它們會比直升機更穩定，更容易控制嗎？

不，他們不會。

Quadcopters沒有任何直升機特殊的固有穩定性。當您增加一個旋翼的功率以使其變槳時，增加的變槳將不會對功率差和俯仰力矩產生任何影響。

四旋翼飛機的優勢在於，旋翼可以固定螺距，而單槳（或雙重）旋翼直升機需要復雜的控制機制。雖然對於每個轉子都可以由其自己的簡單電動機提供動力的小型設備而言，這是巨大的優勢，但是附加引擎或長傳動軸的複雜性將超過全尺寸車輛中較簡單的轉子的任何優勢。

為什麼全尺寸直升機不能像小型直升機那樣使用電動機？原因是，當您將機翼放大時，其產生的升力隨其面積的增加而增加，而面積隨其次冪而增大，而其重量隨 volume 而增加，隨大小的 1/3 增長。因此，模型具有更大的重量提升能力，並且能夠提供簡單但相對較重的電池，而全尺寸飛機需要具有更高功率密度的推進系統。

然後還有安全因素。萬一停電，直升機仍然可以滑向地面，並且仍然可以通過自動旋轉垂直降落。但是，由於沒有動力就無法改變旋翼的轉速，因此在這種機動中控制直升機需要可變螺距的旋翼。因此，有了四旋翼飛機的主要優勢。

（某種程度上）已經完成：

執行此操作的公司正在開發一個更有用的版本。

重要的是要注意在航空領域擴大規模極為困難。飛機模型的性能數字是全民夢dream以求的。

Quadcopters的設計效率不高-一個大型旋翼比四個小型旋翼要高效得多。四旋翼飛機之所以流行是因為它們在機械上更簡單，更安全（由於旋翼更小），並且更易於通過軟件進行控制。

也就是說，機器學習的最新進展使得直升飛機可以由軟件控制。最後，我不是航空工程師，但我懷疑將四軸飛行器和直升機的屬性結合起來的優點很大。

想像一個由電動機驅動的大型固定螺距轉子。幾個小的附加電動機驅動的轉子可以提供所需的俯仰，偏航和側傾控制。電力將由高效的燃氣發動機以接近恆定的速度旋轉而產生。小電池可以提供足夠的後備電源。由於電動機和固定螺距轉子具有更高的可靠性和簡便性，因此該設計將極其可靠。

將會有所進步，但由於載人汽車的成本和危險性如此之高，進展緩慢。

高級戰術也在某種程度上做到了！

第一架飛機的視頻 Black Knight Transformer 已在YouTube上發布。

四架旋翼直升機實際上是第一架直升機……

勞爾·帕特拉斯·佩斯卡拉（RaúlPateras Pescara），阿根廷布宜諾斯艾利斯，1916年

Etienne Oehmichen ，巴黎，法國，1921年

擴大四軸飛行器的設計會使它們非常大。只有一個（甚至兩個）旋翼可以使直升機變得更小，甚至可以將旋翼折疊起來並保持緊湊。由於按照定義，直升機應該進入更困難的著陸區，因此通常不希望增加佔地面積。

此外，動力系統也很複雜。 RC四軸飛行器在每個轉子上使用電動機進行獨立控制。較大的版本可能會像大多數直升機一樣使用渦輪機，它們要么需要4個渦輪機，要么需要將較少的渦輪機安裝到4個轉子上的方式。這只會增加系統的複雜性。

Chinook是使用兩個旋翼的直升飛機的示例，但是除非需要增加提升力，否則增加的複雜性使其不受歡迎。

製造具有市場競爭力的全尺寸直升機要面臨三個挑戰。

1）能源效率 b>
該直升機並非節能設計。直升機通過使用功率相對較低的發動機來擴大其射程，這些發動機需要較長時間來加速油門並試圖將其保持在相對恆定的RPM上，同時改變葉片的槳距來控制直升機。雖然這可以用來控制俯仰和傾斜，但四輪直升機通過改變電動機的RPM來控制偏航，我認為這很困難，並且在沒有某種CVT來調整RPM的情況下，在全尺寸直升機上效率低下

