1.什么是多旋翼

多旋翼（yì）飞行器是一类通过多个定距桨（jiǎng）（螺旋桨）正（zhèng）反旋转与转速控（kòng）制提供飞（fēi）行器（qì）升（shēng）力（lì）与飞行器姿态（tài）调整（zhěng）。这样的定义方式使我们准（zhǔn）确（què）了解多旋翼飞行器的旋（xuán）翼结构、升力来（lái）源、姿态控制方式。

2.多旋（xuán）翼飞行器一（yī）般结构

任何飞行器都（dōu）可以分为三个部（bù）分（fèn）：控制（zhì）器，执行器，反馈环节。控制器包括飞控（kòng），接收机；执行器包括（kuò）电调，直流电机，定距正反桨；反馈环节就是传（chuán）感系统，一般包括（kuò）两大类：飞行器姿态（tài）传（chuán）感系统，外部环（huán）境感知系统。

3.多（duō）旋翼飞（fēi）行器控制原理

四旋翼飞行器正反桨两两（liǎng）成（chéng）对，分别向（xiàng）不同方向旋转，平（píng）衡扭矩并向旋翼“下方”推（tuī）送气流。通过成对变化（huà）定距桨旋转速度，调整入流量来实现飞行（háng）器姿态控制。

一般而言，四旋翼飞行器有两种飞行模式，上面介绍的是X型控制结（jié）构（gòu），也是当下（xià）使用较多的控制方式。除此之（zhī）外还有十字型，两者原理大同，细节小异。

至于八旋（xuán）翼，十六旋翼甚至更多，都是通（tōng）过成（chéng）对正（zhèng）反桨平衡扭矩，提供升力，调整姿态。

4.多旋翼飞行器特点

多旋（xuán）翼机型确实降低了商品无人机的门槛。然而在很（hěn）多飞行器设（shè）计师的眼中多旋翼飞行器是（shì）一个非（fēi）常“奇（qí）怪”的存在，它的缺点实在（zài）非常多，却因同（tóng）样具有非（fēi）常鲜明的优点而成为当下无人机（jī）市场的宠儿。

优点

从飞行器操作者的角度来看，多旋翼是完美（měi）（简单（dān））的被控对象（虽然它还是非线性，非（fēi）最小相位系统）。

多旋翼飞行器可以很容（róng）易产（chǎn）生统一方向的气流推送，因此具备优秀（xiù）的VOTL能（néng）力与定（dìng）点悬停能力，而这是（shì）一般固定翼飞机望尘莫（mò）及的。

同时对称的旋翼（yì）布局使得（dé）其操控简（jiǎn）单直接，姿态调整时（shí）只需（xū）成对（duì）改变（biàn）旋（xuán）翼转速，就可提供（gòng）非常“直接（jiē）”的姿态力矩。而其它旋翼机则（zé）一般会（huì）有一个复（fù）杂的动力学过渡过程（这（zhè）样描述其实很不专业，却（què）比较容易（yì）理解），增加了炸鸡以及飞行器周（zhōu）围人员的风险，对（duì）操作（zuò）者的（de）控制要求提升了很多。

而且多旋翼飞行器的（de）姿态变化（huà）方式使得该机型直接采用定（dìng）距桨，相比（bǐ）于直升（shēng）机的变（biàn）距桨在（zài）机械（xiè）设计（jì）结构，控（kòng）制难度（dù），实现成本，姿态平稳（wěn）方面（miàn）都有（yǒu）很（hěn）大（dà）提升。

一句（jù）话：多旋翼飞行器使（shǐ）得（dé）飞行变得简单

缺（quē）点

从飞行器设计（jì）者的角度来看多旋（xuán）翼飞行器（qì）却是—“无比（bǐ）丑陋（lòu）”的。

首先，其气（qì）动（dòng）效率非常糟糕。固定翼（yì）是上帝为（wéi）飞行生物设计的完美的飞行器（qì）结构。固定翼在空中可以（yǐ）借助气流（liú）产生升力，姿态变换通过“借力”实现（还是要有执（zhí）行器（qì）控（kòng）制相应（yīng）的机械结构，但省（shěng）“力”很多），螺旋桨或者喷气发动（dòng）机只提供额（é）外（wài）飞行速度（dù）。而（ér）多（duō）旋翼需要安装与旋翼（yì）数（shù）相同的（de）电机来提供（gòng）升力，在飞行过程中完全（quán）没有办法借助空气动（dòng）力（lì）。姿态变化，飞（fēi）行速（sù）度全部来自于机载（zǎi）动（dòng）力（lì），自身能量消耗巨大，效率之（zhī）低（dī）令人发指（zhǐ）。

这也是为什么在讨（tǎo）论翼型时（shí）基（jī）本（běn）都是关于固定翼和直升机的（de），多旋翼的定距桨也就是谈一（yī）谈扭（niǔ）矩，旋翼尺寸和电机选择方面的匹配罢了。

其次，在机动（dòng）性方面，直升（shēng）机型飞行器机动（dòng）速度（dù）与（yǔ）飞行包（bāo）络都（dōu）明（míng）显（xiǎn）优于多旋翼飞行（háng）器，如果（guǒ）在机动过（guò）程中（zhōng）充分考虑（lǜ）直（zhí）升机机身与主旋翼之间的作用力（lì）耦合，并在控制（zhì）算法中巧妙地（dì）加以（yǐ）利用则可以（yǐ）增（zēng）强直升机（jī）的机动性，降低能耗。但对于多旋翼（yì）而言，机动（dòng）过程既不美观也不经济。

最后（hòu），当多旋（xuán）翼飞（fēi）行器“大型（xíng）化”也就是Scale number（尺寸系数）上升后，意（yì）味着（zhe）需要提供（gòng）更大的升力从而要求更（gèng）大尺寸的定距桨，这不但面临着更大（dà）动力（lì）模（mó）块的难题，同时众多大尺寸旋翼（yì）在一个平面中旋转会使实际控制变更加（jiā）困难。

一句话：多旋（xuán）翼飞（fēi）行器使得飞行（háng）变（biàn）得没（méi）品质。

任何一种（zhǒng）飞行（háng）器结构都必然存在自己（jǐ）优缺点，换句话说，留（liú）给爱好者和设（shè）计（jì）者的空间（jiān）是很大（dà）的，无人机在（zài）飞行器控制方式和结构（gòu）设计中（zhōng）蕴藏着巨大的（de）创新潜力。相（xiàng）信以后可以看到越来（lái）越多奇妙、美丽、高效的飞行器设计结构。

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