01
四台电机、一块电池、一副眼镜
你眼前是一架FPV无人机：一架小型四旋翼机，飞手戴着眼镜，透过它的摄像头看画面来飞。FPV是英文“第一人称视角”的缩写。这一架是7英寸远航型，名字来自螺旋桨：每副桨直径约7.5英寸，也就是约190毫米。机架是碳纤维的，两块板加四根机臂。不带电池重630到705克，装上电池约1千克。玩家版不含遥控器和眼镜，售价550到950美元。为军队批量生产的机体，每架约400到500美元。
这样的无人机在乌克兰的战争中被大量使用。乌克兰国防部2024年采购了超过150万架无人机，并计划在2025年采购450万架FPV无人机。实际使用时，它们通常在离飞手约10到20千米的地方作业。侦察小组用它们查看道路、田野和林带，模型里的无人机做的正是这件事：它的载荷是一只摄像头，也就是飞手的眼睛。
模型演示一次80秒的短途侦察飞行。飞手在掩体旁解锁无人机，无人机从起降板起飞，爬升到40米，以每小时70千米飞出去。到了350米外的路口上空，它在50米高度绕一圈半，然后返航，落在起降板上。距离都是真实的米数，但真正的侦察飞行要长得多。无人机画大了十倍，不然你看不见它。速度、高度和所用的电池都是模型自己定的，不过都在真实7英寸无人机的范围之内。
顶部的时钟从解锁那一刻起按真实秒数计时，所以T+0:42就是飞了42秒。你可以把时间轴拖到任何时刻，也可以点下方的按钮直接跳过去。一边看一边留意读数：速度、高度、电池电压，还有无人机离飞手有多远。打开无线电链路开关，会画出无人机和飞手阵地之间的两道波束。打开飞行航迹开关，无人机身后会画出飞过的路线。打开旋转方向开关，会显示每副桨朝哪个方向转，还有它的电机编号。
02
没有机翼，没有舵：靠电机转速来转向
四旋翼机没有机翼，没有舵，也没有任何活动的操纵面。它的每一个动作，都是一台或几台电机转速的变化。要悬停，四副螺旋桨合起来向上的推力必须正好等于无人机的重量。每台电机最大能给出约2千克推力，所以一架1.4千克的无人机悬停时只用了一小部分力气。推力和螺旋桨转速的平方成正比：转速翻一倍，推力就变成四倍。
看看旋转方向的箭头：两副桨顺时针转，两副逆时针转，对角线上的一对方向相同。这是有原因的。桨转起来，会反过来扭动无人机。如果四副桨朝同一个方向转，机身就会朝反方向转。两副朝一边、两副朝另一边，反扭力就互相抵消了。这也给了飞手一个转向的办法：让一对加速、另一对减速，反扭力就不再抵消。无人机绕着竖直轴转动，方向和转得快的那一对相反。飞手把这叫作偏航。
要倾斜，无人机就让一边加速、另一边减速。两台后电机加速，机头就低下去，这叫俯仰。左边一对加速，无人机就向右倾，这叫横滚。总推力不变，但现在是斜着的，有一部分推力推向侧面。四旋翼机就是这样移动的：先倾斜，再让倾斜的推力拖着它走。点一下按钮，看看每种动作是哪些电机在加速。后面两台电机的编号是1和3，这是飞控软件Betaflight的编法。
滑块展示倾斜会带来什么。把无人机倾斜30度，它就以约0.58倍重力加速度向侧面推，接近5.7米/秒²。要同时保住高度，它需要比悬停多约15%的推力，因为只剩一部分推力还朝上。到45度时，侧向推力等于重力，总推力得增加41%。花飞无人机的推力大约是自身重量的四到五倍，所以悬停只需约20%到25%的油门，剩下大量余量用来爬升或冲刺。远航无人机的推重比要低一些，因为更大的电池更重：这一架约为5.7比1，重载机型甚至低到2比1。
03
每秒一千次修正
四旋翼机自己站不稳，人的反应也远远不够快，没法靠手去平衡它。做这件事的是飞控，也就是两块板之间那叠电路板里的一块小板。它的陀螺仪每秒测量8000次无人机绕每根轴转动的速率。一个叫PID的控制环把测量值和飞手的指令作比较，然后修正四台电机的转速，每秒4000次或8000次。P把转速推向指令要求的速率，I消除缓慢的漂移，D压住快速的抖动。每秒几千次修正，飞行中的每一秒都是如此。
