垂直起降飞行器(VTOL)
PX4 使用 “VTOL” 这一术语来指代那些既能够像固定翼飞机(“飞机”)一样进行前飞,又能像直升机或多旋翼飞行器一样实现垂直起降的飞行器。
垂直起降飞行器兼具多旋翼和固定翼飞行的优势:
- 垂直起降:即使是经验不足的飞行员,也几乎能在任何地点实现起飞和降落。
- 快速高效的固定翼飞行:能够执行更快、更远、更持久的任务,搭载更重的有效载荷。
- 悬停:为摄影、结构扫描等提供稳定的平台。
本节将介绍 PX4 支持的垂直起降飞行器类型和配置,并提供组装、配置及飞行的总体指导。
垂直起降飞行器类型
PX4 支持三种最为重要/主要的垂直起降飞行器类型。

- 结构简单且坚固
- 执行机构数量少
- 可能较难控制,尤其是在有风的情况下
- 由于使用相同的执行机构,悬停和前飞的效率之间存在权衡
一般来说,随着机械复杂性的增加,飞行器更容易操控,但成本和重量也会上升。每种类型都有其优缺点,并且基于所有这些类型都有成功的商业应用。
在上述每一种主要 “类型” 中,都存在许多可能的变体,例如电机数量、电机布局、飞行操纵面等。PX4 为许多较为常见的飞行器设置提供了机身配置。支持的配置列表见 机身参考 > 垂直起降飞行器。
::: 信息
- 如果您需要的飞行器设置未被支持,可能需要添加一种机身类型(这需要一些PX4 开发方面的专业知识)。
- VTOL 的代码库与所有其他机身类型的代码库相同,只是增加了额外的控制逻辑,特别是用于模式转换的逻辑。 :::
飞行与飞行模式
垂直起降飞行器既可以像多旋翼飞行器一样飞行,也可以像固定翼飞行器一样飞行。多旋翼模式主要用于起飞和降落,而固定翼模式则用于高效飞行和 / 或执行任务。
垂直起降飞行器在多旋翼(MC)模式下飞行时,其飞行模式与多旋翼飞行器相同;在固定翼(FW)模式下飞行时,其飞行模式与固定翼飞行器相同。
模式之间的转换既可以由飞行员通过遥控开关启动,也可以在执行任务或其他自动模式下由 PX4 根据需要自动启动。
组装
::: 信息 有关商用和套件垂直起降飞行器的信息,请参阅:整机 :::
由 PX4 控制的飞行器通常具有相同的核心组件:一个飞行控制器,连接到电源系统、GPS、外置指南针(强烈推荐)、无线电控制系统(可选)和 / 或遥测无线电系统(可选),以及空速传感器(对于垂直起降飞行器强烈推荐)。
飞行控制器的输出连接到飞行器的电机电调以及 / 或飞行控制舵机和执行机构,这些设备单独供电。
飞行控制器输出与特定控制装置 / 电机之间的映射关系取决于所使用的飞行器机架,并在 机身参考 > 垂直起降飞行器 中指定。
组装信息涵盖多个部分:
- 基本组装 包含的主题展示了一些流行的飞行控制器的核心组件设置。对于我们没有相关指南的飞行控制器,其设置方式通常也大致相同(并且几乎总是包含类似的设置指南)。
- 外围设备 包含有关其他外围设备的信息,包括空速传感器。
- 机身参考 > 垂直起降飞行器 解释了对于每种机身配置,飞行控制器的哪些输出必须连接到不同的飞行控制装置:
- 如果您的飞行器存在相应配置,请选择该配置,因为它已预先调试到足以飞行的程度(可能只需微调)。
- 否则,选择与您的飞行器匹配的 “通用机身”。
此外,还提供了一些构建日志作为子主题,展示其他人是如何设置不同类型的飞行器的。例如,参见 FunCub 四翼转换式垂直起降飞行器(QuadPlane)。
配置
垂直起降飞行器的配置涵盖多个部分:
- 基本配置 - 所有飞行器类型通用的配置(传感器、安全系统、电池等)。
- 垂直起降飞行器特定配置
- 外围硬件 - 可选硬件和传感器的配置。
- 高级配置:涵盖出厂调谐以及高级和可选配置的其他配置。
视频
教学视频
VTOL 控制与空速故障检测(PX4 开发者峰会 2019)
尾坐式飞行器
倾转旋翼机
四翼转换式垂直起降飞行器(QuadPlane VTOL)
FunCub 四翼转换式垂直起降飞行器(QuadPlane)
Falcon Vertigo 四翼转换式垂直起降飞行器(QuadPlane)
Ranger 四翼转换式垂直起降飞行器(QuadPlane)