对于可3D飞行变距四轴的转向原理（ 误区、疑点）的讨论！欢迎踊跃发表高见！

我是楼主

前文：很骚很fashion的变距四轴代表着目前航模界四轴的顶尖技术，本人小白同样在很早就有此设想，不过由于小白对变距四轴的原理一直傻傻搞不清楚，看到论坛里有大神酝酿自己的变距四轴时总是像看神仙似的崇拜。既然我的疑问由来已久，不解决就永远傻傻搞不清，那我就借助模友们的智慧来分析一下变距四轴的转向原理，一起来探讨一下。

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该贴探讨的技术基于这一类四轴：1、变距；       2、单电机（或单发动机）；      3、可倒飞           4、旋翼无倾角

以下图四轴为例 ：单电机皮带传动




上图四轴的旋翼转动方向


      由此我们产生了一系列对变距四轴转向原理的猜想，同时也产生了许多困惑

一、研究总是一步一步进行的，首先讨论正飞状态下的转向
      大家肯定知道，普通定螺距四轴是靠反扭力实现转向的，而本款变距四轴的旋翼既然没有倾角，那么肯定也是依靠反扭力实现转向的。但是在单电机驱动的皮带传动四轴中，四个旋翼的转速必定是相同的，因此只能通过改变螺距来改变旋翼的反扭力。那么请先看下图中展示的定速旋翼在不同螺距时的阻力曲线（只是示意图，请勿较真）




     0度螺角的时候反扭最小，越往两边反扭越大，因此，我们可以判断在正飞状态下，比如向左转向，2、4号旋翼螺距增大（至8度），1、3号旋翼螺距减小（至2度），则2、4号旋翼的反扭力大于1、3号旋翼的反扭力，便可实现向左转向。同理向右转向则是增大1、3号旋翼螺距，减小2、4号旋翼螺距。这样大家都能明白正飞状态下的转向原理了，没有任何疑问。





二、0升力状态下的转向（疑点由此开始！！！！！！
      既然要玩3D，0升力的状态必然是会遇到的，所谓0升力，在3D直升机中就是指总螺距0时候的状态，此时直升机虽然没有升力，但是依然可以依靠周期变距改变姿态，依靠尾桨改变航向。那么变距四轴在0升力状态下又是如何转向的呢？？？大大的疑问！！！！此刻，依照正飞状态下的假设，转向是靠2组旋翼螺距不同实现的，一组大螺距，一组小螺距。那么0升力状态下，两组旋翼分别是正螺距和负螺距，且在数值上同等大小，这样才能使升力相互抵消，但我们根据之前的螺距和反扭力示意图发现，螺距大小无论正负，只要数值是相同的，其反扭力大小和方向也始终相同，此时此刻，仔细一想，两组旋翼的反扭力是完全相同的，完全抵消！！那么这样就无法实现转向了！！！这是怎么回事？？上帝你TM在逗我吗？？（疑点一）




三、负螺距状态下的转向（吐槽：全反了！！都TM反了！！！！
       负螺距再一次调戏着我拙计的智商，可我有什么办法，认栽呗！！假设此刻是负升力状态，依旧向左转向左转！！按照惯性思维，我们依然会认为1、3号旋翼的螺距比2、4号旋翼的螺距低，因为正飞状态下就是这么一回事！可是假设1、3螺距为-8，同时2、4螺距为-2，那么我们就会发现前者的反扭力大于后者，这么一来，转向就不是左转了，而是右转！同样的1、3螺距改为-4， 同时 2、4螺距改为+2，同样也是向右转向！当螺距全部改为正螺距的时候，1、3螺距为2，同时2、4螺距为8的时候，却是向左转向！由此可以判断，变距四轴在进行倒飞的时候，相当于其总升力从正的变为负的时候，飞控对舵机的控制会产生一个跳变，如下示意图


所以，这样子的变距四轴，真不是我等小白可以搞明白的，各位看了之后有什么想法吗？探讨一下来！！

蓝色的骄傲

新手虚心学习中，

猫鼬

我是楼主 发表于 2014-10-9 22:03
你对于负螺距状态根本就没有仔细思考过，你只要仔细想一想你就会发现问题。作为也玩3d直升机的我，对于倒 ...

普通的飞控如果不修改程序是不能做倒飞动作的。DIY变距四轴比较早就有人做。几年前就有。但是做的不好，主要的问题之一就是他们用的普通飞控。测试的时候是不敢倒过来飞的。现在这些能侧摆的变距四轴的飞控不是普通的飞控。

linuxfans

关于0升力转向的问题，我觉得如楼主分析的，这就是无法实现的，但其实并不影响飞。就好像定距四轴在不翻转的情况下无法实现大于g的向下加速一样，这是系统本身的限制。或者就像不能让普通四轴所在的平面竖直之后，高度不变的进行飞行（不考虑那些带别的固定翼之类装置的）。

