“我们知道电机的定子连接到无人机机身,转子转动是因为它接收了来自定子的扭矩。”
“众所周知,根据牛顿第三运动定律,两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反。”
“所以如果转子从定子接收扭矩,定子也将承受等量的扭矩,且与转子方向相反。”
“如果所有转子都在相同的方向旋转,无人机机身将承受反作用力矩。”
“就像这样,然后这四个反作用力将迫使无人机机身转动。”
“所以,通过两组旋转螺旋桨的相反转动,抵消扭矩,反作用力矩为零,无人机就不会旋转了。”
“巧妙的是,通过控制两对螺旋桨的作用力与反作用力,就能够实现无人机的偏航运动,也就是调转方向。”
“一组对角螺旋桨与另一组螺旋桨使用不同的转速,在这种情况下反作用扭矩还存在,实现无人机机身的旋转。”
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“接下来我们了解无人俯仰运动,说人话就是前进与后退。”
“很简单,我们只需要控制前螺旋桨转动慢点,后螺旋桨转快点,就会在前后产生不同的升力。”
“后升力较大,控制无人机俯冲。”
“同理可得,我们将左边螺旋桨转的更快,右边转得慢一些,升力就会迫使无人机向右翻滚。”
“这就是四旋翼无人机设计的美妙之处!”
“在俯仰运动中,控制螺旋桨转速,让他们达到平衡,扭矩为零。”
“这样无人机就不会进一步俯或仰,才不会翻车炸鸡。”
“我们不妨想象一下,无人机是否可以在这个倾斜角度平衡?”
“答案肯定是不能的,螺旋桨不仅仅有垂直力,同样也有水平力。”
“即使垂直力保持平衡,也只是控制无人机不会上升或下降。”
“水平力如果不平衡,就会引导无人机水平移动,就像这样。”
“同理可得,将无人机向一侧滚动,并平衡垂直力,那么机身将偏移。”
“最后我们看看无人机做圆周运动的物理原理。”
“众所周知,当一个物体在直线运动时,突然,当受到一个垂直于它的力,物体就会改变运动轨迹。”
“当两个力达到平衡,物体就会做圆周运动。”
“无人机也是同样的道理,通过遥控就能轻松使得无人机做精密圆周远动。”
“以上就是无人机的工作原理,看完不得不佩服发明它的人!”
大秦。
无数人面露茫然。
李斯眉头紧皱,喃喃道:“压缩空气?流速不同则生力?这……这与水之流动、舟之行进,似乎有相通之理,然则具体如何压缩,如何精确产生升力……无刷直流电机又是何物?竟能如此精准控制转速?”
蒙恬苦笑道:“陛下,末将……末将似乎听懂了一点点那反作用力抵消、方能不原地打转的道理。可这前后左右螺旋桨转速差异以控方向、甚至做圆周运动……其计算之精微,配合之巧妙,简直……简直如同指挥一支绝对服从、毫厘不差的空中劲旅!这绝非寻常机关预设所能为,必是有一大脑瞬息万变进行调配!”
冯劫早已放弃理解具体原理,摇头叹息:“匪夷所思,匪夷所思……以电驱机,以机控桨,以桨御气,以气承身……环环相扣,精准如斯。更别说那牛顿第三定律……看似简单一句作用力与反作用力,竟能引申出如此精妙的平衡与控制之道!后世学问,已非格物可囊括,实乃穷究天地万物运动之理也!”
扶苏一脸懵懂,努力理解着:“父皇,儿臣听那升力大于重量则起、平衡则悬停,觉得似乎……似乎与舟船载重、鸢鸟乘风有些仿佛。可那控制器如何能知重量?又如何瞬息调节转速以达平衡?还有那圆周运动所需之力之平衡……这其中的计算,恐怕非人脑瞬息可成。难道那控制器……本身便能思考?”
淳于越颓然叹息:“陛下,老臣……老臣如同听闻神话。后世之人,已将这天地间无形的力,剖析、掌控到了如臂使指、随心所欲的地步么?这……这已非机巧可论,实乃……实乃窥见了造化之秘的一部分啊!”