相比于在地面上拍摄取景视野狭窄，无人机航拍视野广阔，更容易出大片，近年来愈发成为一种流行的摄影摄像方式。如今，无论是拍毕业照、拍电影，还是晚会直播，都可见航拍无人机的身影。

航拍无人机一般都是四旋翼无人机，操纵起来非常容易，熟练的操纵者可以使其往任意方向飞行，从而更好地满足拍摄需要。不过，你是否考虑过，四旋翼航拍无人机是怎么飞行的呢？

四旋翼航拍无人机有四个螺旋桨，每个螺旋桨由一个电机带动。当电机驱动螺旋桨向下吹风时，由于作用力与反作用力的原理，空气就会对桨产生向上的升力。而且螺旋桨转速越快，升力就越大，当升力大于无人机的重力时，无人机就上升；反之螺旋桨转速减慢，升力就减小，当升力小于无人机的重力时，无人机就下降。

想要实现稳定飞行，这四个螺旋桨可不能一模一样。

试想一下，如果使用四个同样的螺旋桨，并使它们往同样的方向旋转（譬如顺时针），那么螺旋桨都给无人机逆时针的扭矩，扭矩会造成无人机的旋转，这样就势必导致无人机在空中旋转而不能稳定飞行。

所以为了抵消这种机体的自旋，需要一对桨顺时针旋转，而另一对桨逆时针旋转。事实上，无人机所用的螺旋桨有正桨和反桨之分，一对正桨由顺时针旋转的电机驱动，一对反桨则由逆时针旋转的电机驱动，每对桨都轴对称放置。这样不仅能够使每个桨都产生向上的力，而且能够使正桨和反桨给机体带来的扭矩 相互抵消，从而保证了无人机飞行的稳定性。

图1：旋翼无人机结构

那想要航拍，无人机还得能够做到俯仰（前进后退）、滚转（左移右移）、偏航（顺旋逆旋）才可以。这又该如何做到呢？

如果想让飞行器向前移动，增加旋翼3和4的转速，降低旋翼1和2的转速，这样机体后部升力大、前部升力小，就会使机体倾斜，后部比前部高，而升力是始终垂直于机体的，从而升力就有了一个指向前方的分力，无人机就能够往前飞了。如果想让飞行器向后移动，增加旋翼1和2的转速，降低旋翼3和4的转速，就可以做到了。

图2：旋翼无人机飞行控制的原理

四旋翼无人机具有很好的对称性，左右移动跟前后移动原理一模一样。

如果想让无人机顺时针旋转，增大2和4的逆时针转速，减小1和3的顺时针转速，显然桨2和4给无人机的顺时针转速大，无人机就会顺时针旋转，而且此时总升力仍然能够等于重力，无人机也不会左右前后倾斜。逆时针旋转也是同样的道理了。

总结起来，无人机是通过调节不同电机的转速，间接调节螺旋桨的转速，进而由其不同的组合来实现无人机的俯仰、偏航、以及滚转等飞行动作的。

本文由空军指挥学院教授徐邦年进行科学性把关。