垂直运动

      无（wú）人机利用旋翼实现前进（jìn）和停止。力的相（xiàng）对性意味着旋翼推动（dòng）空气时，空气也会反向推动旋翼。这（zhè）是无人机能够上上下下的基（jī）本原理（lǐ）。进而，旋翼旋转地越快，升力就越大，反之亦然。

      现（xiàn）在的无人机能够（gòu）做三件事情：悬停、爬升和降低。当（dāng）悬（xuán）停时，无人（rén）机四个旋翼产生的推力等于向下的（de）重力。这非常容易理（lǐ）解（jiě）。那么如何（hé）实现爬（pá）升？增加四个旋翼的推力从而产生一个大于重力的（de）向上的力。在该动作（zuò）完（wán）成（chéng）之后，无人（rén）机的推力可以相对（duì）减（jiǎn）少，但为（wéi）了使其继续向上飞（fēi）行，那么仍必（bì）须**向上的力要大于（yú）向下（xià）的力。使无人机（jī）降低的要求则相反：需要减少旋翼的推力速度，此（cǐ）时合力向下。

旋（xuán）转

如何（hé）使（shǐ）一个正在朝北飞的无（wú）人（rén）机掉头（tóu）向南飞？此时旋翼的运（yùn）动原理又是什么？

如图所示，红色的旋翼呈逆时针旋转（zhuǎn），绿色的旋翼呈顺时针旋转。当这两组（zǔ）旋（xuán）翼向相反方向旋（xuán）转（zhuǎn）时，无人（rén）机的总动力为零。角（jiǎo）动力值与线性动力（lì）值很像，可（kě）以用角速度乘惯（guàn）性矩计算（suàn）得出。可以说，角动力取决于旋翼旋转的速度。

       假设红（hóng）色（sè）旋翼有（yǒu）一个值为正（zhèng）的角（jiǎo）动量，而绿色旋翼有一（yī）个值为负的（de）角动量，每个旋翼的值（zhí）分为（wéi）+2、+2、-2、-2，那么此（cǐ）时所有的力加起来为零。无人机即能实现悬停（tíng）。

而要使无人机向右转，则需要降（jiàng）低旋翼1的角（jiǎo）速度。但是，虽然来自旋（xuán）翼1的推力（lì）缺失（shī）能使无人机改变运动方向，但（dàn）与此同时向上的力（lì）不等于（yú）向下（xià）的重（chóng）力，所以无人机会（huì）下降。那么，如何使（shǐ）无人机（jī）在改（gǎi）变方向时保持（chí）高度不变？

      降低旋（xuán）翼（yì）1和3旋转（zhuǎn）速度的同时，增加旋翼2和（hé）4的旋转（zhuǎn）速度。此时旋翼（yì）的角动力仍然不（bú）为零，所以无人机能够旋转（zhuǎn）。而总力（lì）仍然（rán）等于重力，则无（wú）人机（jī）能（néng）够保持在（zài）同一高度。由于向同一方向旋转的旋翼角（jiǎo）为对角，所以无（wú）人机仍然可（kě）以保持平衡。

向前飞行和侧向飞行（háng）

无人机向（xiàng）前和（hé）向（xiàng）后的运动原理有什么区别？其实没有，因为无人机是对称的。这同（tóng）样（yàng）适（shì）用于侧（cè）向运动（dòng）。一架（jià）四轮无人机就像一辆每（měi）一面都可作为正面（miàn）的车，所以了（le）如何向前也就解释了（le）如何向后或向两侧移动的问题。

那么具体该如（rú）何操作？

       增加（jiā）旋翼（yì）3和4的旋转速率，降低旋（xuán）翼1和2 的速率。此时，总推力与重量相等，因此无人机能够保持高度不变。此外，由于一个位于后方的旋翼（yì）是逆时针（zhēn）旋转，而另一个为顺时（shí）针旋转，所（suǒ）以（yǐ）增（zēng）加的旋转力仍然会为（wéi）零，前（qián）方的（de）旋（xuán）翼情况相同。所（suǒ）以整体上无人机的方（fāng）向不会改变（biàn）。然而，无人（rén）机后部旋（xuán）翼（yì）所增加的力会使其向前倾斜，因此应该稍微（wēi）增加（jiā）所有（yǒu）旋翼的推力从而产（chǎn）生（shēng）一（yī）个净推力，其中的一个分力可以用来平衡重量（liàng）和（hé）向前运动的（de）力。

学会使用（yòng）计算机系统

操作无（wú）人机（jī）的每个动作都是通过改变一个或多个旋翼（yì）的转（zhuǎn）速完成，为了用（yòng）一个控制器控制（zhì）全部旋翼要善用某种计算（suàn）机控制系统。此外，无人机的加速器（qì）和陀（tuó）螺仪可以对每个旋翼进行微（wēi）调，从而进一（yī）步提高飞（fēi）行的简易性和稳定性。所（suǒ）以如果让计算机系统完成（chéng）所有的工作，那么（me）操纵无人（rén）机则相当容易（yì）。

理解无人机的飞行原（yuán）理是不是很有趣？