第一次看到无人机悬停在空中纹丝不动,很多人会好奇:它到底是靠什么“定”在原地的?答案没有想象中复杂,先记住一个词——升力。
旋翼转动,把飞机“顶”起来
螺旋桨高速旋转时,会把空气往下推,空气反过来给飞机一个向上的力,这就是升力。四个旋翼的升力加起来大于重力,飞机就上升;小于重力,飞机就下降;刚好相等,就悬停。
所以悬停不是“停住”,而是一直在和重力较劲,只是双方打平了。

四个旋翼怎么配合
四旋翼的魅力在于“转速差”。想让飞机向前,前面的两个旋翼稍微减速、后面的稍微加速,机身就会前倾,升力有了水平分量,飞机就向前飞了。
想让飞机转向,就让对角的两组旋翼转速一高一低,机身就会绕垂直轴旋转。所有动作,都是这四组转速差排列组合出来的。
重心决定稳不稳
重心在四个旋翼中心的正下方附近,飞机才容易平衡。如果重心偏了,飞控就要用更大的修正量去“找补”,表现出来就是漂移、抖动、费电。
这也是为什么挂载相机、电池后要重新确认重心,改装党尤其要注意。

飞控是看不见的驾驶员
靠人手去微调四个转速显然不现实,这个活儿由飞控完成。它通过陀螺仪、加速度计感知姿态,再以每秒几百次的频率调整转速,让飞机保持你想要的姿态。
风一吹机身歪了,飞控立刻反向修正,你看到的就只是飞机稳稳地悬在那里。
为什么四旋翼不需要尾桨
直升机需要尾桨抵消旋翼的反扭矩,四旋翼则靠“对角旋翼反转”自己抵消:两个顺时针、两个逆时针,扭矩互相抵消,自然就不需要尾桨了。
飞行原理说到底是力和力矩的平衡。理解这一点,后面看姿态模式、返航、调参都会轻松很多。