如果說(shuō)李書(shū)福重新定義了汽車(chē)（汽車(chē)就是一個(gè)沙發(fā)加四個(gè)輪子），那么億航重新定義了載人飛行器。

飛行一直是人類(lèi)長(zhǎng)久以來(lái)的夢(mèng)想，而億航以“讓飛行不再是少數(shù)人的專(zhuān)利”為理念，發(fā)布了億航184載人飛行器，并制作了視頻，幫我們實(shí)現(xiàn)了這個(gè)夢(mèng)想。

這款億航184載人飛行器高1.5米，凈量200千克，額定載重100千克，整機(jī)最大輸出功率106KW （8馬達(dá)），海平面續(xù)航時(shí)間23分鐘，平均巡航速度100公里/小時(shí)，可乘坐單人乘客。

眾所周知，載人飛行器是一個(gè)高精尖的領(lǐng)域，雖然老農(nóng)造飛機(jī)時(shí)不時(shí)成為頭條新聞，但是億航184是面對(duì)民用領(lǐng)域的新產(chǎn)品，而且（自稱(chēng)）是第一次實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)的全自動(dòng)駕駛飛行，的確是交通行業(yè)帶來(lái)劃時(shí)代的重大變革（當(dāng)然我們也要嚴(yán)肅的指出CES發(fā)布現(xiàn)場(chǎng)機(jī)上沒(méi)有乘客，發(fā)布的產(chǎn)品視頻中沒(méi)有出現(xiàn)飛行中載人的畫(huà)面，我們姑且認(rèn)為是法律原因）。

億航智能技術(shù)有限公司是一家以科技創(chuàng)新為導(dǎo)向的智能飛行器公司，我們認(rèn)為其在研發(fā)184載人飛行器中克服了無(wú)數(shù)技術(shù)障礙，是中國(guó)全民創(chuàng)業(yè)，萬(wàn)眾創(chuàng)新的矚目成就，創(chuàng)造了很多中國(guó)第一，乃至世界第一，打破了其他公司的技術(shù)壟斷。

首先，無(wú)人機(jī)可主要有固定翼、無(wú)人直升機(jī)和多旋翼無(wú)人機(jī)三大平臺(tái)，而億航大膽采用了四軸八旋翼的設(shè)計(jì)。由于其穩(wěn)定性和易操作性，四軸多選翼在航模中（注意是航!模!）很流行。對(duì)于航模這樣的小飛機(jī)，因?yàn)楸旧碣|(zhì)量小，各個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比較小，所以不穩(wěn)定，容易被外界因素（比如風(fēng)）干擾，需要四軸這樣的結(jié)構(gòu)和控制器。但是四軸多旋翼的槳的氣流還會(huì)互相干涉，能量效率最低；如果要很大的載重，槳就要做得很大，這時(shí)槳的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就會(huì)很大，所以想調(diào)節(jié)槳的轉(zhuǎn)速反應(yīng)就會(huì)很慢，這時(shí)飛機(jī)就不好控制了，甚至不能控制，遇到外界干擾（又是風(fēng)）往往容易翻，同時(shí)槳葉大了會(huì)因?yàn)橹亓ο麓梗@時(shí)候共軸雙槳往往會(huì)上下槳互相干擾，同時(shí)槳葉尖端的渦流也會(huì)比較嚴(yán)重，很難控制?？偠灾?，槳葉做的厚實(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣性就大，難以控制，而槳葉做的薄就會(huì)下垂，增加干擾和渦流。所以理論上載人飛行器的共軸雙槳（四軸八槳）設(shè)計(jì)就有天然的缺陷。從安全性上，多軸本質(zhì)上是個(gè)不穩(wěn)定系統(tǒng)，需要非常精密的飛控算法，而固定翼等結(jié)構(gòu)往往天然有穩(wěn)定性，所以成熟的載人飛行器多使用固定翼等結(jié)構(gòu)。

