直升机和eVTOL的数学之美

为了满足eVTOL在悬停和巡航2种飞行模式下的操控需求，行业需要对有人驾驶的操控接口定义进行大量的研究，那么对于直升机而言有没有类似的问题呢，显然肯定是有的。

首先我们一起来看一下直升机操纵接口和飞行模式之间是如何对应的，其中以周期变距杆的响应最为明显。

直升机的周期变距操纵杆在前后移动的时候，如果是悬停状态则更多是体现整机前后移动的效果，表现为位置上变化；而如果是前飞状态下，则更多的是体现整机加速或者减速的效果，表现为速度上的变化。

我们再继续看，直升机的周期变距操纵杆在左右移动的时候，如果是悬停状态则更多是体现整机左右移动的效果，表现为位置上变化；而如果是前飞状态下，则更多的是体现整机向左或者向右的转向效果，表现为方向上的变化。

这里需要注意的是，这种在悬停模式和巡航模式下相同操纵所期望的不同效果，通常没有特别准确基于速度的量化定义，更多的是依靠飞行员通过不断的练习形成肌肉记忆。尽管直升机的飞行模式和操纵带来的效果发生改变，但是操纵带来的旋翼运动本身是不变的。

和直升机不同的是，eVTOL在操纵模式上的变化更加明显和精准，具体体现在：悬停和巡航不同模式下的相同操纵所带来的作动器执行是完全不同的，悬停和巡航模式下控制模式的切换更多的是基于量化的速度定义，下图展示了一种基于速度的统一控制操纵模式切换逻辑。因此，直升机操纵模式切换更加的无意识，而eVTOL操纵模式的切换更加的有界限感。

归根结底，在以机械为主的直升机发明时代，发明家充分的将操纵数学问题转换为了机械问题，用机械解释数学上的需求；而在以电气化为主的eVTOL时代，发明家可以直接将操纵的数学问题用半导体来阐述，说白了就是用算力直接解释eVTOL数学上的需求。

当然这种变革并不是一蹴而就的，大量的倾转旋翼、复合旋翼、矢量推力机型起到了过渡作用。