无人机应用技术_航空航天

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前言

无人机的发展历史可以追溯到20世纪20年代，应技术进步和战争需求，无人机逐渐发展为世界各国尤其是发达国家武器装备中重要组成部分之一，也日益成为未来战争发展的方向

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01　理论篇

(https://www.daowen.com)

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项目1　什么是无人机

学习内容任务1　无人机的概念及发展历程任务2　无人机的分类任务3　多旋翼无人机的概述及发展任务4　无人机应用领域及发展趋势任务5　无人机的优点与缺点

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任务1　无人机的概念及发展历程

无人机，也称为无人飞行器（Unmanned Aerial Vehicle，UAV），是一种配备了数据处理系统、传感器、自动控制系统和通信系统等必要机载设备的飞行

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任务2　无人机的分类

无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称，按飞行平台构型的不同，无人机分为六大阵营：无人飞艇、固定翼无人机、扑翼式微形无人机、伞翼无人机、无人直升机、多旋翼无人机。(

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1.无人飞艇

如图1-6所示的无人飞艇一般采用充气囊结构作为飞行器的升力来源。充气囊一般充有比空气密度小的氢气或者氦气。它与热气球最大的区别在于具有推进和控制飞行状态的装置。

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2.固定翼无人机

如图1-7所示的固定翼无人机，顾名思义，就是机翼固定不变，靠流过机翼的风提供升力。固定翼无人机起飞的时候需要助跑，降落时必须要滑行。 (https://www.

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3.扑翼式微型无人机

图1-7　固定翼无人机(https://www.daowen.com) 如图1-8所示的扑翼式微型无人机是受鸟类或者昆虫启发而发展来的一种飞行器，具有可变形的小

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4.伞翼无人机

如图1-9所示的伞翼无人机是一种用柔性伞翼代替刚性机翼的无人机，伞翼大部分为三角形，也有长方形的。图1-8　扑翼式微型无人机(https://www.dao

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5.无人直升机

如图1-10所示的无人直升机靠一个或者两个主旋翼提供升力。如果只有一个主旋翼，还必须要有一个小的尾翼抵消主旋翼产生的自旋力。(https://www.daowe

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6.多旋翼无人机

如图1-11所示的多旋翼无人机具有由多组动力系统组成的飞行平台，它配备单个或者多个朝正上方安装的螺旋桨，由螺旋桨的动力系统产生向下的气流，并为飞行器提供升力。常

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任务3　多旋翼无人机的概述及发展

多旋翼无人机是近几年才发展起来的，历史尚浅。多旋翼无人机的发展经历了以下三个阶段。(https://www.daowen.com)

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1.理论开创阶段

图1-12　多旋翼无人机(https://www.daowen.com) 多旋翼无人机理论开创于20世纪初，直升机研发之前。几家主要飞机生产商开发出在多个螺旋桨

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2.加速发展阶段

近几年，随着电子技术、微机械技术以及计算机技术的迅猛发展，装配高性能压电陶瓷陀螺仪和角速度传感器的多旋翼无人机开始出现并加速发展（图1-12）。(https:/

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3.未来发展阶段

随着芯片处理能力的进一步提高，以及更新的算法研究和人工智能技术的发展，多旋翼研究开始向智能化和编队集群等方向发展，同时多种新技术尤其是图像处理、视觉技术和虚拟现

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4.多旋翼无人机的定义及分类

多旋翼无人机是一类通过多个定距桨（螺旋桨）正反旋转与转速控制提供飞行器升力、调整飞行器姿态的飞行器，如图1-13所示。多旋翼无人机按轴数个数分为三轴、四轴、六

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任务4　无人机应用领域及发展趋势

(https://www.daowen.com)

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1.无人机在军事方面的应用

现代军用无人机的任务范围已由传统的空中侦察、战场观察和毁伤评估等扩大到战场抑制、对地攻击、拦截巡航导弹，甚至空中格斗等领域。（1）小型化无人机充分发挥无人机

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2.无人机在民用方面的应用

已经和即将使用无人机的民用领域多达40多个，如影视航拍、农业植保、海上监视与救援、环境保护、电力巡查、渔业监管、消防、城市规划与管理、气象探测、交通监管、遥感测

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任务5　无人机的优点与缺点

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1.无人机的优点

①避免牺牲空勤人员，因为飞机上不需要飞行人员，所以最大可能地保障了人的生命安全。 ②无人机尺寸相对较小，设计时不受驾驶员生理条件限制，且不用考虑驾驶员对工作强度

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2.无人机的缺点

①生存力低，在与有较强防空能力的敌人作战时，无优势可言。 ②无人机速度慢，抗风和气流能力差，在大风和乱流的飞行中，飞机易偏离飞行线路，难以保持平稳的飞行姿态。

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项目2　无人机系统的组成及飞行原理

学习内容任务1　无人机系统的组成任务2　固定翼无人机的结构组成任务3　多旋翼无人机的组成任务4　无人机飞行原理任务5　多旋翼无人机飞行原理知识目标

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任务1　无人机系统的组成

无人机系统（Unmanned Aircraft System，UAS），也称无人驾驶航空器系统（Remotely Piloted Aircraft System

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1.无人机平台分系统

无人机平台分系统是执行任务的载体，它携带任务载荷，飞行至目标区域完成要求的任务。无人机平台包括机体、动力装置、飞行控制系统及导航子系统等。(https://ww

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2.任务载荷分系统

任务载荷分系统是装载在无人机平台上，用来完成要求的航拍航摄、信息支援、信息对抗、火力打击等任务的分系统。(https://www.daowen.com)

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3.数据链分系统

数据链分系统通过上行信道，实现对无人机的遥控；通过下行信道，完成对无人机飞行状态参数的遥测，并传回任务信息。数据链分系统通常包括无线电遥控/遥测设备、信息传输设

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4.指挥控制分系统

指挥控制分系统的作用是完成指挥、作战计划制订、任务数据加载、无人机地面和空中工作状态监视和操作控制，以及飞行参数、态势和任务数据记录等任务。指挥控制分系统通常包

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5.发射与回收分系统

发射与回收分系统的作用是完成无人机的发射（起飞）和回收（着陆）任务。系统主要包括发射和回收有关的设备和装置，如发射车、发射箱、弹射装置、助推器、起落架、回收伞、

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《无人机应用技术》简介

前言

目录

01　理论篇

项目1　什么是无人机

任务1　无人机的概念及发展历程

任务2　无人机的分类

1.无人飞艇

2.固定翼无人机

3.扑翼式微型无人机

4.伞翼无人机

5.无人直升机

6.多旋翼无人机

任务3　多旋翼无人机的概述及发展

1.理论开创阶段

2.加速发展阶段

3.未来发展阶段

4.多旋翼无人机的定义及分类

任务4　无人机应用领域及发展趋势

1.无人机在军事方面的应用

2.无人机在民用方面的应用

任务5　无人机的优点与缺点

1.无人机的优点

2.无人机的缺点

项目2　无人机系统的组成及飞行原理

任务1　无人机系统的组成

1.无人机平台分系统

2.任务载荷分系统

3.数据链分系统

4.指挥控制分系统

5.发射与回收分系统