四轴飞行器从基础

四轴飞行器DIY入门篇一：主要部件介绍及选购

2014-09-21 10:49分类：模型

楼主打小就喜欢会飞的东西，《航空知识》从初一就开始看（伪军迷一枚），第一架航模是橡皮筋动力的塞斯纳，但是随着学业和工作关系，一直没有真正的堕入模界，直到7年前离开家到外地工作，有自己的一片小天地后，就一发不可收拾，楼主是静态动态双修，今天借张大妈的平台，给大家介绍下四轴飞行器DIY。

为啥要玩四轴呢？第一是四轴DIY的门槛近些年一路走低，各式各样的飞控层出不穷（这里要感谢那些Do飞控的大神们！），不必花费太多就能拥有一架四轴飞行器；第二就是咱能飞的空间越来越萎缩，想方便的在市内去飞固定翼实在是难找地方，四轴无需太大的场地就能爽飞。

下面进入正题：

什么是四轴飞行器？

通俗点说就是拥有四个独立动力旋翼的飞行器，四轴飞行器是多轴飞行器其中的一种，常见的多轴飞行器有两轴，三轴，四轴，六轴，八轴。

四轴飞行原理

为什么四轴能飞起来？没有机翼，升降舵，方向舵，他怎么控制升降/方向？

飞行器的主要飞行动作有垂直（升降）运动，俯仰运动，前后运动，横滚运动，侧向运动，偏航运动：

垂直（升降）运动最好理解，就是油门控制，推油门上升，拉油门降低，所有升力来自旋翼。

仰俯运动，在固定翼中是靠推拉升降舵来实现，四轴则是通过控制其中2个（或4个）轴线上的电机转速来实现，如下图所示：1号电机提速，3号电机降速，四轴延X轴方向仰起。并且，仰俯运动的同时，四轴也会做前后运动，四轴发生一定程度的倾斜，从而使旋翼拉力产生水平分量，因此可以实现飞行器的前飞运动。向后飞行与向前飞行正好相反而已。

横滚运动，在固定翼中是靠控制副翼来实现，四轴则也是通过控制其中2个（或4个）轴线上的电机转速来实现，和仰俯运动控制方式一样，只是作用的电机不同而已，如下图所示：4号电机提速，2号电机降速，四轴延Y轴方向翻滚。并且，小幅度的横滚运动，会导致四轴做侧向运动。

偏航运动，在固定翼中是靠控制方向舵来实现，四轴则是通过反扭力来实现。旋翼转动过程中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反的反扭力，为了克服反扭力影响，四个旋翼，两个正转，两个反转，且对角线上的来自4各个旋翼转动方向相同；反扭力的大小与旋翼转速有关，当四个电机转速相同时，四个旋翼产生的反扭力相互平衡，四旋翼飞行器不发生转动；当四个电机转速不完全相同时，不平衡的反扭力会引起四旋翼飞行器水平转动，从而实现偏航运动，入下图所示：1,3号电机转速提高，2,4号电机转速降低，四轴就会水平旋转起来，由于总体的升力不变，所以不会导致四轴上升/下降。

四轴飞行器的类型

根据电机分布的位置，常见的四轴飞行器类型有以下几种：

1.四轴“十”模式，四个电机呈十字分布，对头方向是M4电机方向；（M代表电机，箭头代表电机旋转方向）

2.四轴“X”模式，四个电机呈X形分布，对头方向是M4和M2的中间点；

3.四轴“Y”模式，M1和M3电机正反安装在同一个中轴上，对头方向是M4和M2的中间点。

除了上面的一些四轴类型，还有可变轴的设计，通过加装伺服舵机来调节电机的轴线，使得四轴更具飞行灵活性，可以做出更多的3D动作，但是安装调试难度较大，本文就不介绍了，有兴趣的童鞋可以去搜索下。

主要部件介绍：

了解了四轴飞行器的飞行原理和类型后，我们再来看看DIY一个四轴飞行器需要哪些部件。

1.遥控器

工欲善其事，必先利其器，一个顺手的遥控器可以用很多年，所以大家在选购遥控器的时候不要去图便宜挑杂牌。在选购遥控器前先了解几个术语：

通道

通道就是遥控器可以控制飞行器的动作的路数，一个通道控制一个动作，比如油门的高低控制就使用掉一个通道，方向的控制又使用掉一个通道。前面介绍过，四轴的基本动作有垂直（升降）运动，俯仰/前后运动，横滚/侧向运动，偏航运动，所以遥控器最低要求四通道。实际我们还需要预留一些额外通道来控制其他的部件，所以推荐选用六通道遥控器。

FM/2.4G

FM调频遥控器是比较老的技术了，现在已经被2.4G无线遥控器取代。

日本手/美国手

这个是根据遥控器摇杆的布局取得俗名，美国手：左手油门/方向、右手副翼/升降；日本手：右手油门/副翼，左手升降/方向。至于选哪个手法的遥控器，就根据自己的喜好了，楼主是习惯用日本手。

遥控器品牌众多，JR,Futaba，Spektrum，天地飞，华科尔等等，其中，新手入门推荐用天地飞6A或天地飞7，两款都是2.4G的，X宝搜索关键字“天7/天6”即可。

Spektrum的遥控器可以去天猫旗舰店购买，地平线模型是Spektrum的代理；其他牌子的的遥控器直接在X宝搜素品牌即可。

另外，日亚，美亚也有一些牌子的遥控器出售：

Amazon.co.jp：T6JH R2006GS T/R セット2.4G 00008350-3: ホビー

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价格21599日元日本亚马逊

Spektrum 6 Channel DX6i Transmitter Only

Spektrum 6 Channel DX6i Transmitter Only

价格$129.99美国亚马逊

楼主目前还在用的是一个天地飞FM6通道和一个天地飞7，FM虽然过气了，但是拿来配一些微型接收飞KT板小飞机还是很惬意的；天7就拿来飞四轴。

2.飞控

飞行控制器是四轴飞行器的核心，用来控制四个电机协调工作，检测飞行器高度、姿态，自动调节飞行动作。

飞控品牌众多，大疆、零度、玉兔、MWC、APM、FF、KK等，价格高低分布广泛，萝卜青菜任君选择。

喜欢折腾的可以选择一些固件开源的飞控，比如FF,KK之类，不爱折腾的可以选择大疆的哪吒。基本每款飞控都有非常详细的说明书，大家不用担心后续的t ech support，另外有问题可以去5imx上瞧瞧。

这里再插一句，四轴在10年左右慢慢在国内模界兴起，当时飞控基本都是国外玩家在倒腾，其中一款开源的廉价飞控传入中国，让很大一部分人步入四轴DI Y圈子，那就是KK，现在一块KK才卖5,60块人民币，还是很值得折腾的。

飞控X宝搜索链接

楼主目前手头上只剩一块KK和玉兔了：