关于负升力，如果已经翻转了，那就如所谓正升力时那样；如果没有翻转，转向应该是如楼主所说，桨距差要变号，但似乎也没什么问题吧。

我是楼主

Himalaya 发表于 2014-10-10 13:46
又看了一遍你的最后一图，有点明白你想说什么了。

我等会重新编辑一下帖子，之前的确有些表达不清

Himalaya

我是楼主 发表于 2014-10-10 13:39
我说的就是这个意思，有什么问题吗？

又看了一遍你的最后一图，有点明白你想说什么了。

我是楼主

Himalaya 发表于 2014-10-10 11:31
谈反扭力时，螺距请取绝对值，丨-8丨> 丨-2丨。

我说的就是这个意思，有什么问题吗？

炸香机

我是楼主 发表于 2014-10-9 23:19
不是的，可能我没说清楚，所谓的反向是指陀螺仪反馈方向上的反向，会造成陀螺仪修正方向错误

可能飞控要设置0螺距和正负螺距吧 负螺距的时候修正就反向

新25

Himalaya

谈反扭力时，螺距请取绝对值，丨-8丨> 丨-2丨。

真的是大叔

楼主钻了牛角尖。0螺距是一瞬间的事情，楼主理解没错，但可以忽略。连续转向动作中，无论处于飞机什么姿态，螺距差永远是存在的。或者这样说能更好释疑：正飞和倒飞转换过程中，如果转向，则转向的扭矩差曲线类似楼主手绘的图2.

zachary_dcb

我是楼主 发表于 2014-10-9 23:51
我担心的是转向的时候升力会增加太多，不是减少

不会的。。。。我前面也说了，相同螺距转向，大约2秒360°时候转速相差不多，不要指望他和直机一样的性能好不好。。。多轴转快了，自激很严重的，我看杨格那款STINGRAY500也就那样的自旋速度，没有快到直机那样令人发指的地步。。。，下次我用KK2.0试试。。。他是少数几款可以做极限操控的飞控了，我只装正桨，挂根绳子，看看他能转多快。。。当然，是用X8模式。。。

我是楼主

zachary_dcb 发表于 2014-10-9 23:31
我明白了，你是担心一旦下降的时候要转向，升力下降太多了是么？但是一般来说，多轴的配置一般都是50%油 ...

我担心的是转向的时候升力会增加太多，不是减少

zachary_dcb

zachary_dcb 发表于 2014-10-9 23:31
我明白了，你是担心一旦下降的时候要转向，升力下降太多了是么？但是一般来说，多轴的配置一般都是50%油 ...

还有补充一点。。。。飞3D的多轴，不能使用定高，地磁，GPS。。。反装桨叶手动置于倒飞模式，目前我就用KK实现过，其他的飞控，都不行。。。

zachary_dcb

我是楼主 发表于 2014-10-9 23:22
存在！但是那时候扭力极小，不足以转向，所以要转向的时候升力会变得很大(这就是我所谓的升力绝对值下限) ...

我明白了，你是担心一旦下降的时候要转向，升力下降太多了是么？但是一般来说，多轴的配置一般都是50%油门起飞，但是50%油门时候，升力只有满油门的一半还差好多，多以如果动力配置合适，完全不用担心，我曾经脑残做过一个实验。。。X8轴装4个正桨，4个反桨用0螺距木板(两端简易配重保持平衡)，也是可以起飞的，就是动作很迟缓罢了。。。做这个实验是因为受到一位用单大桨飞450直机的大侠的影响，突发奇想搞得

sbach-342

很简单，买来试试就知道了

我是楼主

zachary_dcb 发表于 2014-10-9 23:18
边转向边降落？降落是由机体自身重力做功，螺旋桨只是减缓他这个速度而已，还是说你想要多轴熄火降落？
...

存在！但是那时候扭力极小，不足以转向，所以要转向的时候升力会变得很大(这就是我所谓的升力绝对值下限)

我是楼主

炸香机 发表于 2014-10-9 23:01
倒飞方向反了没什么大问题吧 直升机倒飞方向操作也是反的

不是的，可能我没说清楚，所谓的反向是指陀螺仪反馈方向上的反向，会造成陀螺仪修正方向错误

zachary_dcb

我是楼主 发表于 2014-10-9 23:12
你说的对，升力绝对为0的状态很难达到。但是要达到一定转向速度的话肯定需要两组旋翼反扭力差很大，这就 ...

边转向边降落？降落是由机体自身重力做功，螺旋桨只是减缓他这个速度而已，还是说你想要多轴熄火降落？或是你担心降落时候转向会导致整体升力大幅下降么？
多轴我用魔镜测过转速，转向的时候两侧电机转速相差不过10%不到，极限状态没试过，但是多轴的Y轴角速度不会太高的，因为他和直机不同，物理重心是在中央，但是转动的时候惯量要比直机大很多，所以期望多轴玩太复杂的动作真的不靠谱啊

还有前面我说的那一点，正负同螺距，扭力相等升力不等的情况是否存在呢？

我是楼主

zachary_dcb 发表于 2014-10-9 22:56
这样说吧，就算一个全部负螺距最大，一个全部正螺距最大，扭力相等，但是升力不等的~玩过直机的应该知道 ...

你说的对，升力绝对为0的状态很难达到。但是要达到一定转向速度的话肯定需要两组旋翼反扭力差很大，这就造成了一个问题:为了能够转向，就必须有升力绝对值下限，这样看了貌似边转向边降落是件难事咯