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成天喊着六轴、八轴的,来给你们普及一下知识

精华 1
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小悟镇楼



决定多旋翼飞行器旋翼个数的,就是飞行器稳定性几何尺寸单发动力性能三者的平衡。



先说稳定性的影响。


基本上,我们可以认为多旋翼飞行器的稳定性里,八旋翼>六旋翼>四旋翼。原因当然好解释,对于一个运动特性确定的飞行器来说,自然是能参与控制的量越多,越容易得到好的控制效果。


四旋翼飞行器尚且是一个欠驱动系统。六旋翼飞行器的时候就已经是一个完全驱动系统了。复杂了是一回事,但是如果能获得比较好的效果,也是值得的。



另外一个不容易注意到的好处是,旋翼数量较多的时候飞行器对于动力系统失效的容忍程度也会上升。毕竟多发飞行器一台发动机突然失效不是很罕见的情况。模型级别的飞行器,射桨也是常有的事。在这种情况下,八旋翼和六旋翼都可以承受双发/单发失效的状况,并且飞行器仍然可控。而如果是四旋翼飞行器的话,只要单发失效,除非旋翼上有周期变距,否则唯一的选择就有摔机了。(可你为什么要在四旋翼上装周期变距呢?)


但旋翼的数量增加以后,会对飞行器的几何尺寸带来负面影响。

因为旋翼数多了,自然每个旋翼之间的距离也会缩减。四轴飞行器每隔90度放置一个旋翼,六轴飞行器每隔60度放置一个旋翼,八轴飞行器每隔45度放置一个旋翼。

假设相同拉力时几个旋翼的桨盘总面积相同(这个并不准确,但可以作为大概的参考),很容易得出几种结构形式需要的旋翼直径。如下表所示:




同样,多旋翼的旋翼位置在设计时也不能相互干涉。因此也很容易得出几种结构形式中旋翼中心距离飞行器几何中心距离。如下表所示:




很容易看出来,相比较旋翼直径的缩小,旋翼中心与飞行器几何中心的距离增加得更快。因此很不幸的,旋翼的数量越多,飞行器的尺寸也就会做得越大。




而且,旋翼越多,多旋翼飞行器的折叠收纳就越是问题


六旋翼尚且可以折叠,八旋翼就一点办法也没有。即使是简单的拆掉旋翼支臂,旋翼数越多在现场组装需要花的时间也就越多。而且,由于多旋翼飞行器有旋翼安装顺序的要求。要安装的旋翼越多就意味着潜藏的出错可能越高。


也因此,诸如军队等地方实际使用的多旋翼飞行器,几乎无例外都是四旋翼的形式。



但如果你可以使用的动力组合单发动力性能有限,使用四轴的构型根本无法把设计起飞重量飞起来的话,呵呵,之前我说的那些就当没说好了……要么老老实实增加旋翼个数,要么,只好改方案了。


说到这里,可能会有人说:不是有那种上下叠层的多旋翼飞行器么?就是在一个支臂上同时放置一组共轴反桨的动力组,这样的话不就可以做到旋翼个数增加,却不增加飞行器尺寸的效果么?如同下面的这种形式:



这个点子看起来不错。但有个重要的缺点是,共轴反桨的那上下一对旋翼的气流会相互干扰,从而影响这一对动力组合的效率。简单地说,就会导致这一对旋翼的拉力不是1+1 = 2,而是1+1 < 2的糟糕结果。

至于具体会损失多少,大约是20%的样子。因此这么算下来的话,其实这种构型能获得的提升很有限,还增加了结构的复杂程度。所以除非对飞行器尺寸有很严格的要求,一般很少会采用这样的设计方式。



PS:欢迎大家关注我的新闻航拍微信公众号:上帝视角看现场,听我吐槽。




把航拍作为一种工具,而不是游戏。
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5938743.qq  Inspire 1认证用户 2015-3-2 3#
好多字啊
ajiang1928@163.   2015-3-2 4#
综合来讲4轴的效率相对于6轴或8轴还是比较高的。
ADA   2015-3-2 5#
伞形的不是很好折叠吗
HowieMandel  Inspire 1认证用户 2015-3-2 6#
受教了~
waitbehind   2015-3-2 7#
新手来学习
DJI-Autumn   2015-3-2 8#
大大点个赞
贤妻良母,纳豆拌生鸡蛋爱好者协会终身荣誉会员
光头开飞机  Inspire 1认证用户 2015-3-2 9#
为啥我看到的文字有几个大方块
7223  Phantom 3 Advanced认证用户 2015-3-2 10#
六旋翼尚且可以折叠,八旋翼就一点办法也没有。

