六旋翼無人機飛行原理

六旋翼無人機是一種具有可垂直起降能力的小型無人飛行器，通過上下共軸放置的三組共六個電機提供升力，通過改變旋翼轉速來調整姿態，進一步實現位置控制。下面我們就具體來看看六旋翼無人機飛行原理。

六旋翼無人機工作原理：

六旋翼無人機通常采用六個旋翼作為飛行器的動力源，六個旋翼處于同一水平面，相鄰兩旋翼，一個逆時針旋轉，一個順時針旋轉，以抵消反扭距作用力。六個電機對稱的安裝在飛行器的支架末端，且對角線上相對的兩旋翼旋向相反。六旋翼無人機是通過調節多個電機轉速來改變螺旋槳轉速，實現升力的變化，進而達到飛行姿態控制的目的。

六旋翼無人機基本飛行原理：

1、升降運動

當同時增加六個電機的輸出功率，且要保證六個電機轉速相同。六旋翼無人機的重心位于幾何中心時，旋翼轉速增加使得總的拉力增大，六旋翼無人機便離地垂直上升。相反，同時減小六個電機的輸出功率，六旋翼無人機則垂直下降。保證六個旋翼轉速同步增加或減小是垂直運動的關鍵。

升降運動飛行原理：在圖a中，同時增大無人機四個旋翼轉速，使得總升力大于無人機整體重量后無人機將沿著Z軸垂直上升，反之，減小四個旋翼轉速使總升力小于無人機自身重量后，無人機將垂直降落。在無外界干擾的情況下當總升力等于機體重量時無人機將保持懸停。

2、前后運動

前后運動飛行原理：如圖b所示，3、4號旋翼轉速增大，1、2號旋翼轉速保持，前后升力差會導致無人機出現“前低后高”的姿態，旋翼推力在X軸正方向的分力將驅動無人機前進；同理當1、2號旋翼轉速增大，3、4號旋翼轉速不變時無人機將會后退。

左右移動飛行原理：與前后移動原理相同，在圖c中，1、4號旋翼轉速增大時無人機向左移動，2、3號旋翼轉速增大時無人機向右移動。

3、俯仰運動

六旋翼無人機任意兩對角線上的電機保持轉速不變，對角線兩側的電機形成差速，為了不因為旋翼轉速的改變引起六旋翼無人機整體扭矩及總拉力改變，對角線上的兩旋翼轉速變量的大小應相等。由于對角線一側的兩旋翼的升力上升，另一側的旋翼的升力下降，產生的不平衡力矩使機身繞對角線旋轉實現六旋翼無人機的俯仰運動。

4、滾轉運動

俯仰運動原理相同，當對角線兩側的電機轉速差小時實現俯仰運動。當對角線兩側的電機差速大到機架平衡時便實現六旋翼無人機的滾轉運動。

5、偏航運動

六旋翼無人機偏航運動主要是借助旋翼產生的反扭矩來實現。旋翼轉動過程中由于空氣阻力作用會形成與電機轉動方向相反的反扭矩，為了克服反扭矩的影響，就需要把六個旋翼中的三個正槳正轉，三個反槳反轉。當六個電機轉速不完全相同時，轉速高的電機產生的反扭矩大于轉速低的電機產生的反扭距，從而使得機架不平衡引起六旋翼無人機的轉動。

偏航運動飛行原理：如圖d所示，當一對正轉旋翼與一對反轉旋翼轉速相同時，產生的扭矩則相互抵消，無人機不旋轉。和當1、3號旋翼轉速增大而2、4號旋翼轉速不變時，1、3號旋翼對機體產生的扭矩大于2、4號旋翼的反扭矩，因此無人機將繞Z軸進行逆時針旋轉；反之，當2、4號旋翼轉速大于1、3號旋翼轉速時，無人機將繞Z軸順時針旋轉。

6、前后運動

要想實現六旋翼無人機在水平面內前后、左右的運動，就必須增加機架對角線一側的兩電機轉速，相應減小對角線另一側電機轉速，同時保持對角線上的兩個電機轉速不變，反扭矩仍然要保持平衡。六旋翼無人機首選需要發生一定程度的傾斜，從而使六旋翼無人機總拉力產生豎直和水平方向的力。因此可以實現六旋翼無人機的前后飛行。