无人机技术系统导论与实操_航空航天

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内容提要

本书详细介绍了无人机发展现状、系统平台、运行自然环境、飞行原理和运行法律法规，并将这些理论知识融入6种无人机模拟飞行训练和4种无人机组实操训练的教学任务。(ht

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前　言

PREFACE 当飞行遇上智能，就像机器人获得了飞行的能力，从而诞生了无人机，因此，无人机也可以理解为会飞行的机器人。近年来，科技的进步使无人机技术得到了迅猛发

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第1章　无人机概述

学习目标一、知识目标 1.了解无人机的定义； 2.了解无人机的分类； 3.了解世界和中国无人机发展历程； 4.掌握无人机的应用； 5.掌握民用无人机的未来发展

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1.1　无人机的定义

(https://www.daowen.com)

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1.1.1　无人机

无人机的运用越来越广泛，社会需求也越来越大。社会的发展、国家的进步离不开人工智能，更加离不开科技。无人机是什么？无人驾驶飞机简称“无人机”，它是利用无线电遥控设

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1.1.2　无人机系统

无人机系统（Unmanned Aircraft System，UAS）也称远程驾驶航空器系统（Remotely Piloted Aircraft System，

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1.1.3　无人机的驾驶员和机长

无人机系统的驾驶员，是指由运营人指派对无人机的运行负有必不可少的职责并在飞行期间适时操纵无人机的人员。无人机系统的机长，是指在系统运行时间内负责整个无人机系统

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1.1.4　无人机和无线电遥控航空模型

无人机和无线电遥控航空模型的区别：首先，无人机和无线电遥控航空模型最主要的区别是控制飞机“大脑”所在位置。在无线电遥控航空模型中，航空模型的控制是接收无线电的信

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1.2　无人机的广义定义

人工智能从诞生以来，其理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，可以设想，未来人工智能带来的科技产品，将会是人类智慧的“容器”。人工智能可以对人的意识、思维的信息

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1.3　无人机的分类

目前无人机的用途广泛，种类繁多，型号各异，各具特点，其主要功能是由飞行平台决定的。不同平台赋予了无人机截然不同的飞行品质和特性。对于机载飞行控制设备而言，不同用

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1.4　世界无人机发展历程简述

提到无人机，最让人印象深刻的就是无人机航拍，其实无人机发展到今天，其应用范围已经非常广泛，在军事和民用等领域均有它的身影。现在随着我国经济社会的发展，无人机科技

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1.5　中国无人机发展历程简述

中国有着悠久的历史与灿烂的文明，曾经有过很多和航空航天技术紧密相关的发明与创造，甚至相当多的创新是远远领先于世界发展水平的，但是非常遗憾的是这些与航空航天有关的

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1.5.1　发展历程简述

我国无人机的研制始于20世纪五六十年代。1966年12月6日，“长空一号”大型喷气式无线电遥控高亚音速无人靶机首飞成功。该机型于1976年年底批准设计定型，之后

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1.5.2　国内民用无人机的兴起

20世纪90年代起，我国经济迎来了发展的新高峰。随着无线电遥控模型运动的推广和普及，发展进程加快，90年代初从各省、市退出的航模职业队的专业选手中，一些人开办了

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1.6　无人机的应用

无人机是不载人的飞行器，所以，其可以广泛应用于不适合人类进入的地方或未知地域，代替人类开展先期探索或执行任务，在军、民、科研等领域有着广泛的应用。无人机作为高

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1.6.1　航拍、航摄、竞技

无人机广泛用于航拍、航摄、飞行表演竞技、极限运动自拍等方面。应用无人机克服了传统的航摄直升机体积庞大、使用维护成本高昂、摄像工作辛苦且危险的缺点，无人机通过云台

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1.6.2　植保飞防

近些年，在全国各地植保行业中，植保无人机的应用范围越来越广，智能化越来越高。无人机的优势在植保中已举足轻重。植保无人机携带农药可进行超低空喷洒，操作简单、效率

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1.6.3　电力巡检与大数据建设

传统输电线路巡检，大多依赖运行维护人员肉眼或手持仪器排查电路中的故障，根据经验判断潜在隐患。然而，纯靠人力检测本身就是一个巨大隐患，巡检员很难一处不落地排除掉所

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1.6.4　交通巡查

无人机应用于交通巡查主要是进行路况勘察、事故取证、交通疏导和智慧交通等方面的工作。我国各大城市道路拥堵严重，尤其是在发生交通事故时，不但容易造成邻近路段交通瘫痪

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1.6.5　无人机遥感

无人机遥感主要用于环境监测、管道巡检、溢油处理、危险采样等方面。无人机遥感可对地面覆盖、水环境及变化情况提供定量和直观的监测，为各级环保部门提供执法判断依据。

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1.6.6　突发事件监控

无人机视野全面，可随时随地地部署到各种环境，迅速进行数据采集作业，并对重要区域进行全方位监控，通过数据链将实时的影像数据传送回总部或在现场实时监测，为指挥决策提

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1.6.7　火灾、洪水救援/灾害评估/人员搜救

近年来，无人机技术迅速发展，在各类救援行动中发挥出重要作用。无人机具有操作简单、灵活机动、适合复杂环境作业、受交通条件限制小等优点，可以帮助指挥中心第一时间掌握

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1.6.8　快递送货

无人机快递（UAV Express），即利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵无人驾驶的低空飞行器运载包裹，自动送达目的地。其优点是解决偏远地区的配送问题，

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1.6.9　保护野生动物

位于荷兰的非营利组织——影子视野基金会等机构正在使用经过改装的无人机，为保护濒危物种提供关键数据，这种无人机已在非洲得到广泛使用。经过改良的无人机还能被应用于反

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1.7　民用无人机的未来发展

从需求来看，未来10年，全球无人机销量仍将主要集中在中低端的民用无人机和消费型无人机。民用无人机的用途极为广泛，未来市场主要集中于农林植保、影视航拍、电力巡检等

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第2章　无人机系统概述

学习目标一、知识目标 1.了解无人机的飞行平台系统； 2.掌握固定翼构型飞行平台系统的构成； 3.理解无人机地面站及支持设备运行的原理； 4.根据要求正确确定

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2.1　无人机的飞行平台系统概述

无人机的飞行平台不外乎固定翼的飞机构型（含伞翼、柔性滑翔翼和充气的柔性翼）、旋翼类的直升机或自转旋翼机构型、变模态的直升机构型、轻于航空器的浮空航空器构型及扑翼

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2.1.1　固定翼飞机

固定翼飞机（Fixed-wing plane）平台即日常生活中提到的“飞机”，是指由动力装置产生前进的推力或拉力，由机体上固定的机翼产生升力，在大气层内飞行的重

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2.1.2　旋翼飞行平台

旋翼飞行平台即旋翼航空器平台，旋翼航空器是一种重于空气的航空器，其在空中飞行的升力由一个或多个旋翼与空气进行相对运动的反作用获得，与固定翼航空器为相对的关系。现

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《无人机技术系统导论与实操》简介