由上可知，他們有效發(fā)揚(yáng)和吸收了航模界的優(yōu)秀技術(shù)，打破了大功率多選翼難以做載人飛行器的魔咒，在不利用變矩螺旋槳的情況下，使用了不為人知的神秘技術(shù)有效的保證了安全飛行。

其次，億航大膽采用了電機(jī)引擎，由于電池的能量密度跟化石燃料相比差很多，為了增加飛的更快和增加續(xù)航，只能增加電池，但越大的電池會(huì)讓飛機(jī)體積更大，也會(huì)減少有效載荷，而這違反了飛機(jī)設(shè)計(jì)的原則：為減輕每一克重量而努力。相比之下，傳統(tǒng)燃料的燃燒后卻可以減輕重量。所以載人飛行器常用傳統(tǒng)燃料，也有不少?gòu)S家開(kāi)始嘗試油電混合或者太陽(yáng)能電池等。

另一方面電機(jī)引擎的最大功率是一定的，這也決定了飛機(jī)能裝多少東西/電池，所以使用電機(jī)引擎的飛機(jī)有效載荷是有限的。做為載人機(jī)，由于安全性的要求，安全氣囊、彈射座椅、降落傘在內(nèi)的安全設(shè)備必不可少，而這也將大大降低有效載荷。

我們驚喜的看到億航184采用100%純電力驅(qū)動(dòng)，綠色環(huán)保，不使用任何化石燃料，減少了廢棄物的排放對(duì)環(huán)境的危害，并且依然神奇的保證了額定載重１００千克，當(dāng)然我們并不需要去深究額定載重１００千克的定義。另一方面，為了人類(lèi)的美好未來(lái)，我們當(dāng)然不會(huì)介意其15-23分鐘的續(xù)航時(shí)間反而需要2-4小時(shí)的充電時(shí)長(zhǎng)。更不需要深究20分鐘左右的續(xù)航時(shí)間是在什么條件下達(dá)到，我們認(rèn)為每次飛完約20分鐘，然后充電幾個(gè)小時(shí)繼續(xù)飛行的模式，無(wú)疑將對(duì)整個(gè)運(yùn)輸相關(guān)行業(yè)產(chǎn)生巨大而深遠(yuǎn)的影響，并有效調(diào)節(jié)我們浮躁的高節(jié)奏的生活。

接下來(lái)我們看一下億航184的控制艙，艙內(nèi)配有類(lèi)F1賽車(chē)的舒適座椅，平板電腦操控臺(tái)，自動(dòng)恒溫空調(diào)，4G Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，為乘客提供舒適的駕享體驗(yàn)。我們非常驚喜的看到接地氣的平板電腦操控臺(tái)，雖然平板電腦會(huì)有過(guò)熱易關(guān)機(jī)等眾多安全問(wèn)題，但是我們有空調(diào)?。ó?huà)外音：空調(diào)壞了怎么辦？）

接受采訪時(shí)，億航公司負(fù)責(zé)人表示他們的目標(biāo)是在三四月內(nèi)商業(yè)化，并預(yù)計(jì)“億航184”2016年量產(chǎn)100臺(tái)，亦可賽艇！

眾所周知，任何一款載人飛行設(shè)備在投入使用前都需要獲得適航當(dāng)局的適航證。而飛機(jī)制造商的新機(jī)型要在全球市場(chǎng)上投放，除了要得到歐洲航空安全局（EASA）和美國(guó)航空管理局 （FAA）的適航證外，還需要獲得進(jìn)口國(guó)家相關(guān)監(jiān)管部門(mén)的證明。雖然國(guó)內(nèi)鳳翔ARJ-21 經(jīng)過(guò)了五年的密集測(cè)試才獲得中國(guó)民航的適航證，但我們相信”人有多大膽，地有多大產(chǎn)”，億航184一定可以克服萬(wàn)難，獲得適航證，成功上市。