2）結構完整性和重量 b>
尾槳直升機基本上具有機身和尾梁。尾梁甚至不需要那麼強壯，因為與拉起機身的主旋翼相比，樑上的載荷很小。與常規直升機相比，同軸直升機可能僅靠機身就能逃脫，沒有尾梁，並且在正常工作條件下作用在整個結構上的力可能較小。直升機有四個主旋翼。當然，每個旋翼大約是傳統直升機主旋翼功率的1/4，但是動臂仍然需要能夠承受傳統旋翼主旋翼功率的1/2以上-想一想極端的情況：您完全偏航-這意味著兩個對角線彼此相對的兩個轉子處於關閉狀態，或者以相反的方向旋轉，從而造成升力損失，甚至產生向下的力，這兩個轉子必須通過以下方式進行補償產生兩倍的推力/升力。在微型遙控飛機和直升飛機中，這是一種相當普遍的現象，就是要使其完全過載，並且比全尺寸的同類產品更為強大。

3）製造成本 b>
值得一提的是，與其他三個引擎/電動機相比，更大的轉子更容易製造且製造成本更低。我認為（我可能是錯的）軍用直升機有兩個引擎而不是一個大引擎的唯一原因是為了冗餘。如果有人被槍殺，您還有第二個可以用來shot回基地或友善地點的人。因此，當您看到的是四台超功率發動機（請參閱第1點），而1-2台功率不足的發動機時，我想您會看到一些成本更高的產品。

這就是原因為什麼尚未擴大直升機規模，並由大型製造商將其商業化。我敢肯定，每個製造商都試圖成為該市場中的第一家，但我認為QUADROcopter不會成為人工駕駛的。但是，如果您正在談論製造MULTIcopter（多於4個旋翼），那麼這裡有一些DIY原型，我認為它們有潛力。

4）解決混合系統的建議： b>
從目前的情況來看，常規直升機使用1-2台渦輪機提供動力。它們在最佳的RPM範圍內旋轉，飛行員使用該集合體來改變轉子葉片的螺距以控制飛行。混合動力系統對汽車具有吸引力，因為它允許ICE在其最佳RPM範圍內運行，而不是不斷變化的RPM。在旋翼飛機中，這不是問題-因為它們已經在最佳RPM範圍內旋轉，所以混合動力系統將引入發電機和電池，以產生和存儲電力以供電動機消耗。這樣會增加重量，而沒有任何特別的附加好處。

最大的問題是-為什麼要打擾？是什麼使直升機比常規直升機更好？對於無人機而言，直升機的最大好處是其簡便性和生產成本。生產四個小型電動機比集體生產所有機械要便宜。它也更強大且更易於維護。但是，我們正在談論的是不同的規模和任務。旋翼飛機本來就效率低下。他們的利基市場-緊密的空中支援，並運送到難以降落飛機的地方。趨勢是創建混合動力，或製造具有VTOL功能的飛機。 （Osprey，Yak-141，Harrier，F-35，也稱為US Yak-141）。直升機可能會找到廉價的通用無人機或監視無人機，但我認為更可能的設計是阿凡達（Avatar）中所示的那種-機身兩側有兩個反向旋轉的帶罩旋翼，可以進行矢量控制控制飛行。

技術在不斷變化。俄羅斯的科學家已經將核反應堆小型化，並將其安裝在導彈中。這消除了對電池和混合動力系統的需求。如果有的話，這是大型直升機系統選擇的動力裝置，但是只有時間才能證明技術將如何發展。目前，我還沒有看到大型直升機旋翼直升機配置的好處。

修正，基於市場上的新技術（23.03.2018）： b>
A這家中國公司正在積極營銷其使用直升機設計的 EHang 184自動駕駛無人機空中出租車。規格：

• 100kg有效載荷
• 25分鐘續航時間
• 1小時充電時間
• 500km / h續航速度（非常好奇看到此）
• 500m巡航高度

基本上，可以將其與傳統設計的蚊子直升機進行比較。它們的飛行速度較慢，但飛行時間，航程和有效載荷卻要高得多。另請注意，為這些大小的直升機加油需要5分鐘，而空中出租車的充電時間將比飛行時間長2倍。但這更多是EM與IC類型的問題。時間會證明直升機是否可以證明自己值得進行升級。

