垂直运动

      无人机利用（yòng）旋翼实现前进（jìn）和停止。力的相对性（xìng）意（yì）味着旋翼（yì）推动空气时，空气也（yě）会反向（xiàng）推动旋翼。这是无（wú）人机（jī）能够上上（shàng）下下的基本原理。进而（ér），旋翼旋转（zhuǎn）地越快，升力就越大，反之亦（yì）然。

      现（xiàn）在的无人机能够做三件事情：悬停、爬升和降低。当悬停时，无人机四个旋翼产生的推（tuī）力等于向下的重力。这非常容易理（lǐ）解。那么如何实（shí）现爬升？增加四个旋翼的推力从而产生一个大于（yú）重力的向上的力。在该动作完成之（zhī）后，无（wú）人（rén）机的推力可以相对减少，但为了使其继续向上飞行（háng），那么仍必须**向上的力要大于向下的（de）力。使无人机降低的要求则相（xiàng）反：需（xū）要减（jiǎn）少（shǎo）旋翼的推力速（sù）度，此时合力向（xiàng）下。

旋转

如何使一个正（zhèng）在朝北飞的无人机掉头向南（nán）飞？此时旋翼的运动原理又（yòu）是什（shí）么？

如图所示，红色的旋翼（yì）呈逆时针旋转，绿（lǜ）色的旋翼（yì）呈顺时（shí）针旋转。当这（zhè）两组旋翼（yì）向相（xiàng）反方（fāng）向（xiàng）旋（xuán）转时，无人（rén）机的总动力（lì）为零。角动力值与线性动力值很（hěn）像（xiàng），可以用角速度乘惯性矩计算得出（chū）。可以说（shuō），角动力取（qǔ）决于（yú）旋翼旋转的速度。

       假设红色旋翼有一个值（zhí）为正的角动量，而绿色旋翼有一（yī）个值（zhí）为负的（de）角动量（liàng），每个（gè）旋翼的（de）值分为+2、+2、-2、-2，那么（me）此时所有（yǒu）的力加起来为零。无人机（jī）即能（néng）实现悬（xuán）停。

而要使（shǐ）无人机向右转，则（zé）需要降低旋翼1的（de）角速度。但是，虽然来自（zì）旋翼1的推力缺失能使无（wú）人机改变运动方向，但与此同时向（xiàng）上的力不等于向下的重力（lì），所以无人机会下降。那（nà）么，如何使无人机（jī）在改变方向时保持（chí）高度不变（biàn）？

      降（jiàng）低旋（xuán）翼1和3旋（xuán）转速度的同时（shí），增加旋（xuán）翼2和4的旋转速度。此时旋翼的角动力仍然不为零，所以无人机（jī）能够旋转（zhuǎn）。而总力仍然等于重力，则无人机能够（gòu）保持在同一高度。由（yóu）于向同一方向旋转的旋翼角为对角，所以无人机仍然可以保（bǎo）持（chí）平衡。

向前飞行和侧（cè）向飞行

无（wú）人（rén）机向（xiàng）前和向（xiàng）后的运动原理（lǐ）有什么区（qū）别？其实没有，因为无人机（jī）是对称的。这同样适用于侧向（xiàng）运（yùn）动。一架（jià）四轮无人（rén）机就像一（yī）辆（liàng）每一面都可作为正面的车，所以了如何向前也就解释了如何向后或向两侧移动（dòng）的问题（tí）。

那（nà）么具体该如何操作（zuò）？

       增加旋（xuán）翼3和4的旋转速率，降低旋翼1和（hé）2 的速率。此时，总推力与重量（liàng）相等，因此无（wú）人机能够保持高度不变（biàn）。此外，由于一个位于后方的旋翼是逆时针旋转，而另一个为顺时针旋转，所（suǒ）以增加的旋（xuán）转力仍（réng）然会为零，前方的旋翼情况相（xiàng）同（tóng）。所以整体上无（wú）人机（jī）的（de）方向不会改（gǎi）变（biàn）。然而（ér），无人机后部旋翼所增加的力会使其向前倾斜，因（yīn）此应该（gāi）稍微增加所有旋翼的推力从而产生一个净推力（lì），其中（zhōng）的一（yī）个分力可以用（yòng）来平衡重量和向前（qián）运动的力（lì）。

学会使用计算机系统

操（cāo）作无人机的每（měi）个动作（zuò）都（dōu）是通过改变（biàn）一（yī）个或多个旋翼（yì）的（de）转速（sù）完成，为了用一个控制器控制全部旋翼要（yào）善用某种计算机控制（zhì）系统。此外（wài），无人机的加速器和（hé）陀螺仪可（kě）以对每个旋翼进行微调，从而进一步提高飞行的简易性和稳定（dìng）性（xìng）。所以（yǐ）如果让（ràng）计算机系统（tǒng）完成所有的（de）工（gōng）作，那么操纵无人（rén）机则相当容易。

理解无人机的飞行原理是不是（shì）很有趣？