一方面我們也堅(jiān)信億航公司有能力打破國(guó)內(nèi)低空空域管制，讓億航184飛翔在祖國(guó)的藍(lán)天。在這一點(diǎn)上，他們將再次超越Google等國(guó)際知名公司。因?yàn)榧词瓜馟oogle這樣的國(guó)際大公司，多年來(lái)也無(wú)法影響美國(guó)立法部門(mén)在無(wú)人駕駛車(chē)政策上作出調(diào)整。

我們也可喜的看到，億航的宣傳片中使用大量CG技術(shù)，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超越了游俠電動(dòng)車(chē)的宣傳水平，他們只會(huì)做PPT，并且億航成功的生產(chǎn)了億航184樣品，這也和車(chē)換皮不可同日而語(yǔ)。

雖然依舊有網(wǎng)友指出億航早期的無(wú)人機(jī)使用的APM的開(kāi)源飛控，手機(jī)控制是改自開(kāi)源的DroidPlanner，安全性存在問(wèn)題，但我們這次驚喜的看到億航184飛行器內(nèi)置（億航自主研發(fā)的）FAIL-SAFE系統(tǒng)，顯然他們的自主研發(fā)精神和國(guó)內(nèi)自主研發(fā)操作系統(tǒng)的精神一樣令人稱(chēng)道。

億航最初是一個(gè)眾籌明星，在點(diǎn)名時(shí)間獲得 37 萬(wàn)人民幣，又在 Indiegogo 上籌得 86 萬(wàn)美元。在籌得錢(qián)后億航完成了產(chǎn)品研發(fā)，并發(fā)貨回饋了眾籌支持者。后來(lái)億航先后獲得 1000 萬(wàn)美元 A 輪融資和 4200 萬(wàn)美元 B 輪融資。這一次成功的產(chǎn)品發(fā)布，顯然會(huì)有效的提升億航的融資規(guī)模。

所以當(dāng)有些人指出億航的載人機(jī)只不過(guò)是將航模放大加幾片旋翼再塞個(gè)人時(shí)，我們必須跟這種錯(cuò)誤的觀念作斗爭(zhēng)，支持民族工業(yè)，他們只是重新定義了載人飛行器而已。另外，我們也中肯的建議不要在載人機(jī)名稱(chēng)中諧音類(lèi)似“要爹死”這樣的字眼。

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探長(zhǎng)office里聊會(huì)兒

Paul：“需要想法的時(shí)候，別忘了，在硅谷你還有一票兄弟。看完本文，就在文末參與評(píng)論吧。”

Wallace：“我們平臺(tái)還有硅谷創(chuàng)業(yè)明星在線訪談，你的創(chuàng)業(yè)問(wèn)題，硅谷CEO們現(xiàn)場(chǎng)回答！”

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加入全球密探行列吧

硅谷密探這個(gè)非神秘組織，由硅谷已經(jīng)蔓延至洛杉磯、波士頓、費(fèi)城、紐約、倫敦、巴黎、米蘭、瑞士、臺(tái)北、北京、上海、深圳……如果你也喜歡寫(xiě)點(diǎn)科技文章，想傳遞生動(dòng)的硅谷價(jià)值，交一群熱愛(ài)科技的朋友，請(qǐng)?jiān)诒疚恼履叽a，加群或留言都可以 ：）

想知道本案由誰(shuí)偵破的嗎？

協(xié)作密探：盧毅

“大家好，我是密探盧毅，左手寫(xiě)程序，右手編段子，讀過(guò)人工智能博士，喜歡歷史，現(xiàn)居舊金山，口頭禪是‘無(wú)欲則剛’和‘Make a difference’。”

我們要感謝億航成功的科普了載人機(jī)，接下來(lái)是另一段科普時(shí)間：

從雞翅膀談起——“無(wú)人機(jī)”的那些事

作者 grapeot 知乎ID grapeot 硅谷密探授權(quán)發(fā)布

最近無(wú)人機(jī)特別火，有拍照的，有載人的，美國(guó)要注冊(cè)否則罰款蹲監(jiān)獄，中國(guó)啟動(dòng)軍機(jī)攔截。我們就從最簡(jiǎn)單的雞翅膀開(kāi)始聊聊，講講飛機(jī)/無(wú)人機(jī)關(guān)于空氣動(dòng)力學(xué)的那些事。