從最近的專業經驗中獲取經驗（09/19/2018）我最近被要求開發直升機概念。在嘗試使用電力時，我發現有效載荷重量和任務飛行時間大大增加了滿足任務參數所需的電池重量，最終您得到了3-4噸的四座四軸直升機（叫！）。改用渦輪螺旋槳飛機解決了重量問題，但大大增加了成本和復雜性。結果，決定大幅降低任務參數，從而製造出非常短程的車輛，這在正常情況下將毫無用處。您需要將電池充電幾個小時才能獲得15-30分鐘的飛行時間。要么您的直升機將在停機坪上充電，要么每跳一跳後就需要更換電池，這需要在每個著陸區使用昂貴的基礎設施。最終，這個想法是通過基礎架構和電池更換提出的，並且正等待著高層管理者的命運，但是我們團隊中的每個人都已經取消了該項目的可行性。

有許多即將到來的電池可以極大地改變此類產品潛力的技術，但它們目前尚未進入市場，主要是在理論，概念和測試階段。沒有NDA，不能在這個問題上說更多。

以下是有關“ Volantor”的作者Paul Moller（現為Freedom-Motors的負責人）的早期原型之一的信息，該公司專注於Wankel旋轉式內燃機。 Moller用Wankel旋轉引擎驅動的風扇建造了他的飛行器，但是，用起升和推進風扇的電動發動機以及某種混合動力系統發電聽起來更好，Wankels在重量/功率比和安全性方面都非常出色。我想說Moller和Helikar恰好是Quadcopter，而作為這台機器以及它的實用新型/專利支持，它早已是眾所周知的玩具，很可能是當代玩具Quadcopters的雞，今天的玩具是雞蛋。

Moller後面的繩索和起重機：“飛碟”，加拿大Avro未能空降一次，不是為了讓機器保持在空中，而是一種安全措施。注意，機器在空中飛行時，繩索沒有受到拉力，這意味著機器自身飛行，並且沒有掛在起重機上。

Bell Textron / X-22和Curtiss-Wright X-19的原型也可以認為非常接近四軸飛行器。

西班牙團隊FuVex設計了一個原型，名為： “ HeliKar”，也接近大型Quadcopter。 YouTube包含有關德國發明的視頻：“ Volocopter VC200”，Terrafugia提出了另一種“飛行汽車”以及Zee。 Aero做到了，他們繪製了一種概念VTOL飛行汽車，可以將其停放在大型停車場的兩輛普通汽車之間（請參閱：“ SlashGear”）。 Aerofex的Aero-X是另一種。 Fipsi參與了四風扇飛行汽車的開發，正如2014年SUSB Expo的“高級系統工程”所述。

“未來交通”列舉了他們的看法：“十大飛行汽車”。 Krossblade提出了SkyProwler和SkyCruiser，在相同的設計中，飛行汽車的大問題似乎可以滿足汽車和飛機的重量和安全要求。福特發布了“ Aero-car”的圖紙。 CNN報導了E Galvani撰寫的有關Fly Citycopter的報導。

Mechanix插圖，1957年3月包括：“飛碟”，由Peter Nofi設計，動力來自六缸往復式發動機，法國流行的Mechanix editon，1961年9月，設計類似：Ben Kaufman設計的“ Rotavion”。 Mechanix插圖，1962年1月，第70-73頁，講述了一種VTOL設備，該設備具有由渦輪機驅動的3個帶罩風扇。

關於歷史的前身，威廉·威特尼在1961年的電影中說：根據朱爾斯·凡爾納（Jules Verne）的兩本小說改編的《世界》（World of Master）和《征服者羅伯特》（Robur the Conqueror），可以很容易地被認為是多螺旋槳：“四旋翼飛機”。如果：“線控飛行”成功地保持了機載固有的不穩定和不可操縱的設計，那麼目前在玩具中起價為20美元左右的數字控制技術所能實現的目標將沒有任何限制。

匈牙利的一家公司：“ Flike”，匈牙利的名字並非來自“ Hunger”，而是來自“ Huns”，它只是贈送了“飛行員”三螺旋槳直升機，視頻由Bay Zoltan簽名。

經美國陸軍測試的飛行平台，單人設備，下面的管道風扇是否屬於“四旋翼”級？此外，還測試了幾種“傾斜機翼”和環形機翼飛行器的佈置，“概念”和“非常規”飛機的清單為許多書籍鋪平了道路，但是網絡正在殺死這類紙質出版物。

“ SkyProwler”是另一種方法，即混合四軸飛行器和固定機翼設計。 Bensen B-12（請參閱“ Aerofiles”）是1961年採用多旋翼（而是多螺旋槳）Quadcopter樣式的示例，專利US49820151涉及多風扇P. Moller的設計，而專利CA1264714​​則涉及：“ Robotic or遙控飛行平台”，也由P. Moller撰寫。所有專利均可以免費訪問和下載，並在以下網址下載：“ Espacenet”

