2014年3月23日 星期日

用 Arduino 製作四軸飛行器(二)飛行原理

在組裝以及製作之前,我們先來了解一下飛行原理


這篇只會提到 X 型四軸的飛行原理,其他的可能要請朋友們去網路上在翻閱了

首先,我們大家都知道,單軸直升機的飛行原理吧?

見下圖(來源:http://zh.wikipedia.org/wiki/File:Antitorque.jpg)


簡單來說,最基本的直升機就是透過單一螺旋槳給予直升機升力,那後面的小螺旋槳是幹嘛的?



由於直升機螺旋槳在旋轉的時候,會產生一個相反的扭矩,所以需要透過後方的小型螺旋槳來維持方向,在這邊我們就可以透過後方小型螺旋槳的出力大小來控制他旋轉的方向以及速度。


那四軸直升機會不會產生反轉的情形?見下圖:


若所有的螺旋槳都是逆時針轉的話,則一般來說整台直升機就會順時針轉,透過這一個特性,我們可以讓四軸自由的旋轉,但是要如何固定他不旋轉?

一般來說,我們可以透過將其中兩個馬達旋轉,來達成互相抵消扭矩的情形,在購買螺旋槳的時候就要買兩種不同方向的槳,如下圖:

我們可以透過控制不同馬達的轉速來影響一台直升機飛行的角度或是高度等,我們假設初始情形是每一個馬達速度都相同,且平衡在空中,則飛行的情形如下圖說明(X 型):

1. 如果要向前、後、左、右平移飛行的話,則只需要提昇其中兩個馬達的轉速即可讓他傾斜並向特定方向飛,這應該不難理解,下圖是向前飛的情形



2. 如果是要旋轉,則可以透過增加對其中一組角線的馬達,並減少另一組馬達的出力來達成,以瞬時針轉為例子:


3. 上升或是下降則是同時將四個馬達增加出力或是減少出力即可,這應該也不難理解,因為不難理解就不附圖了 >___<


以上就是簡單的飛行原理,接下來會有一系列是在介紹各零件的用途,還有 C 語言教學第八集!