雞翅膀，升力和失速. 不論是一般的民航客雞還是Geek們玩的四軸，能飛起來(lái)都離不開(kāi)一個(gè)東西：雞翅膀。高中就學(xué)過(guò)啦，雞翅膀能飛起來(lái)靠的是空氣流過(guò)上下面產(chǎn)生的壓力 差，這個(gè)叫升力。當(dāng)升力大于飛雞的重力的時(shí)候，飛雞就飛起來(lái)啦。 至于這個(gè)翅膀和四軸無(wú)人機(jī)有什么關(guān)系呢？其實(shí)螺旋槳就是旋轉(zhuǎn)的機(jī)翼，它之所以能產(chǎn)生升力和一般的固定翼飛機(jī)是完全一樣的，但在明了了原理以后，里面又有很 多微妙的差別。我們后面說(shuō)。

前面說(shuō)到翅膀產(chǎn)生升力，升力和哪些東西相關(guān)呢？除了直觀地和翅膀的形狀以及速度相關(guān)以外，還有個(gè)至關(guān)重要的因素是和翅膀抬的角度有關(guān)。直觀地想象一 個(gè)完全是平板的翅膀（比如上圖(a)），當(dāng)翅膀完全水平的時(shí)候，顯然沒(méi)有升力。翅膀完全豎直的時(shí)候就尼瑪一塊板往前推，也沒(méi)有升力。但比如翅膀和水平成 10度角往前跑的時(shí)候，自然有個(gè)非零的升力。所以升力和這個(gè)翅膀抬得角度的關(guān)系是，隨著角度增大，先增加，再減少。如果我們畫(huà)一個(gè)圖，橫坐標(biāo)是這個(gè)角度， 縱坐標(biāo)是升力的話，它看起來(lái)是這個(gè)樣子的：

一個(gè)有意思的現(xiàn)象是，在飛機(jī)正常飛行（角度比較小，也就是平著飛，不是豎著往上飛）的時(shí)候，你一拉桿，飛機(jī)頭翹起來(lái)，角度變大，這個(gè)升力也會(huì)變大， 飛機(jī)上升啦。你一推桿，機(jī)頭往下走，角度變小，升力變小，飛機(jī)下降啦。但如果猛地一拉桿，翅膀的角度急劇增大，在上面的圖里超過(guò)15度，升力會(huì)急劇減小。 這個(gè)現(xiàn)象叫做失速，它意味著飛機(jī)還在高速往前跑，但升力急劇降低，在往下掉了。這是非常危險(xiǎn)的，一方面如果不及時(shí)提高升力的話你心愛(ài)的航模會(huì)炸機(jī)，真飛機(jī) 會(huì)墜毀；一方面這種情況下要提高升力的方法非常反直覺(jué)，你要推桿把這個(gè)角度減小才可以——也就是需要降低機(jī)頭來(lái)增加高度。人在緊急情況下很難跨過(guò)這個(gè)牛角 尖。

那么失速和我們的無(wú)人機(jī)有什么關(guān)系呢？關(guān)系大了。對(duì)于固定翼來(lái)說(shuō)，因?yàn)橐骐姍C(jī)的最大功率是一定的，所以飛機(jī)飛的最高速度一般就那么快是定死的。這 時(shí)候決定最大升力的因素就剩這個(gè)角度了。但因?yàn)槭俚拇嬖?，升力的提高也是有極限的。就是這個(gè)極限，決定了你的飛機(jī)能裝多少東西/電池。而對(duì)于四軸/直升 機(jī)來(lái)說(shuō)失速更加限制了最高速度——即使你是土豪有個(gè)100000kW的電機(jī)，無(wú)人機(jī)的速度也不能無(wú)限增大。為了理解這一點(diǎn)，我們先來(lái)看看螺旋槳的原理。

