四轴飞行器的概述

       近年来,四轴飞行器越来越多地融入了人们的生活,不论是航模表演,还是侦查救灾,乃至高校的科技竞赛,都能看到它们轻盈的身影。那么,这种新奇的飞行器是不是一夜之间冒出来的新品种呢?比起传统的单轴直升机,它们有哪些优势?这些优势的产生,源于怎么样的控制原理和控制系统?与单片机、自动控制、传感器学科又有哪些联系呢?

四轴飞行器的历史

        四轴飞行器概念的提出是非常早的。早在20世纪初,法国的科学家与学者Charles Richet制造了一个非常小的、没有驾驶员的旋翼式直升机,但没有试飞成功。不过这一灵感被他的学生Louis Breguet继承和发展了。1907年,Louis Breguet和他的兄弟Jacque制造了他们的第一架旋翼机Breguet-Richet“旋翼机1号”并进行了第一次试飞,但试飞中没有对飞行器进行控制,因而只上升到了1.5 m的高度。“旋翼机1号”主体是用钢管焊接而成的“十”字形结构。

       1921年,George De Bothezat在美国俄亥俄州的代顿空军基地建造了另一个大型的四轴飞行器,比起之前的有了不小的进步,但进行了100多次试飞之后仍然没有达到美国空军的要求。同时,标致(Peugeot)公司的年轻工程师Etienne Oemichen自1920年起也在不断地研究旋翼机,并先后更换了多种设计。1924年,他设计的四轴飞行器首次实现了1 km的垂直飞行并最多在空中停留了14分钟。

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