度）

V=air velocity（流速）

A=wing area（机翼面积）

简单来说，多旋翼飞来飞去，靠的是变化v；常规直升机飞来飞去，靠的是变化Cl。

【反扭改变航向】

上面介绍了直升机和多旋翼的升力，现在我们来看看它们是如何实现左转右转改变航向的。

其实旋翼类飞行器都是利用旋翼的反扭在进行航向调整。不明白什么叫反扭？你可以想象一下把转动的电风扇放进盛满水的浴缸里会是何种状态，电风扇的基座一定会向扇叶旋转的反方向使劲。

图示的直升机，主旋翼顶视逆时针旋转，机身会产生很强的顺时针反扭矩，为了抵消它，我们加一个垂直尾桨，让尾桨向右使劲。劲刚好，直升机稳定悬停；劲大一点，直升机左转；反之则向右转。

图示的多旋翼，四桨转速一致时，多旋翼稳定悬停。当顶视逆时针的桨加速，机身整体顺时针的反扭矩会增强，机身顺时针转。为了不使转向的同时，多旋翼升高高度，顺时针的桨会同时减小转速，保证整体升力不变。

我们把多旋翼转航向简单的总结成一句话：

顺桨加速，机体逆转；逆桨加速，机体顺转！

      【技术碰撞产生新的火花】   

在多旋翼的潜在新技术发展进程中，各个技术是相互耦合依存的，比如芯片、传感器和算法等等。这些技术将构成无人机（多旋翼）的生态环境, 这种情况下无人机（多旋翼）的发展可能被其中某项技术的发展引领，存在着各种可能性，很多是我们目前无法想象到的。同样，在无人机（多旋翼）发展带动的技术也会促进相关行业技术的发展，解决各种实际问题。

【动力技术】

①新型电池。

②混合动力。

③地面供电。

④无线充电。

【导航技术】

定位是导航中的关键技术，目前该领域发展迅速。

①GPS载波相位定位。

②多信息源定位。

③UWB (Ultra Wideband，超宽带)无线定位。

【避障技术】

①深度相机避障技术。

②声呐系统避障技术。

③“视觉+忆阻器”避障技术。

④双目视觉避障技术。

⑤微小型雷达。

【交互技术】

①手势控制技术。

②脑机接口。

【通信技术】

该项技术有助于信息共享，适用于交通管理或自身监控等，比如将数据备份到云端进行云计算等。

①4G/5G通信技术。

②WiFi通信技术。

【芯片技术】

①在2015年CES上，高通和英特尔展示了功能更为丰富的多轴飞行器。

②3D Robotics发表声明与英特尔共同合作开发Edison芯片，这是一种新型微型处理芯片。

③目前，包括IBM在内的多家科技公司都在模拟大脑，开发神经元芯片。

④未来飞行器上的MEMS产品会向集成化方向发展。

⑤为了让机器人应用能够更好地感知环境，高通研究院正在开发一款机器视觉研究软件开发工具包(SDK)，其中包含至关重要的计算机视觉技术。

【平台技术】

①“Dronecode”无人机开源系统。

②Ubuntu 15.04操作系统。

③Airware企业级无人机系统。

④一家名为Percepto的创业团队在Indiegogo上发起了一个同名开源项目，它是一个可以安装在现有无人机之上的计算机视觉组件，目标是搭建一个集硬件、驱动、算法、安全、机身控制于一体的平台，让更多的开发者在此平台上为无人机开发应用。

【空管技术】

①2014年，Airware计划在NASA加州基地针对不同类型的无人机（四旋翼、直升机、固定翼飞机）展开一系列的飞行和实验室测试，最快可能会在今年开始该项目。测试第一阶段的目标是理解不同的飞行器对空管系统的响应方式。

②初创公司Skyward正在研发无人机交通控制系统，这套系统使数千无人机在城市上空飞行而不会互相碰撞。Skyward正在跟FAA和全球三大无人机制造商（大疆、3D Robotics、Parrot）合作以证明大量的无人机可以在拥挤空域安全地共存。

③NASA同空间技术公司Exelis已经联手组成团队开发无人机空中交通管制系统的原型产品。

 

好啦，本期的龙门阵就摆到这里啦，再摆下去你们也看不进去了（其实是我没得写了！⁄(⁄ ⁄•⁄ω⁄•⁄ ⁄)⁄）

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