雞翅膀，螺旋槳和風(fēng)

螺旋槳的剖面長(zhǎng)這樣：

尼瑪放錯(cuò)圖了吧。。這不是普通的雞翅膀么？！額，其實(shí)并沒(méi)有，這真的是螺旋槳的剖面。他就是兩個(gè)雞翅膀連一起然后轉(zhuǎn)啊轉(zhuǎn)啊，雞翅膀總是在相對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)，就產(chǎn)生升力——這里就是拉力了。但我們看到的螺旋槳并不是這樣平直的，而是往往有個(gè)扭曲，類(lèi)似下圖。

這是為什么呢？還記得升力（這里是動(dòng)力）和角度的關(guān)系嗎？ 在上面的圖中，可以想象螺旋槳在向下拍打空氣，圖中標(biāo)出的角度就是上面說(shuō)升力的時(shí)候提到的角度。螺旋槳的翅根（線）速度慢，用大角度來(lái)提供相對(duì)較大的升 力，翅尖速度快，角度稍微小點(diǎn)來(lái)讓升力和翅根大小相近。構(gòu)建和諧社會(huì)，大家升力均衡才有利于螺旋槳的科學(xué)發(fā)展嘛。

然后你把這個(gè)圖豎起來(lái)，就是四軸或者直升機(jī)的螺旋槳啦。我們現(xiàn)在來(lái)看最簡(jiǎn)單的情況，有一個(gè)直升機(jī)在懸停。好吧，一個(gè)螺旋槳轉(zhuǎn)吧轉(zhuǎn)吧，它的兩個(gè)葉片相 對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生升力。升力和重力平衡，所以可以懸停（下圖左）。。等下好像哪里不對(duì)？螺旋槳旋轉(zhuǎn)的力矩反作用于機(jī)身，機(jī)身自己也會(huì)向反方向旋轉(zhuǎn)啊。。對(duì) 頭，這就是為什么要有個(gè)尾槳。加個(gè)尾槳，好吧現(xiàn)在力矩平衡了。等下。。尾槳自己也是個(gè)螺旋槳，他也在不斷產(chǎn)生升力/推力把直升機(jī)向一邊推啊。。（下圖右的 T_尾，在把直升機(jī)向左邊推）那只好把頂上的大螺旋槳向右傾斜一些，產(chǎn)生一個(gè)向右的分量T_3來(lái)和T_尾平衡了。所以你看，一個(gè)“懸?！币稽c(diǎn)都不簡(jiǎn)單，他 是一個(gè)非常復(fù)雜的受力和力矩平衡狀態(tài)。這也是為什么很多固定翼航模到手就能飛，但直升機(jī)要想懸停住要練很久的原因。

好我們看完了最簡(jiǎn)單的情況，讓直升機(jī)向前飛起來(lái)吧！有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)向前飛起來(lái)以后整個(gè)故事完全就不一樣了！還記得升力和哪些東西相關(guān)嗎？速度越大，升力 越大。在失速以前，角度越大，升力越大。直升機(jī)的螺旋槳在同一時(shí)刻，肯定有一個(gè)槳葉向前一個(gè)槳葉向后轉(zhuǎn)。因?yàn)橹鄙龣C(jī)自己在向前飛，向前轉(zhuǎn)的槳葉/機(jī)翅膀相 對(duì)于空氣的速度更快，向后轉(zhuǎn)的雞翅膀相對(duì)空氣的速度更慢。所以兩邊的升力是不一樣的。我擦，這尼瑪是要翻的節(jié)奏啊。腫莫辦？速度改不了，只能改角度了。所 以直升機(jī)上面有個(gè)叫周期變距器的東西（下圖），“距”就是我們上面說(shuō)的角度。它在翅膀往前轉(zhuǎn)的時(shí)候把角度變小一點(diǎn)，往后轉(zhuǎn)的時(shí)候把角度變大一點(diǎn)，這樣兩邊 的升力就可以平衡了，飛機(jī)就不會(huì)翻了。所以你看上去直升機(jī)的螺旋槳只是在旋轉(zhuǎn)而已，其實(shí)它同時(shí)在不停地?fù)]舞。呼~(yú)~拯救世界一點(diǎn)都不輕松啊。

