四軸穿越機和四軸航拍機能代替人類的視角在空中遨遊，兩者的外形十分相似，都是由遙控器進行操控的「無人機」，大多人統稱他們為「四軸機」，主要分別是應用上不一樣。
竹蜻蜓的飛行原理和四軸機很相似，但竹蜻蜓只單靠一隻螺旋翼來令竹蜻蜓上升或下降。竹蜻蜓的螺旋翼有傾斜角度，當竹蜻蜓的螺旋翼向逆時針方向轉動時，旋轉的螺旋翼把空氣向下推，引致空氣向下流動，同時空氣會產生一股向上的反作用力給予竹蜻蜓，令它向上升起。

竹蜻蜓看飛行原理

根據牛頓第三定律：作用力同反作用力成正比，但方向相反。竹蜻蜓向下的作用力愈大，產生向上的反作用力就會愈強。隨著螺旋翼斜度的改變及轉動速度的增加，使向上升起的力大於竹蜻蜓的重量時，就能驅使竹蜻蜓向上飛。
不過，竹蜻蜓的螺旋翼向順時針方向轉動時，旋轉的螺旋翼把空氣向上推，引致空氣向上流動，同時空氣會產生一股向下的反作用力給予竹蜻蜓，令竹蜻蜓下降。在日常生活中的大型直升機就應用了以上原理，而直升機的螺旋翼就可以改變角度來控制升降。

四軸機怎樣飛行呢？

四軸機上分別裝有四隻螺旋翼，它的螺旋翼是固定的，不能像直升機的可以調節螺旋翼傾斜度。四軸機的每隻螺旋翼均接駁摩打，當摩打轉動時就能帶動螺旋翼向順時針方向或逆時針方向旋轉，四軸機就需要依靠改變摩打轉動的速度來控制它的飛行方向及升降。

四軸機的數學

四軸機的螺旋翼設計有數學中所學的旋轉對稱圖形，若果不是旋轉對稱的設計，就不能產生穩定的推動力。從俯視的角度去觀察四軸機，大部分的四軸機的外形都是軸對稱，軸對稱的設計有助於飛行時容易取得平衡。

飛行模式

四軸穿越機飛行工程

四軸穿越機的 4 個螺旋翼以對角方式編成兩組，兩組螺旋翼的傾斜角度是相反，同一組內的相同。四個螺旋翼可以利用不同號碼表示，1號螺旋翼和 3 號螺旋翼屬於同一組，並以順時針方向旋轉，而 2 號螺旋翼和 4 號螺旋翼則以逆時針方向旋轉，兩組螺旋翼所產生的反扭矩互相作用平衡機身，透過調節四個螺旋翼的轉速以達到控制升降及移動效果。

垂直升降

當增加四個螺旋翼的輸出功率，讓反扭矩保持平衡，令產生的總拉力克服體重量時就會垂直上升。下降則需降低四個螺旋翼的功率，反扭矩保持平衡，當產生的總拉力小於體重量時就會垂直下降。

水平移動

四軸穿越機要水平向前飛行，就要增加 1 號和 3 號螺旋翼的功率，其他兩個功率不變。如要水平向後飛行，就要增加 2 號和 4 號螺旋翼的功率，而1號和3號螺旋翼的功率不變。

如要轉向 3 號螺旋翼方向移動，就要降低 3 號螺旋翼的功率，提升 1 號螺旋翼的功率，其他兩個功率不變。反之，要轉向 1 號螺旋翼方向移動，就要增加 3 號螺旋翼的功率，減少 1 號螺旋翼的功率，其他兩個功率不變。

運用數據及科技保持平衡

四軸機在飛行時，會因周邊的氣流改變而影響到飛行穩定性，那麼如何可以保持平衡？在四軸機上還有不同的電子零件，分別是飛行控制器、陀螺儀、電子羅盤、氣壓計和 PID 控制等，他們互相配合以協調保持四軸機飛行時的平衡。

飛行控制器

飛行控制器負責控制四軸機平衡和運動的裝置，它是一個集成微控制器、電子調速器、連接不同的感測器（陀螺儀、電子羅盤和氣壓計）等裝置，負責處理從感測器接收得來的訊息，是四軸機的核心控制部分。

PID 控制器

PID 控制器是控制四軸機的飛行穩定的，通過飛行參數來進行調整，讓四軸機可以在空中保持平衡，不會出現任意的方向傾倒。在四軸機身上還有很多不同的 STEM 元素，只要你在製作四軸機或操控四軸機時，多閱讀有關資料、多與四軸機的 KOL 交流，自然可以體會更多有趣的 STEM。