天幕刷出新的标题。
【无人机的工作原理】
大秦。
“无人机?” 扶苏率先疑惑出声,“此物……莫非与先前天幕所展示,那名为飞机的钢铁巨鸟有关?无人……是指无需人乘坐其中么?”
李斯眉头紧皱,盯着天幕,沉吟道:“陛下,臣记得天幕曾闪过一些片段,有状如飞鸟或蜻蜓的微小之物,于空中盘旋、俯瞰。若此无人机便是彼物……无人之意,恐怕不止无需人乘坐,而是……无需人在其内操控?这……”
他摇了摇头,觉得有些匪夷所思,“纵有机关精巧如传说中之木鸢,亦需引线或机关预设,岂能完全无人操控而自主飞行、执行意图?除非……有鬼神之力?”
蒙恬眼中骤然爆发出精光:“陛下!若真有此物,且真能无人操控,翱翔于九天之上,窥探敌营、传递消息、甚至……载物投掷,那于行军布阵、侦查敌情,简直有颠覆乾坤之效!昔日烽火传讯,与之相比,直如儿戏!只是……原理何在?如何实现无人?”
冯劫也捋须思索:“无人或许并非字面之意。或如李相所言,乃是以极精巧之机关预设,或是以某种我等未知之法远距离操控?若天幕真能阐述其工作原理,无论何等艰深晦涩,都值得命精于格物、巧思之匠人,全力揣摩解析!”
淳于越却有些忧虑:“陛下,此等奇技淫巧之物,若真能仿制,虽于军事或有小利,然则是否会助长机巧之心,消磨仁义之本?且无人操控,终非正道,恐非天地自然之理。”
嬴政注视着天幕,缓缓道:“天幕既以此为题,必有其深意,亦可能透露此物运作之关键。”
他看向李斯和蒙恬:“李斯所言,不无道理。鬼神之力虚无缥缈,朕不信。更可能者,是后世掌握了远超我等想象的精巧机关,或是某种……如电一般奇异却可控之力,方能达成无人而有机。”
“蒙恬所虑,正是要害。”嬴政目光灼灼,“若此物真能如臂使指,翱翔天际,俯瞰万里,其所带来的,岂止是军事之利?勘测地形,监察四方,传递急报,甚至……或许还能有我等意想不到的用途。其价值,难以估量。”
“传朕旨意:着将作少府、考工室,凡精于器械、机关、营造之匠师,即刻待命。同时,命博士宫中,凡对算学、天象、格物稍有涉猎之人,亦需集结聆听。”
此时,天幕缓缓道。
“发明无人机的人,真是个天才。”
“现在无人机领域,大疆是王者。”
“那么今天,我将向您展示无人机的工作原理。”
“众所周知,无人机能够悬停在空中,也可以像这样沿任意轴调整飞行姿态,甚至能够做精密圆周运动。”
“无人机动力源来自无刷直流电机,简称bldc。”
“螺旋桨叶片是空气动力学设计,配合电机的动力产生升力。”
“注意哈,我们详细看看螺旋桨。”
“上方是弧形设计,当空气流过横截面,就会产生升力。”
“原理就是压缩空气,上方流速大于下方流速, 把空气拼命往下推。”
“压差产生向上的力,无人机就会上升。”
“机身内部会有控制器,控制电机转动速度。”
“转速越快,升力越大。”
“当无人机起飞时,只需要增加旋翼速度。”
“四块叶片长生的集体升力,克服重力做功,升力大于无人机从地面升起的重量,就会上升。”
“这叫爬升阶段,当到达既定高度,通过内部的控制器调节旋翼速度。”
“当升力平衡于无人机的重量,这时候就能够滞空悬停。”
“无人机悬停的时候,四个螺旋桨都以相同的速度旋转。”
“注意啊,我们仔细看,会发现对角螺旋桨朝一个方向旋转,而另一对朝另外一个方向旋转。”
“这是因为如果所有螺旋桨都朝同一个方向旋转,无人机机身就会朝相反的方向旋转。”
“让我们看看为什么会这样。”
“我们知道电机的定子连接到无人机机身,转子转动是因为它接收了来自定子的扭矩。”
“众所周知,根据牛顿第三运动定律,两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反。”
“所以如果转子从定子接收扭矩,定子也将承受等量的扭矩,且与转子方向相反。”
“如果所有转子都在相同的方向旋转,无人机机身将承受反作用力矩。”
“就像这样,然后这四个反作用力将迫使无人机机身转动。”
“所以,通过两组旋转螺旋桨的相反转动,抵消扭矩,反作用力矩为零,无人机就不会旋转了。”
“巧妙的是,通过控制两对螺旋桨的作用力与反作用力,就能够实现无人机的偏航运动,也就是调转方向。”
“一组对角螺旋桨与另一组螺旋桨使用不同的转速,在这种情况下反作用扭矩还存在,实现无人机机身的旋转。”
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