然后直升機(jī)的上升和下降也是通過(guò)這個(gè)變距器實(shí)現(xiàn)的。飛行員“拉桿”，變距器把兩個(gè)槳葉的角度都變大，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變，升力增加，直升機(jī)就上升。反之 角度減小，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變，升力下降，直升機(jī)下降。是不是和直觀的理解不一樣？（非玩具的）直升機(jī)不是通過(guò)控制螺旋槳的轉(zhuǎn)速來(lái)控制升力的，而是通過(guò)控制螺 旋槳的角度來(lái)控制的。為什么呢？這是因?yàn)楦淖冝D(zhuǎn)速是要克服螺旋槳自身的慣性的（克服慣性力矩），直升機(jī)越大，螺旋槳越重，慣性就越大，改變轉(zhuǎn)速就越困難。 表現(xiàn)在控制上就是直升機(jī)越大控制就越“肉”。但下面會(huì)解釋?zhuān)鄙龣C(jī)和四軸的控制非常要求頻繁且靈敏的調(diào)整，所以利用周期變距，一方面解決了有風(fēng)的時(shí)候升力 不平衡的問(wèn)題，一方面也可以敏捷地改變升力大小，對(duì)直升機(jī)來(lái)說(shuō)是非常重要的。

那螺旋槳會(huì)不會(huì)失速呢？會(huì)的。比如一陣大風(fēng)吹過(guò)，向后轉(zhuǎn)的槳葉相對(duì)空氣速度突然減小，在變距器做出反應(yīng)前，翅膀的角度不變，升力因?yàn)榭账贉p小而減 小。然后變距器發(fā)現(xiàn)我擦不對(duì)啊，兩邊升力不平衡了，就升高向后轉(zhuǎn)的槳葉的角度，升高高高，高到最前面那個(gè)圖里的15度，結(jié)果尼瑪就失速了?；蛘咧鄙龣C(jī)飛得 太快也會(huì)發(fā)生類(lèi)似的情況。這時(shí)候直升機(jī)一邊翅膀沒(méi)有失速正常產(chǎn)生升力，一邊翅膀失速了升力驟減，就會(huì)翻掉。。而且很難恢復(fù)。。注意，除了尾槳可以省掉以 外，這些問(wèn)題在多軸里，都是完！全！一！樣！的！

正因?yàn)檫@種失速的存在，直升機(jī)和四軸都有一個(gè)速度上限，這個(gè)上限不是引擎的馬力決定的，而是因?yàn)榈搅诉@個(gè)速度以后，向后揮舞的槳葉會(huì)失速導(dǎo)致機(jī)身產(chǎn)生無(wú)法恢復(fù)的翻滾，繼而炸雞。

雞翅膀，穩(wěn)定性和上反角

除了升力來(lái)源和失速特性不一樣以外，四軸/直升機(jī)和固定翼還有個(gè)本質(zhì)不同，就是系統(tǒng)的穩(wěn)定性不同。所謂系統(tǒng)的穩(wěn)定性，舉個(gè)栗子吧。你找個(gè)碗，在碗里 放個(gè)乒乓球。乒乓球一下就滾到碗底了。你用手輕輕撥一下球，它會(huì)自動(dòng)回到原來(lái)的位置。這個(gè)系統(tǒng)就叫穩(wěn)定系統(tǒng)——當(dāng)系統(tǒng)受到微小擾動(dòng)的時(shí)候，它會(huì)自己回到原 先的狀態(tài)。而你找個(gè)博士，讓他用筷子頂一個(gè)球，不斷調(diào)整筷子的位置讓球保持平衡。這就叫博士頂個(gè)球。這個(gè)系統(tǒng)就是不穩(wěn)定系統(tǒng)?？瓷先ニ欠€(wěn)定的——球一直 沒(méi)有掉下來(lái)嘛。但那個(gè)球哪怕被一點(diǎn)點(diǎn)風(fēng)一吹，底下那個(gè)人就要立刻調(diào)整棍子的位置和角度，才能維持原來(lái)的平衡狀態(tài)，否則球就掉下來(lái)了。

