很好奇为何四旋翼都采用图1的设计而不采用图二的设计呢?
说起无人机，大家脑海里第一个浮现的，多半就是那种四根“棍子”顶着螺旋桨的模样。你可能会问，为什么市面上绝大多数的四旋翼无人机都长那样，就像你说的图一那样，而不是图二那种更对称、更紧凑的“X”型或者“H”型呢？这背后其实有不少技术和实际操作上的考量，可不是随便拍脑袋决定的。
咱们先聊聊图一的设计，也就是我们最常见的“十字”形布局。这种布局之所以能成为主流，优点是很明显的：
稳定性是王道： 四旋翼无人机就是靠四个螺旋桨产生的升力来控制飞行姿态的。四个电机以特定的顺序和转速旋转，形成一个稳定的飞行平台。十字形布局能让这四个螺旋桨的推力分布得比较均匀，并且在任何一个螺旋桨出现问题时，飞行器还有机会进行一定程度的自救或平稳降落（虽然很难）。这种布局在产生稳定升力的同时，也能更容易地实现精确的控制，比如悬停、前进后退、左右平移以及倾斜飞行。
控制逻辑简单高效： 飞行控制器的算法是无人机的“大脑”。在十字形布局下，四个电机的转速变化可以直接对应到俯仰（前后倾）、滚转（左右倾）和偏航（原地旋转）这三个基本自由度的控制。比如，要前进，就让后方的两个电机转速加快，前方的两个电机转速减慢，飞行器就会向前倾斜并前进。这种直观且数学模型相对简单的控制方式，让无人机的姿态控制更容易实现和优化。
结构简单，易于制造和维护： 十字形机架结构相对简单，就是一根主梁加上四根电机臂。这样的设计在加工制造上成本较低，而且组装和维修也相对容易。一旦某个电机臂损坏，更换起来也方便快捷。
视野开阔： 尤其对于搭载摄像头的无人机来说，十字形布局可以将摄像头（通常安装在机身中间）的视野最大程度地打开，避免了被机臂或螺旋桨遮挡。这对于航拍、侦察等任务至关重要。
再来看看图二那种“X”型或“H”型设计。理论上，这些设计也有各自的优势，但实际应用中却鲜为人知，原因也不少：
控制的复杂性增加： 拿“X”型来说，如果四个电机是分别处于“X”的四个顶点，那么控制算法就需要更精细地计算如何通过调整四个电机的转速来同时控制飞行姿态。例如，要让飞机向左侧倾斜飞行，就需要同时调整相邻的两个电机的转速，并且考虑整体的推力平衡。相比十字形，这种控制策略会更复杂，需要更强大的计算能力和更精密的算法来保证稳定性和响应速度。
结构上的劣势：
“X”型： 如果“X”型是指四个电机呈对角线分布，那么当飞机在空中平移时，如果速度稍快，它可能会像车轮一样“滚”过去，而不是平稳地移动。而且，如果电机位于机架的尖端，受力会更集中，对机架材料和强度要求更高。
“H”型： “H”型设计通常是前后电机一组，左右电机一组，形成一个矩形或长方形。这样的布局在某些方向的推力分配上可能会有一些问题，并且对控制器的设计提出了新的挑战。更关键的是，“H”型设计更容易在飞行中产生不必要的振动或气流干扰，影响飞行稳定性。
重心和受力不均的潜在问题： 很多“X”型或“H”型的设计，在试图做得更紧凑时，可能会导致重心偏移或者机身受力分布不均匀。尤其是在需要安装电池、云台相机等额外载荷时，如何保持飞行器的重心在可控范围内，对设计提出了很大挑战。
载荷安装的局限性： 如果电机位置过于集中或特殊，会影响到机身内部的可用空间，不利于安装电池、电子设备等。而且，在“X”型布局下，如果需要对称地挂载物体，也会受到空间的限制。
螺旋桨的相互干扰： 无论哪种布局，螺旋桨之间的气流相互作用都会影响飞行。十字形布局通过合理的间距和旋转方向，可以最大程度地减少这种负面影响。而在一些紧凑的“X”型或“H”型设计中，螺旋桨之间的距离可能过近，导致气流干扰更加严重，降低效率，甚至影响稳定性。
成本与效率的权衡： 尽管图二的设计可能看起来更“炫酷”或更紧凑，但从工程实现的成本和效率来看，十字形布局已经找到了一个非常好的平衡点。它足够稳定，易于控制，易于制造，并且能够满足绝大多数应用的需求。
打个比方： 想象一下你要造一辆车，十字形布局就像是造一辆底盘平稳、轮胎分布合理的四轮汽车，它开起来稳当，转向也灵活。而图二那种设计，可能像是尝试把四个轮子藏在车身两侧，或者做成一个更奇特的形状，虽然可能在某些方面有独到之处，但在整体的驱动、转向和稳定性上，都需要付出巨大的努力去克服天生的结构缺陷，而且最终的实用性也未必能超过传统的设计。
所以，你看到的绝大多数四旋翼无人机都采用图一的设计，并不是因为设计师没有想到其他方案，而是因为在经过多年的技术发展和市场验证后，这种布局被证明是最实用、最稳定、最易于控制且最具成本效益的选择，能够更好地满足飞行器的飞行需求。当然，在一些特定的专业领域或者实验性的设计中，你可能也能看到一些非传统的布局，但它们通常是为了解决某个非常具体的问题而存在的，并且在通用性上有所牺牲。