飞控下面是电调，也就是电子调速器，英文简称ESC：四路做在一块板上，每台电机50到55安。它把每一个新的油门值变成有精确时序的脉冲，送进电机的三组绕组。两块板之间用一种叫DShot的数字协议通信：每台电机一个16位的数据帧，其中11位是油门，1位是遥测请求，还有校验码，以每秒600千比特的速率在27微秒内发完。如果用双向DShot，电调还会把电机的真实转速回传，飞控就能滤掉每副桨带来的振动。
摇杆到底在指挥什么？在默认的手动模式里，每根摇杆指挥的是一个转动速率。横滚杆推到一半，无人机就以稳定的速率滚转；杆一回中，无人机就停止滚转，保持已经到达的角度，哪怕是倒过来的。默认设置下，杆打到底要求每秒约670度，差不多两整圈。自稳模式是给新手的：摇杆给出一个倾斜角度，一松手无人机就自己回到水平。从竞速到花式飞行，多数FPV飞手都用手动模式：它在风里给出完全的控制权，也允许无人机摆出任何姿态。点一下按钮，比较三种模式。
有两项安全功能很重要。遥控器上的一个开关负责解锁，解锁后电机和增稳才开始工作。如果油门没收到底，或者无人机倾斜过大，飞控会拒绝解锁。要是无线电数据包断了，失控保护会等1.5秒，然后默认关掉电机，无人机掉下来。桅杆上的GPS模块是可选的。Betaflight没有它也能飞。有了它，失联时GPS救援功能可以把无人机往解锁地点的方向带回去，但那只是应急手段，不是自动返航：飞手必须重新接管，否则无人机会坠毁。
摇杆的动作怎样传到螺旋桨
- 遥控器：飞手推动摇杆；遥控器读出位置，发出一个数据包，模型里每秒发250次。
- 接收机天线：无人机上的接收机解码数据包，把摇杆数值交给飞控。
- 陀螺仪：飞控读取无人机的转动速率，每秒8000次。
- PID控制环：把指令要求的速率和测到的速率作比较，算出四个新的油门值。
- 电调：每个油门值变成一个16位的DShot数据帧，在27微秒内发出，电调据此安排送往电机的脉冲。
- 螺旋桨：电机转速变了，推力变了，无人机于是倾斜、转向或爬升。
04
两套无线电：一套用来操控，一套用来看
飞手阵地和无人机之间跑着两条无线电链路。控制链路把摇杆位置送出去。模型里用的是ExpressLRS，一套开源系统，工作在900兆赫或2.4吉赫。它以固定频率发送小数据包，在2.4吉赫上每秒50到1000次。包发得越慢，传得越远：接收机对每个包能多听一会儿，更弱的信号也能解出来。50赫兹时，它能听到弱至−115 dBm的信号；500赫兹时只能到−105 dBm。这10分贝的差别，在开阔地上大约相当于3.2倍的距离。用低频率、在高处保持视距，单条2.4吉赫链路曾传到100多千米外。
图传链路反方向传回来，从机尾的图传天线发出。5.8吉赫模拟图传是经典选择：五个频段共40个频道，标清画面，无人机飞远时画面慢慢变成雪花，从摄像头到眼睛的延迟约20到30毫秒。数字系统传的是1080p、每秒100帧的画面，延迟约20毫秒，最好的设备标称可达10到15千米。但好的模拟图传仍然是延迟最低的选择，而且它是慢慢变差，而不是突然卡住。点一下按钮比比看。
两条链路都用圆极化天线：电波一边前进一边旋转。碰到地面或墙壁反射回来，旋转方向就反了过来，天线因此能挡掉大部分反射信号，不然画面会被它们弄花。眼镜把两块小小的1080p屏幕放在飞手眼前，视场角44到46度。野外小组通常会再加一块屏幕让领航员一起看，把遥控天线架到桅杆上，有时还会放一架无人机飞到高空当中继，把链路送过山脊。有些FPV无人机干脆不用这两套无线电，改用一根细细的光纤，从10到20千米长的线轴上放出来：没有无线电链路，也就没什么可干扰的。
用第二排按钮改变数据包频率，看三个数字怎么变：数据包的间隔、接收机还能听到的最弱信号，以及和500赫兹相比的距离。下面的读数跟着模型走：离飞手的距离，还有控制链路有多强。这趟短途飞行里，无人机离飞手最远不过约400米，所以链路一直很强。真实的小组在10到20千米外作业，那里数据包频率、天线和一条干净的视线决定了画面保不保得住。发射功率是最后一个手段，不是第一个。
05
在天上飞十二分钟