即使使用相同的軟件來控制引擎和穩定性，也無法增加Quadcopter玩具的尺寸嗎？

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謝謝。 + salut

Moller M200試飛
Helikar
Pall Hoverbike from Malloy Aeronautics

之所以選擇四軸飛行器作為小型計算機控制飛行器的平台，是因為它們在設計上更靈活，更容易在所有三個軸內和周圍移動。這是因為它們在設計上非常不穩定。

實際上，如果沒有操縱桿，人就不可能控制四軸飛行器（它可以在所有三個軸上和周圍移動）。借助計算機或其他種類的人工穩定器。計算機之所以能夠控制四旋翼飛機，是因為它們足夠快，可以產生控制輸入，以抵消作用在框架上的任何較小的破壞穩定力。

想像飛行平台固有穩定性的一種方法是考慮飛行平台的固有穩定性如果您放開控件，將會發生。普通的飛機和直升機往往會保持向同一方向飛行。如果您放開四軸飛行器的控件（並且未安裝穩定裝置），則四軸飛行器將非常混亂地向地面滾動。這意味著在直升機或飛機上，設計“幫助”您並迫使框架以穩定的方式飛行（向前）。在四軸飛行器中，沒有這種幫助，但是也沒有阻礙您向任何方向移動的力。

此原理也故意用於諸如F-117的框架上。 F-117在沒有計算機幫助的情況下是不可能飛行的（它被設計成不穩定的），但這使它比通常的機架更加靈活。

更大）之所以未擴大四軸飛行器的原因是因為它們比其他類型的飛機消耗（大量）燃料。當直升機或飛機用更少的燃料完成這項工作時，為什麼有人會建造四軸飛行器呢？它們也很慢且嘈雜。

請記住，按比例放大的機身的“工作”通常是將物體從A點移動到B點，而小型計算機控制的四軸飛行器的“工作”則是敏捷。

為澄清某些答案，分佈式推進領域的技術正在朝著允許構建混合四軸飛行器的系統發展，該系統消除了氣體四軸飛行器的問題並消除了電氣系統的能量密度限制。我懷疑我們會在未來20-30年內看到實驗性的人類規模的四軸飛行器。

e-Volo聲稱它將在VC200中使用範圍擴展器： http://www.e-volo.com/information/how-long-can-you-fly

我真的對該技術感到好奇，並進行了少量研究。我的結論是，如果他們考慮使用Bladon Jets微型渦輪機發電，那將是一個完全的勝利！

因此，看來，他們目前擁有的最先進的渦輪機是50 kW，40千克的噴氣式渦輪機。對於概念車： http://www.bladonjets.com/news/bladon-jets-at-the-geneva-motor-show/

根據Wikipedia，Volocopter摩托車消耗約36 kW（18x2 Kw，請參閱E-volo_VC2），這意味著它們可以直接由渦輪機產生的電力供電，而無需電池！當然，必須有小型電池組，以提供能量緩衝以確保安全操作。

在bladonjets網站上還有一個數據表，涉及固定12 kW渦輪機的油耗，即5升/小時。假設他們的50 kW渦輪機的能耗將增加5倍。這意味著，50公斤的燃料足以使vc200飛行至少2個小時（而不是像純電動e-Volo所說的那樣為20分鐘）。

此外，系統的總重量並非如此渦輪機超出了很多：40千克渦輪機+ 50千克燃料+ 50千克機殼好吧，電子volo可以載2人= 150公斤，對嗎？因此，現有的原型可以按原樣提升發電機。 50％強的電動機（18 * 3 kW = 54 kW）再舉150公斤不是問題。儘管總重量可能超過450千克（超輕型旋翼飛機的類別），但誰能說特別設計的渦輪機無法集成到e-volo結構中呢？