s1000八轴难到不能折叠吗?
mz18680882013@y   2015-3-3 11#
学习学习也不错
松木头   2015-3-3 12#
普及得也有道理
dadamao  Mavic 2 Zoom认证用户 2015-3-3 13#
学习啦!!!
lhq2277  Mavic 2 Zoom认证用户 2015-3-3 14#
原来想着S1000,现在看你没必要了
風城忠仔   2015-3-3 15#
路過看到流名
風城瘋很大.......
wuyumi  Inspire 1认证用户 2015-3-4 16#
长知识点了!!
david xu zhe   2015-3-4 17#
有道理,通俗易懂!
ly889   2015-3-4 18#
虽然表述有不准确之处,但还是有心了,谢谢
denny@vastest.c  X5S认证用户 2015-3-4 19#
对共轴双桨的问题不敢苟同!
community_user_  Osmo Pocket 2认证用户 2015-3-4 20#
这帖子发天涯才能博个眼球。。。
持有设备:少许豁口的打狗棍一只...
Uncle-JI  Inspire 1认证用户 2015-3-6 21#
楼主厉害。。。。。
专业贴,顶起
Dulldull  Mavic 2 Pro认证用户 2015-3-7 23#
学习了,谢谢
极光航拍  Inspire 1 Pro认证用户 2015-3-8 24#
好贴,学习了
luoxidong  Inspire 1认证用户 2015-9-10 25#
学习了
鹌鹑  Phantom 3 Professional认证用户 2015-9-11 26#
其实S1000也不算麻烦 桨都不用拆 每次用完支臂一折叠就可以了 不过一般爱好者买八轴真的没用 还是精灵悟比较适合
炸香机073   2015-9-11 27#
s1000是八轴  这个折叠也不难啊  还有共轴双桨的观点不敢苟同
jingrongren  Phantom 3 Advanced认证用户 2015-9-11 28#
共轴双桨风量并不能提高,但是风压提高。这意味着你用较少的气流便能获得更高的升力,而气流越小,受到外界风力的干扰就越小,且在高海拔地区能有效地提高效率。另外,共轴意味着叶片也将缩短,这个好处也是很明显的。
以上皆为推测-,-
除了山川大地,还有我的后脑勺。
tony200175   2015-9-12 29#
共桨的技术复杂性比看起来要难多了 不是那么简单的 虽然很多人已经尝试这样做 但是效率非常低下
Leonzou  Goggles认证用户 2015-9-13 30#
多谢普及,赞
hellgolf   2015-9-15 31#
只做个飞手,多轴的事,留给大疆去做。
FatC  Mavic Pro认证用户 2015-9-15 32#
有一次在杭州宝石山看到一个团队在用一个四共轴反桨的无人机拍保俶塔,挂了好多GOPRO拍全景
396552131@qq.co   认证飞友 2015-9-17 33#
说的很专业很数据啊,确实是这样的,四轴应该是各项数据综合下来最合适的了。
一起装逼一起飞
rock.kfkwong   2015-9-18 34#
學習了
axidakaliu   2015-10-4 35#
提示: 该帖被管理员或版主屏蔽
nevedown  Inspire 1认证用户 2015-10-5 36#
涨知识,感谢楼主的分享~!!!
juzheng   2015-10-7 37#
知识贴,学习了
guan_1000  Osmo Action 3 标准套装认证用户 2015-10-8 38#
内容看完了,楼主写作业辛苦了。
cloudyo   2015-10-9 39#
那么翼桨越多,围绕大圆心布局,并采用偶数个,一半顺时针一半逆时针,保持平衡。这时大圆内部也形成了空缺区域。为何没有人考虑在内部补上几个桨来增加效能(尽量实现投影区域满覆盖),
还有就是桨的大小是否必须一致,能否成对形成相互制约平衡的两个系统(比如4大+4小,将覆盖面积尽可能在小尺寸内撑到最大,布局接近圆形)
能否形成更细的相互分量的整补失能的效果
另一方面增加桨叶数目应该也有办法增加升力。
估计是成本和系统复杂度还有拆卸难度等因素制约了这些方案吧

以上仅是作为新手的一些意象
125168798.qq   2015-10-15 40#
关于X8类型的架子,我提点个人看法。
虽说上下共桨会因气流干扰影响桨效,
但X8比八轴,足足少了4根碳管,4个电机座,以及4套折叠件。
这些重量如果考虑进去,20%的效率差距又算什么呢?

而且X8的便携性 机动性 抗风性能,是八轴没法比的。
369402297  Osmo Pocket认证用户 2015-10-16 41#
大疆的电影定制机就是上下叠层的多旋翼设计,看起来有点吊,但感觉飞起来还是会影响动力的。
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