航空摄影飞机四个机翼的旋转方向
1.结构形式?
?旋翼对称分布在飞机的前、后、左、右四个方向,四个旋翼在同一高度平面内,四个旋翼的结构和半径相同。四个电机对称安装在飞机的支架端,飞控计算机和外部设备放置在支架的中间空间。结构如图所示吗?1.1.
工作原理
?四旋翼飞行器可以通过调节四个电机的转速来改变旋翼转速,实现升力的变化,从而控制飞行器的姿态和位置。四旋翼飞行器是六自由度垂直升降舵,但同时只有四个输入力和六个状态输出,所以也是欠驱动系统。
?四旋翼飞机的马达?1和电机?3逆时针旋转时,电机?2和电机?4顺时针旋转,所以当飞机平衡飞行时,陀螺效应和气动力矩效应被抵消。
?上图中,电机?1和电机?3逆时针旋转,电机?2和电机?4顺时针旋转,并指定沿?X轴的正向运动称为正向运动,转子运动平面上方的箭头表示电机转速增加,下方的箭头表示电机转速降低。
(1)垂直运动:四台电机输出功率同时增大时,总拉力随着转子转速的增大而增大。当总拉力足以克服全机重量时,四旋翼飞行器就会从地面垂直上升;反之,四个电机输出功率同时降低,四旋翼飞行器垂直下降,直至平衡着陆,达到?z轴的垂直运动。当外界扰动为零时,旋翼产生的升力等于自身重量时,飞机将保持悬停状态。
(2)俯仰运动:在图(b)中,电机?1转速上升,电机?3?电机转速降低(变化量要相等),电机?2.电机?4?的速度保持不变。由于转子1?升力上升,旋翼呢?3?升力下降,力矩使机身转向?y?轴旋转,同样,当电机?1?马达的速度下降。3、机身绕Y轴向另一个方向旋转,实现飞机的俯仰运动。
(3)滚动运动:随图?b?原理是一样的,图中?c?换电机?2和电机?4速度,保持电机1和电机?3、机身可以缠绕?x?轴旋转(向前和向后)实现飞机的滚转运动。
(4)偏航运动:在转子旋转过程中,由于空气阻力的作用,会形成与旋转方向相反的反扭矩。为了克服反作用力矩的影响,四个转子中的两个可以正转,两个可以反转,对角线上的每个转子旋转方向相同。反扭矩的大小与转子速度有关。四个电机同速旋转时,四个旋翼产生的反作用力矩相互平衡,四旋翼飞行器不旋转。当四个电机的转速不完全相同时,不平衡的反作用力矩会导致四旋翼飞行器旋转。照片里?在d中,当电机?1和电机?3?加速,马达?2?马达呢?4?当转子速度下降时。1和旋翼3对机身的反作用力矩大于旋翼2和旋翼4对机身的反作用力矩,因此机身在多余反作用力矩的作用下发生缠绕。z轴旋转实现飞机的偏航运动、转向和电机?1,电机3方向相反。
(5)前后运动:为了实现飞机在水平面内的前后左右运动,必须对飞机在水平面内施加一定的力。照片里?在E中,添加电机?3速度,增加张力,相应减少电机?1转速,使张力降低,同时保持另外两台电机转速不变,反作用力矩应该还是平衡的。根据图片?b的理论,飞机先倾斜到一定程度,使旋翼拉力产生一个水平分量,这样就可以实现飞机的向前飞行运动。向后飞与向前飞正好相反。(图中?b?身材?在C语言中,飞机会产生俯仰和滚转运动以及沿?x和y轴的水平移动。)
(6)倾向于运动:图中?f?因为结构对称,斜飞的工作原理和前进后退的工作原理完全一样。