垂直运动

      无人机利（lì）用旋翼实现前进和（hé）停止。力的（de）相对性意味着（zhe）旋（xuán）翼（yì）推动空气时，空气也会反向推（tuī）动旋翼。这是无人机能够上（shàng）上下下（xià）的基本原（yuán）理。进而，旋翼旋转地越快（kuài），升力就越大，反（fǎn）之（zhī）亦然。

      现在（zài）的无人机能够做三件事情：悬停、爬（pá）升和降低。当悬停时，无人机四个旋（xuán）翼（yì）产生的推力等于（yú）向下的（de）重力。这非常容易理解。那么如何实现（xiàn）爬升？增加四个旋（xuán）翼的（de）推力从而（ér）产生一个大于重力的向上的力。在该动作（zuò）完成之（zhī）后，无人机的推力可以相对减少，但为了使其继（jì）续向上（shàng）飞行（háng），那么仍必须（xū）**向上的力要大于向（xiàng）下的（de）力（lì）。使无（wú）人机降低的要求则相反：需要减（jiǎn）少旋翼（yì）的推力速度，此时合力（lì）向下。

旋转

如（rú）何使（shǐ）一（yī）个正（zhèng）在（zài）朝北飞的（de）无人机掉头向（xiàng）南飞？此（cǐ）时（shí）旋翼的运（yùn）动（dòng）原理又是什么？

如图所示，红（hóng）色的旋翼呈逆时针旋转，绿（lǜ）色的旋翼呈顺（shùn）时（shí）针旋转。当（dāng）这两组（zǔ）旋翼向相（xiàng）反（fǎn）方向旋转时，无人机的总动力为零。角（jiǎo）动力值与线性动力值（zhí）很像，可以用（yòng）角速度（dù）乘惯性矩（jǔ）计算得出。可（kě）以说，角动力（lì）取决（jué）于旋翼旋转的速度。

       假设红色旋翼有一（yī）个值（zhí）为（wéi）正的角（jiǎo）动量（liàng），而绿色旋翼有一个值为负的角动量，每个旋翼的（de）值分为+2、+2、-2、-2，那么此时所有的（de）力（lì）加起来为（wéi）零。无人机即能实现（xiàn）悬（xuán）停。

而（ér）要使无人机向右转，则（zé）需（xū）要降（jiàng）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（shǐ）无人机改变运动方向，但与此（cǐ）同（tóng）时（shí）向上的力不等（děng）于向下的重力，所以（yǐ）无人机会下降。那么（me），如何使无（wú）人机在改变方向时保持高（gāo）度不（bú）变（biàn）？

      降低（dī）旋翼1和3旋转速度的同时，增加旋翼2和4的旋转速度（dù）。此（cǐ）时旋翼（yì）的角动力仍然不为零，所以（yǐ）无人机能够旋转。而总力仍然等于重力（lì），则无人机能够保（bǎo）持在同一（yī）高（gāo）度。由于向同一（yī）方向旋转的旋翼角为对角（jiǎo），所以无人机仍然可以保持平衡。

向（xiàng）前（qián）飞行和侧（cè）向飞（fēi）行

无人机（jī）向（xiàng）前（qián）和向后（hòu）的运动原（yuán）理有什么区（qū）别？其实没有（yǒu），因为无人机是对称的（de）。这同样适用于侧向运动。一架四轮无人机就像一辆每一面都可（kě）作为正面的（de）车，所以了如何向前（qián）也就（jiù）解释了如何向（xiàng）后（hòu）或向两（liǎng）侧移动的问题（tí）。

那么具体（tǐ）该如何操作？

       增加旋翼3和4的旋转速（sù）率，降低旋翼1和2 的（de）速率。此时，总（zǒng）推力与重量相等，因（yīn）此无人机能够保持高度不变。此（cǐ）外，由于（yú）一个（gè）位于（yú）后方的旋翼是（shì）逆（nì）时针旋转（zhuǎn），而另一个为顺时针旋转（zhuǎn），所以增加的旋转（zhuǎn）力仍然会（huì）为零，前方的旋翼情况相同。所以整体上（shàng）无（wú）人机（jī）的方（fāng）向不会改变。然而，无人机后部旋（xuán）翼所增加的力会使其（qí）向前倾（qīng）斜，因此应该（gāi）稍微增加所有旋翼的推力从而产（chǎn）生一个净推力，其中的一（yī）个分力可以用来平衡（héng）重量和（hé）向前（qián）运动（dòng）的力（lì）。

学会使用计算（suàn）机系统

操作无人机的每个动作都是通（tōng）过改变一个或多个旋翼的转速完成，为了用一（yī）个控制（zhì）器（qì）控制全部旋翼（yì）要善用某种计算（suàn）机控制系统。此（cǐ）外，无人机的加速器和陀螺仪可以对每个旋翼进行（háng）微调，从而进一步提高飞（fēi）行的简易性和（hé）稳定性。所以如果让计（jì）算机系统完成所（suǒ）有的（de）工（gōng）作，那么操纵无人机（jī）则相当容易。

理解无人机的飞行原理是不是（shì）很有趣？