我的意思是，該技術已經存在。只需將其全部應用，它將帶來一場革命。

它們已經按比例擴大-也許不是轉子尺寸，而是轉子數量。如果能夠做到這一點，我看不出生產帶有四個轉子的載人平台的實際限制。

可控性似乎有點問題，但這也許是因為飛行員已經安裝了乳白色玻璃杯圓頂。

上面有很多關於四軸飛行器不存在全尺寸的各種原因的評論，但我沒有提到其中一個。四軸飛行器本身使用4個具有恆定螺距的旋翼（旋翼葉片的角度是恆定的，並且不會改變）。然後，它改變各種電動機的速度以控制每個轉子提供的升力，以便它可以協調飛行。在小範圍內，既可以使用電動機，也可以同時非常快速地調整轉子的速度。在普通的人類直升機上，轉子將需要大得多。轉子按比例放大後，它們的重量也會增加，這比較小的電動機具有更大的慣性。例如，在Robinson R-22（轉子相對較輕，只能攜帶2個人）中，一旦我斷電（大約30磅），轉子要停止旋轉需要我大約3-4分鐘的時間秒（秒）到分鐘（如果我正在使用轉子製動器）。隨著直升機尺寸和重量的增加，這個問題變得更加嚴重。由於它具有慣性，因此無法快速調整旋轉轉子的速度，因此最終必須添加一些東西來控制葉片的螺距。一旦添加了能夠控制葉片槳距的機械複雜性，四軸直升機設置的大多數優勢就會消失，而且您將面臨許多明顯的劣勢（例如，必須處理4個轉子而不是單個轉子，而無需機械簡單的優勢）。

唯一重要的答案是安全性，因為它會使其他所有問題都不重要。假設轉子是固定螺距的，如果您失去轉子的動力，則將導致崩潰，並且將以無法控制的方式崩潰。

通過添加更多轉子，可以獲得更多的控制權，但是添加的轉子越多，一個轉子發生故障的可能性就越大。另外，對於添加的每個轉子，您將失去每個轉子的旋轉慣性，結果是在斷電情況下，即使是集體螺距轉子也將無法提供足夠的升力，使您免於死於急速疾病。

在我看來，這種運輸方式只有一件事。

功率密度

有比空中高的消防（地雷服務）舉升架，帶有四個舉昇道具。沒有適應性和用例的人會發現乘車的地方：

俯仰；修剪需要使機組人員傾斜或滾動，或者至少使撤離的“堅硬坐騎”扭動。四種切碎來源，是否在空氣中沒有特殊的服務整流罩（緊急修復，降水工具等），或保證地面沒有流入。反作用力提升是從葉片的外部延伸；

e-volo multirotor該影片有一個漂亮的白色看似卸下的2-fore直升機框架，帶有DC配線架，沒有轉子或尾巴，而是一個較小的道具架子。它在測試機庫/展覽館內上升，並且不會自我反轉或外翻……在某種程度上使人聯想起喬納·艾夫（Jony Ive）設計失事無人機的外觀的那次無人機修理工甩頭的偶然得分，聽起來像是很多粉絲；在這種產品中，性能並不是最先考慮的（儘管電池確實放好了。）他們至少應該切開捲軸，以使船上看起來像隻白貓嗎？

我認為，無論是單旋翼飛機還是四旋翼飛機，都會凝聚至少一段時間。創建載人四軸飛行器的原因不勝枚舉。四軸飛行器可以像汽車一樣駕駛，而真正的直升機則需要數百個飛行小時才能讓飛行員掌握。實用性：四軸飛行器可以將葉片封閉在保護結構內，使它們的飛行適用於狹窄區域，否則樹木，建築物和電線桿會毀壞它們普通直升機。這使四軸直升機成為救援行動的更好選擇。普通直升機可能仍是遠程行動和速度的更好選擇。

噪聲和安全性

噪聲-如果您居住在大城市，請查看下面交通擁堵的最近窗口。現在想像一下所有這些（或至少一半）的汽車被人類大小的四旋翼飛機所取代。為了擴大規模，這些四邊形將需要活塞發動機（或昂貴的渦輪機）和大型轉子，如果成功的話，在任何大中型城市上方的天空中都會有數百萬個此類發動機。這將是一個不斷震耳欲聾的無人機，這將大大降低城市的宜居性。 >安全-除非您是合格的飛行員，否則無法手動操作飛機。這意味著他們將需要能夠自動起飛，飛行和降落到目的地，沿途導航，與其他交通進行通信並避免其他交通以及與ATC進行某種交互，所有這些工作均由計算機為您完成）。

這兩個問題都是可以解決的，但將需要大量R&D，這意味著要在動蕩的經濟中投入大筆資金。誰會購買所有這些價值數百萬美元的機器？

TL; DR ：人類規模四軸飛行器的局限性主要是經濟，法規和環境方面的，但這些意義重大限制。