顶板上的电池是一组6S电池：六节锂电芯串联。用LiPo电芯的话，标称22.2伏，充满25.2伏。模型里用的Li-ion电池组标称21.6伏，充满25.2伏。飞手一般在每节约3.5伏、整组21伏时降落，绝不让每节低于3伏，再低电芯就会受损。这组电池容量4200毫安时，约91瓦时，重约450克。电池的C值说明它能放出多大的电流，以容量的倍数表示：一块1800毫安时、95C的LiPo理论上能放出171安，而一节Li-ion电芯只有30到45安。
远航为什么用Li-ion？为了每千克的能量。一块6S、1800毫安时的LiPo在288克里装了40瓦时，约139瓦时/千克。Li-ion电池组在450克里装了91瓦时，约200瓦时/千克，大约多了45%。代价是电流：Li-ion电芯给不出竞速机想要的爆发力，但对一架巡航的侦察机来说无所谓。而在巡航时，同样的能量能飞得最远。悬停比以中等速度前飞更耗功率，因为螺旋桨在流动的空气里效率更高。远航飞手规划航线时，会让无人机一直动起来，尽量少悬停。
拖动滑块给无人机增加载荷。每多100克，全重就增加，推重比就下降，悬停所需的油门就上升，续航就缩短。模型把电池能量的80%算作可用，再除以这个重量下巡航所需的功率，带着摄像头得出约12分钟。换更大的电池管不了多久：电池越多，重量越大，带着它飞就要更大的功率，所以每多加一块电池，收益都比上一块小。真实的7英寸远航无人机能飞12到30分钟；用小LiPo的5英寸花飞机只能飞约4到6分钟。
飞行时留意电压。负载一上来电压就往下掉，因为电流流过电池组的内阻会吃掉电压；无人机一松油门，电压又会回升：一组6S在猛拉爬升时可能只有21伏，悬停时却有23伏。天冷会更糟。零下20摄氏度时，锂电芯只剩约65%的容量，内阻也会上升，所以低电压警报来得更早。飞手会把电池捂热，直到起飞。下方的读数显示模型飞行时电池组的电压和电流，顶部的电量表也是根据它们填充的。
06
快、便宜、到处都是
现在你是透过飞手的眼镜在看：这是无人机返航时它自己的摄像头拍到的画面。它能飞多快？像这样的7英寸远航无人机最高约每小时140千米，巡航每小时60到80千米。竞速机更快：无人机竞速联盟的RacerX在2017年创下每小时263千米的官方成绩。纪录则是另一个世界。2025年12月11日，南非的卢克·贝尔和迈克·贝尔父子打造的Peregreen V4以每小时657.59千米创下电池动力四旋翼机的吉尼斯纪录。那是一台专门打造的机器，和普通FPV无人机完全不是一回事。点一下按钮，看看每一架飞完到路口的350米各要多久。
野外真正的限制是风。有一条经验法则：只在风速低于无人机最高速度三分之二时飞，这个尺寸的无人机能顶住约每小时32到40千米的稳定风。每一阵风都要耗电，因为无人机得迎风倾斜，而倾斜的推力需要更多功率。FPV无人机和Mavic这类航拍机的区别也在这里。你一松开摇杆，Mavic就靠GPS和气压计定在原地。手动模式下的FPV无人机只保持姿态，会随风飘走。除了飞手，没有什么能拦住它。
所以它很难学。多数新手在最初几个小时里一次次摔机，于是先从模拟器练起：在Velocidrone或Liftoff这类程序里飞20到60小时，再去真飞第一次，这是常见的建议。最早戴眼镜飞的飞手出现在2007年前后，当时是业余爱好，竞速随后兴起。第一届世锦赛2018年在深圳举行，来自34个国家的128名飞手参赛，冠军是一个15岁的少年。
便宜又简单，所以这种无人机到处都是。玩家版不含遥控器和眼镜要550到950美元；光一套机架约130到150美元。为军队成千上万地生产，机体约400到500美元，乌克兰计划2025年采购450万架FPV无人机。实际使用时，它们通常在离飞手约10到20千米处作业。要飞得更远，小组会在另一架无人机上装中继：乌克兰的一套系统搭在一架更大的无人机上，飞在500米高度，能停留一小时，把信号转发到30千米外。模型里的飞手阵地简单得多：一个掩体、一只箱子、一根带天线的桅杆，还有一位戴着眼镜的飞手。