無人機是怎么飛的?
無人機是怎么飛起來的?
無人機作為密度大于空氣的飛行器,其飛行的原理是與有人機一樣的。“憑虛御風”而飛翔。往高深些說就是“伯努利原理(空氣流速大的地方壓強小)”。
具體來說:固定翼無人機,其機翼外形讓上下面空氣流速不一樣,產生了壓力差,空氣將其托舉于長空;
無人直升機則可以看成把機翼旋轉起來,靠螺旋槳上下表面的壓力差,把機體“旱地拔蔥”;
多旋翼與無人直升機同理(其實也可以想象成電風扇)。再詳細一點的說,如下圖所示(沿Z軸),垂直運動時四軸飛行器最簡單也是最容易實現的控制狀態。保持電機M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8的轉速相同,它們產生的扭矩剛好可以相互平衡,四軸不會發生水平面內的旋轉,逐漸增大電機的轉速,當產飛行器產生的升力可以克服自身的重力,飛行器就可以實現垂直向上運動;當升力與重力相等時,飛行器實現懸停;降低飛機的轉速,飛行器垂直向下運動,直至降落。
無人機為什么不會被風吹翻?
無人機飛行首先要保持平衡,那么沒有飛行員的無人機是怎么保持平衡的呢?
是偉大的陀螺儀(角速率傳感器)賦予了無人機平衡感,無人機可以感知自己的姿態,通過自動控制系統就可以像有駕駛員一樣保持平衡。
除了裝在機器本身,同樣也可以裝在云臺上,令相機穩穩的呆住。
無人機還可以通過無線電遙控,讓操作手像飛行員一樣直接駕駛無人機。
無人機為什么不會飛丟?
無人機與航模的區別就是擁有飛控(自動駕駛儀)、擁有自主飛行的能力。飛控被看做無人機的核心、也是最有技術含量的部分。然而無人機的導航原理其實并不是那么高深,它與我們路癡走路是一樣的。
無人機先通過GPS衛星定位
再通過三軸磁力計(指南針)確定方向
生成導航路線,沿著走~
當然了,無人機是在三維空間里運動,還需要考慮高度。GPS衛星定位也有高度信息,但是精度不高(高度誤差是水平定位的2-3倍)。所以還需要融合氣壓高度計的數據。
輔助定位方式
有些無人機的飛控、直升機的平衡儀有室內定位系統,一般是超聲波高度計+光流。
超聲中農福安300烘干機波高度計(AGL)就像汽車的倒車雷達,可以在幾米的高度上參考保持與地面的距離。
光流就是通過向下的眼睛(攝像頭),拿地面上的東西(明暗點、紋理)當參照物。
軍用和工業級無人機的飛控則要求有慣性導航系統做輔助,就是讓無人機有一定的方向感,蒙上眼睛走路也能走個大概其。也是利用的陀螺儀,當然需要精度更高的陀螺儀、加速度計,更需要復雜的算法做支持。
無人機是怎么做特技的?
無人機在三維空間里運動,光有升力當然不行。通過各種其它方向的力才能讓其自由翱翔。
固定翼猶如船行于水,可以通過副翼、尾舵、升降舵等舵面的變化,“如船得水”。
多旋翼則是通過控制各個螺旋槳的配合來與控制姿態與運動。
通過螺旋槳自轉時與空氣的阻力轉向(為了抵消自旋力矩,所以一般多旋翼都是偶數對槳、所以要區分正反槳)。
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