1.什么是（shì）多旋翼

多旋翼飞行器是一类通（tōng）过多个定距桨（jiǎng）（螺旋桨）正反旋转与（yǔ）转（zhuǎn）速控制提供飞行器升力与飞行器（qì）姿态（tài）调整。这样的定（dìng）义方式使我们准确了解多旋翼飞行器的旋翼结构（gòu）、升（shēng）力来源、姿态（tài）控制方式。

2.多旋翼飞行（háng）器一般结构

任何飞行器都可以分为（wéi）三个部分：控制（zhì）器，执行器，反（fǎn）馈环节。控制器包括飞控，接（jiē）收机；执（zhí）行器（qì）包括电（diàn）调，直流电机，定距正（zhèng）反桨；反馈环节就是（shì）传感系统，一般包（bāo）括两大类：飞行器姿态传感系统，外部（bù）环境感知系（xì）统。

3.多旋翼飞行器（qì）控制（zhì）原理（lǐ）

四旋翼飞行器正反桨两（liǎng）两（liǎng）成对，分别向不同方向旋转，平衡扭矩并向（xiàng）旋翼“下方（fāng）”推（tuī）送（sòng）气（qì）流。通过（guò）成对变化定距桨（jiǎng）旋（xuán）转速度，调（diào）整入流量（liàng）来实现飞行器姿态控制。

一般而言，四旋翼（yì）飞行器有（yǒu）两种飞行模式，上（shàng）面介（jiè）绍的是X型控制结构，也是当（dāng）下（xià）使用较多的控制方式。除此之外还有十字型（xíng），两者原（yuán）理大同，细节小异。

至于八旋翼，十（shí）六旋翼甚（shèn）至更（gèng）多（duō），都是通过成对正反桨平（píng）衡（héng）扭矩，提供升力，调整姿态（tài）。

4.多旋翼飞行器特点

多旋翼机型确实降低了商品无人机的门（mén）槛。然而在（zài）很多飞（fēi）行器设（shè）计师的眼中多旋翼（yì）飞行器是（shì）一个非常“奇怪（guài）”的存在，它的缺点（diǎn）实在非常多，却因同样具（jù）有（yǒu）非常鲜明的（de）优点（diǎn）而成为当（dāng）下无人（rén）机市场的（de）宠儿。

优点

从飞行（háng）器操作者的角（jiǎo）度来（lái）看，多旋翼（yì）是完美（简单）的被控对象（虽（suī）然它还是非线性（xìng），非（fēi）最小相位系统（tǒng））。

多旋（xuán）翼飞行（háng）器可以很（hěn）容易产生统一方向的气流推送，因此（cǐ）具备（bèi）优秀的（de）VOTL能力（lì）与定点悬停能力（lì），而这是一（yī）般固定翼飞机望尘莫（mò）及的。

同时对称的旋（xuán）翼（yì）布局使（shǐ）得其（qí）操控简（jiǎn）单直接，姿（zī）态（tài）调整时（shí）只需成（chéng）对改变旋翼（yì）转速（sù），就可提供非常“直接（jiē）”的（de）姿（zī）态力矩。而（ér）其（qí）它旋翼机（jī）则一般会有（yǒu）一个复杂的（de）动力学过渡过程（这样描述（shù）其实很不专业，却比较容易理（lǐ）解），增加了炸鸡以及（jí）飞行器周（zhōu）围人员的风险，对操作者的（de）控制（zhì）要求（qiú）提（tí）升了很多（duō）。

而且多旋翼飞行器的姿态变（biàn）化方式使得该机型直接采用定距桨，相比于直升机的变距桨在机械设计结（jié）构，控（kòng）制难度，实现成本，姿态平稳方面都有很大（dà）提（tí）升。

一句（jù）话：多旋翼飞行器使得飞行变得简单

缺点

从飞（fēi）行器设计者的（de）角度（dù）来看（kàn）多旋翼飞行器却是—“无比丑陋”的。

首先，其气动效率非常糟糕（gāo）。固定翼是上（shàng）帝为飞行（háng）生物设计的完美的飞行（háng）器结构。固（gù）定翼在空中可以借助气（qì）流（liú）产生升力，姿态（tài）变换通过（guò）“借力（lì）”实现（xiàn）（还是要有执行（háng）器控制相应的机械结构（gòu），但省（shěng）“力（lì）”很多），螺旋桨或者喷气（qì）发（fā）动机只提供额（é）外飞行速度。而多旋翼需（xū）要安装与旋翼数相同的（de）电（diàn）机（jī）来提（tí）供升力，在飞（fēi）行过程中完（wán）全没有办法借助空气动力。姿态变化，飞行速度全部来（lái）自于机载动力，自身能（néng）量消（xiāo）耗巨大（dà），效率之低令人发指。

这也是为（wéi）什么在（zài）讨（tǎo）论翼型时基本都是关于固定翼和直升机的，多旋翼的定距（jù）桨也（yě）就是（shì）谈（tán）一（yī）谈扭矩，旋（xuán）翼尺（chǐ）寸和电机选择方面的匹配（pèi）罢了。

其（qí）次（cì），在机动性方面，直升机型飞行器机（jī）动速度与飞行包络都明（míng）显优（yōu）于多旋（xuán）翼飞行器，如果（guǒ）在机动过程中充分考虑直（zhí）升机机身与主旋翼之间的作用力耦合，并在控制算法中（zhōng）巧妙地加以（yǐ）利用则可（kě）以增强直升机的机动性，降低能耗。但（dàn）对于多旋翼而（ér）言，机动过程既不美（měi）观也不经济。

最后，当（dāng）多旋翼飞行器“大型化”也（yě）就是Scale number（尺（chǐ）寸（cùn）系数）上升后（hòu），意味（wèi）着需要提（tí）供更大的（de）升力从而要求更大（dà）尺寸的（de）定（dìng）距桨，这不但面临着（zhe）更大动力模（mó）块的难题，同时众多大尺寸（cùn）旋（xuán）翼在一个平面中旋（xuán）转会使实际（jì）控制变更加困难（nán）。

一（yī）句（jù）话：多旋翼飞行器使得飞行变得没品质。

任（rèn）何一种飞行器结构都必然存在自己（jǐ）优缺点，换句（jù）话说，留给爱好者和设计（jì）者的空间是很大（dà）的，无人机（jī）在飞（fēi）行（háng）器控制方式和（hé）结（jié）构设计中蕴藏着巨大的创新潜力。相信以后可（kě）以看到越来（lái）越多（duō）奇妙（miào）、美丽、高效的飞行器设计结构。

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