垂直运动

      无人机利用旋翼实现前进和停止。力的相（xiàng）对性意味（wèi）着（zhe）旋（xuán）翼推动空气（qì）时，空气也会反（fǎn）向推（tuī）动（dòng）旋翼。这（zhè）是无（wú）人机（jī）能够（gòu）上上下下的基本原理。进而，旋翼（yì）旋转（zhuǎn）地（dì）越快，升力就越大，反（fǎn）之亦然。

      现在的无人机（jī）能够做（zuò）三件（jiàn）事情：悬停、爬升和降（jiàng）低（dī）。当（dāng）悬停时，无人机四个旋翼产生的推力等于向下的重（chóng）力（lì）。这（zhè）非常容易理解（jiě）。那么（me）如何实（shí）现爬升（shēng）？增加四（sì）个旋翼的推力从（cóng）而产生一个大（dà）于重（chóng）力的向上的（de）力。在该（gāi）动作完成之后，无（wú）人机的推力可以相对（duì）减少，但为了使其继续（xù）向上飞行，那么（me）仍必须（xū）**向上的力（lì）要大于向（xiàng）下（xià）的（de）力。使无人机降（jiàng）低的要（yào）求则相反：需（xū）要（yào）减少旋（xuán）翼的推力速度，此时（shí）合力向下。

旋转（zhuǎn）

如何使一个（gè）正在朝北飞的（de）无（wú）人机掉头向（xiàng）南飞（fēi）？此（cǐ）时旋（xuán）翼的运（yùn）动原（yuán）理又是什么？

如（rú）图所示，红色的旋翼呈（chéng）逆时针（zhēn）旋转，绿（lǜ）色的旋翼呈（chéng）顺时针旋转。当这两组旋翼向（xiàng）相反方向（xiàng）旋（xuán）转时（shí），无人机（jī）的总动力为零。角动（dòng）力值与线性（xìng）动力（lì）值很像，可以用角速度乘惯性矩（jǔ）计算得出。可以说，角动力取决（jué）于旋（xuán）翼旋转的（de）速度。

       假设红（hóng）色旋翼有一个值为（wéi）正（zhèng）的角（jiǎo）动量（liàng），而（ér）绿（lǜ）色（sè）旋翼有一个值为负的角动量（liàng），每个旋翼的值分为（wéi）+2、+2、-2、-2，那（nà）么此时所有的力加起来为零。无人机即能实现（xiàn）悬停。

而要使无人机向右转（zhuǎn），则需要（yào）降低旋翼1的（de）角速度。但是，虽然来自旋翼1的推力缺失能使无（wú）人机改（gǎi）变运动方向，但与此同（tóng）时向上（shàng）的力（lì）不等（děng）于向下的重力，所以无人机会下降。那么，如何使无人机在（zài）改（gǎi）变方（fāng）向时（shí）保持高度（dù）不变？

      降低旋翼1和3旋转速度的同（tóng）时，增加（jiā）旋翼2和4的旋转速度。此时旋翼（yì）的（de）角动力仍然（rán）不（bú）为零，所以无人机能够旋转。而总力仍然（rán）等于重力，则（zé）无人机能够保持在同一高（gāo）度。由于向同（tóng）一方向旋转（zhuǎn）的旋翼角为对角，所以无（wú）人机仍然可以保持（chí）平衡。

向前飞行和侧向飞行（háng）

无人机向（xiàng）前（qián）和向后的（de）运动原（yuán）理有什么区别？其实没（méi）有，因为无人机是对称的。这同（tóng）样适用于侧向运动。一架四轮无人机就像一辆每（měi）一（yī）面都可作为正面的车，所以（yǐ）了如（rú）何向前也就解释了如（rú）何向后或向两侧移动的问题。

那么具体（tǐ）该如何操（cāo）作？

       增加旋翼3和4的（de）旋转速率，降低旋翼（yì）1和2 的（de）速率。此时，总推力与重量相（xiàng）等，因（yīn）此无人机（jī）能够保持高度不变。此外，由于一个位（wèi）于后方（fāng）的旋翼是逆时针旋转，而另一（yī）个（gè）为顺时针旋转，所以增加的旋转力仍然会（huì）为零，前方的旋翼情况相同。所以整体上无人机的（de）方向不会改变。然（rán）而，无人机后部旋翼所增（zēng）加的力会使其向前倾斜，因（yīn）此应该稍微增加所有旋翼的推力从而产（chǎn）生一个净（jìng）推力，其中的一个分力可以用来平衡重量和向（xiàng）前（qián）运动的力。

学（xué）会使用计算机系统

操作无人机的每个动作都是通过改变（biàn）一个（gè）或多个旋翼的（de）转速完成，为了用一个控制器控制（zhì）全部旋翼要善用某种计算机控制系统。此外，无人（rén）机（jī）的加速器和陀螺仪可以对每个旋翼（yì）进行微调，从而进一步提高（gāo）飞（fēi）行的简易性和稳（wěn）定性。所以如果让计（jì）算机系统完成所有的工作（zuò），那么操纵无（wú）人机则相当容易。

理解无（wú）人机的（de）飞行原理是不是很有趣？