咱们先聊聊图一的设计，也就是我们最常见的“十字”形布局。这种布局之所以能成为主流，优点是很明显的：
稳定性是王道： 四旋翼无人机就是靠四个螺旋桨产生的升力来控制飞行姿态的。四个电机以特定的顺序和转速旋转，形成一个稳定的飞行平台。十字形布局能让这四个螺旋桨的推力分布得比较均匀，并且在任何一个螺旋桨出现问题时，飞行器还有机会进行一定程度的自救或平稳降落（虽然很难）。这种布局在产生稳定升力的同时，也能更容易地实现精确的控制，比如悬停、前进后退、左右平移以及倾斜飞行。
控制逻辑简单高效： 飞行控制器的算法是无人机的“大脑”。在十字形布局下，四个电机的转速变化可以直接对应到俯仰（前后倾）、滚转（左右倾）和偏航（原地旋转）这三个基本自由度的控制。比如，要前进，就让后方的两个电机转速加快，前方的两个电机转速减慢，飞行器就会向前倾斜并前进。这种直观且数学模型相对简单的控制方式，让无人机的姿态控制更容易实现和优化。
结构简单，易于制造和维护： 十字形机架结构相对简单，就是一根主梁加上四根电机臂。这样的设计在加工制造上成本较低，而且组装和维修也相对容易。一旦某个电机臂损坏，更换起来也方便快捷。
视野开阔： 尤其对于搭载摄像头的无人机来说，十字形布局可以将摄像头（通常安装在机身中间）的视野最大程度地打开，避免了被机臂或螺旋桨遮挡。这对于航拍、侦察等任务至关重要。
再来看看图二那种“X”型或“H”型设计。理论上，这些设计也有各自的优势，但实际应用中却鲜为人知，原因也不少：
控制的复杂性增加： 拿“X”型来说，如果四个电机是分别处于“X”的四个顶点，那么控制算法就需要更精细地计算如何通过调整四个电机的转速来同时控制飞行姿态。例如，要让飞机向左侧倾斜飞行，就需要同时调整相邻的两个电机的转速，并且考虑整体的推力平衡。相比十字形，这种控制策略会更复杂，需要更强大的计算能力和更精密的算法来保证稳定性和响应速度。
结构上的劣势：
“X”型： 如果“X”型是指四个电机呈对角线分布，那么当飞机在空中平移时，如果速度稍快，它可能会像车轮一样“滚”过去，而不是平稳地移动。而且，如果电机位于机架的尖端，受力会更集中，对机架材料和强度要求更高。
“H”型： “H”型设计通常是前后电机一组，左右电机一组，形成一个矩形或长方形。这样的布局在某些方向的推力分配上可能会有一些问题，并且对控制器的设计提出了新的挑战。更关键的是，“H”型设计更容易在飞行中产生不必要的振动或气流干扰，影响飞行稳定性。
重心和受力不均的潜在问题： 很多“X”型或“H”型的设计，在试图做得更紧凑时，可能会导致重心偏移或者机身受力分布不均匀。尤其是在需要安装电池、云台相机等额外载荷时，如何保持飞行器的重心在可控范围内，对设计提出了很大挑战。
载荷安装的局限性： 如果电机位置过于集中或特殊，会影响到机身内部的可用空间，不利于安装电池、电子设备等。而且，在“X”型布局下，如果需要对称地挂载物体，也会受到空间的限制。
螺旋桨的相互干扰： 无论哪种布局，螺旋桨之间的气流相互作用都会影响飞行。十字形布局通过合理的间距和旋转方向，可以最大程度地减少这种负面影响。而在一些紧凑的“X”型或“H”型设计中，螺旋桨之间的距离可能过近，导致气流干扰更加严重，降低效率，甚至影响稳定性。
成本与效率的权衡： 尽管图二的设计可能看起来更“炫酷”或更紧凑，但从工程实现的成本和效率来看，十字形布局已经找到了一个非常好的平衡点。它足够稳定，易于控制，易于制造，并且能够满足绝大多数应用的需求。
打个比方： 想象一下你要造一辆车，十字形布局就像是造一辆底盘平稳、轮胎分布合理的四轮汽车，它开起来稳当，转向也灵活。而图二那种设计，可能像是尝试把四个轮子藏在车身两侧，或者做成一个更奇特的形状，虽然可能在某些方面有独到之处，但在整体的驱动、转向和稳定性上，都需要付出巨大的努力去克服天生的结构缺陷，而且最终的实用性也未必能超过传统的设计。
所以，你看到的绝大多数四旋翼无人机都采用图一的设计，并不是因为设计师没有想到其他方案，而是因为在经过多年的技术发展和市场验证后，这种布局被证明是最实用、最稳定、最易于控制且最具成本效益的选择，能够更好地满足飞行器的飞行需求。当然，在一些特定的专业领域或者实验性的设计中，你可能也能看到一些非传统的布局，但它们通常是为了解决某个非常具体的问题而存在的，并且在通用性上有所牺牲。
网友意见
涵道在静态下效率低的可怕，在高速运动状态才能发挥出性能，但是作为多轴飞行器，并不需要很高的上升性能。传统的螺旋桨在低速状态下还是性价比很高的
烧油的发动机的话，响应速度应该不够用，毕竟多轴飞行器保持平衡需要对螺旋桨转速实时调节，油动的家伙响应速度还是不够
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