我們玩的固定翼航模就是一個(gè)穩(wěn)定系統(tǒng)，而直升機(jī)/四軸是個(gè)不穩(wěn)定系統(tǒng)。想想看，固定翼的飛機(jī)，飛得好好的，突然迎面來(lái)一陣風(fēng)，翅膀相對(duì)空氣的速度增 大，升力增加，呼地就上升。上升的過(guò)程中因?yàn)槟芰渴睾闼俣葴p小，翅膀的升力逐漸減小，直到和重力平衡。除了升高了一點(diǎn)以外還是平飛。這也是為什么對(duì)于固定 翼飛機(jī)來(lái)說(shuō)，只要做好了適當(dāng)?shù)呐渲茫ㄓ烷T(mén)，配平），把手松開(kāi)它可以一直飛下去。

但直升機(jī)不一樣。想想一個(gè)懸停的直升機(jī)，一陣風(fēng)吹來(lái)，向前揮舞的槳葉升力增大，向后揮舞的槳葉升力減小，（周期變距一下沒(méi)反應(yīng)過(guò)來(lái)）就歪了。歪了本 身沒(méi)啥，但問(wèn)題是這樣破壞了原有的平衡，豎直上的升力不夠了，飛機(jī)開(kāi)始下降，同時(shí)有了水平方向上的分量，開(kāi)始平移。頂上的大螺旋槳是個(gè)大陀螺，當(dāng)飛機(jī)（左 右）歪的時(shí)候它會(huì)產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)，推動(dòng)飛機(jī)向另一個(gè)方向（前后）歪（還記得在科技館里拿著旋轉(zhuǎn)的自行車(chē)輪胎會(huì)推著你自轉(zhuǎn)嗎）。所以整個(gè)螺旋槳的方向就亂套了，如 果不及時(shí)糾正的話會(huì)越來(lái)越歪越來(lái)越歪，最后墜毀。這就是為什么直升機(jī)在操作的時(shí)候會(huì)這么累，要不斷地根據(jù)姿態(tài)來(lái)進(jìn)行糾正。真正的直升機(jī)的飛行員在飛行的時(shí) 候也是非常緊張的，調(diào)個(gè)無(wú)線電頻率也是稍微松下手?jǐn)Q一下，然后立馬回來(lái)扶桿，然后再擰。相比之下固定翼的飛行員直接雙手放把就去哐哐擰了。至于四軸，也是 同樣的不穩(wěn)定，它能飛起來(lái)全靠飛控算法每秒幾十次的糾正姿態(tài)。這也是為什么自制四軸要調(diào)飛控參數(shù)調(diào)一兩周，但固定翼裝好就能湊合飛的原因。

關(guān)于平衡性有個(gè)更直觀的例子，下次去超市買(mǎi)菜，你找個(gè)購(gòu)物車(chē)推一下。一般都是拿著后面的把手往前推，這個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)穩(wěn)定系統(tǒng)，即使推歪了它自己有個(gè) 力會(huì)糾正回來(lái)。但如果你倒著推（拿著購(gòu)物車(chē)的前面，向購(gòu)物車(chē)的把手方向推，不是拉）就會(huì)很明顯地感覺(jué)到不同。只要有一點(diǎn)歪，就會(huì)很快越來(lái)越歪越來(lái)越歪，甚 至原地打轉(zhuǎn)。下次去超市試試！

但飛機(jī)的穩(wěn)定性是可以改進(jìn)的。一個(gè)方法叫做上反角。向下圖這樣，雞翅膀在安裝的時(shí)候不成180度，而是成一個(gè)向上的略微的鈍角。這樣當(dāng)飛機(jī)稍微歪一 點(diǎn)的時(shí)候（和直升機(jī)一樣）豎直方向的升力減小，飛機(jī)在水平方向上開(kāi)始側(cè)滑。而這個(gè)側(cè)滑會(huì)導(dǎo)致低的一側(cè)的翅膀的角度比高測(cè)翅膀的角度更大，提供更大的升力， 從而讓機(jī)體恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)。實(shí)際上很多大點(diǎn)的多軸也開(kāi)始用這樣的設(shè)計(jì)來(lái)增加飛行穩(wěn)定性了。比如最近很火的億航的多軸無(wú)人機(jī)。

雞翅膀，機(jī)械效率和大型/載人四軸

雖然螺旋槳和雞翅膀的原理并無(wú)二致，但固定翼和直升機(jī)/四軸在能量的消耗上非常不同。如果我們看同樣的能量能讓兩種飛機(jī)跑多遠(yuǎn)的話，直升機(jī)/四軸明 顯是占劣勢(shì)的。這是因?yàn)轱w機(jī)基本上所有的動(dòng)力都用來(lái)拉著它奔向目的地了，效率滿分。但直升機(jī)在懸停或慢速飛行的時(shí)候大多數(shù)動(dòng)力是讓它在空中漂浮的。此時(shí)能 量的利用率非常低。要想讓利用率變高，只能裝個(gè)超大的馬達(dá)，飛超快，讓向前的力占所有動(dòng)力的大部分。然而由于失速的存在，直升機(jī)/四軸的速度沒(méi)到多快就會(huì) 翻滾墜毀。因此總體來(lái)看它的效率注定就很低。此外，固定翼的馬達(dá)可以特別輕小，因?yàn)樗峁┑膭?dòng)力只需要足夠克服空氣阻力（一般是機(jī)身重量的1/10到1 /3）就可以了，但直升機(jī)的馬達(dá)需要克服所有機(jī)械結(jié)構(gòu)和電池的重力，必須大馬力。但大馬力就必然重，也需要更大的電池。這些都限制了直升機(jī)和四軸的載重。 從數(shù)據(jù)上來(lái)看，淘寶上一兩百買(mǎi)的翼龍?zhí)讬C(jī)裝個(gè)爛電池飛個(gè)半小時(shí)毫無(wú)壓力，弄兩三塊電池飛行時(shí)間可以突破一小時(shí)。但一萬(wàn)塊錢(qián)買(mǎi)的大疆精靈用鋰聚合物電池也只 能飛二三十分鐘而已。

綜上所述，相比于固定翼，四軸需要更強(qiáng)力的馬達(dá)，更好的電池，更大的自重，更復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，來(lái)實(shí)現(xiàn)更短的續(xù)航，更差的穩(wěn)定性，更低的機(jī)械效率，和 垂直起降的能力。遺憾的是，這些劣勢(shì)在航模尺度增加，甚至變成載人尺度的時(shí)候會(huì)急劇放大。我個(gè)人認(rèn)為，四軸的流行主要得益于飛控算法和懸停拍照的需求。你 看大疆的廣告語(yǔ)，它做的其實(shí)根本就不是無(wú)人機(jī)或者航模，而是會(huì)飛的相機(jī)啊。如果只是對(duì)航拍感興趣而不一定要懸停的話，去買(mǎi)個(gè)固定翼航模吧，一小片草地或者 水泥地也可以起降了。而且我并不是很看好四軸無(wú)人機(jī)的大型化，前面所說(shuō)的是物理原理上的硬傷，很難改變的。但大的固定翼飛機(jī)的確也很難實(shí)現(xiàn)短距離起降，非 常不便。所以也許未來(lái)的趨勢(shì)應(yīng)該在Google發(fā)展的垂直起降的固定翼無(wú)人機(jī)（Project Wing）上吧。