发展中的无人驾驶飞机有效载荷
作者：陈广东
作者单位：南京航空航天大学无人机研究院,江苏,南京,210016本文链接：https://www.doczj.com/doc/101539520.html,/Conference_6239965.aspx
飞机总体设计 文档介绍： 摘要 飞机设计是一项复杂和周期很长的工作，在工业部门通常分成几个阶段进行。首先拟定设计要求，它是由使用方（军方或民航）负责。现代军用飞机根据国家的方针和将来面临的作战环境，经过分析提出作战技术要求。现代军用飞机从设计要求的制定到开始服役使用一般都需要10 年以上的时间，要准确预计10 年后的政治、经济、技术环境是相当困难的。一架军用机的全寿命费用达数百亿元的量级，因而军用飞机设计要求的研究和制定是一项非常重要和影响巨大的工作。 军用飞机设计要求的研究和制定一般都由专门的机构和人员来进行。民用飞机主要强调安全性、经济性和舒适性，其设计要求一般由飞机公司提出初步设想，经过与可能用户的商讨，并经过市场调查和分析讨论后制定的。 第二阶段是概念设计，它与设计要求阶段有重叠，因为有时要通过概念设计来使设计要求制定得更为合理和具体化。概念设计的目的是对飞机的气动布局、性能、重量水平、航空电子、武器、所需新技术、费用和市场前景等方面进行初步和方向性的探讨。概念设计中还有对设计要求中各项目的指标进行分析，适当降低那些对性能影响不大，但可能降低技术风险和发展费用的设计要求，有可能提出一套合理组合的设计要求。概念设计中设计师的经验和判断力起重要作用，往往采用经验或半经验的分析方法。 第三阶段是初步设计，它包括两部分内容：方案设计和打样设计。方案设计，首先根据设计要求在概念设计的基础上，进行多种气动布局方案的对比和研究，以及机翼、机身、尾翼的形状、设计参数的确定。飞机的内部布置要同时进行。这时，各个专业都要介入，如结构的传力路线设计、新材料新工艺的选用、各系统的原理设计、全机重量重心估计、飞机性能计算和飞行品质分析，检查设计方案能否满足设计要求。飞机方案设计中充满着矛盾，要通过各种方案的研究来评价、折衷和综合，不断进行改进，直到获得一个满足要求的综合最佳方案。打样设计，在方案设计阶段主要是确定飞机总体布局，对结构和系统的考虑比较粗略，在详细设计之前，结构和系统还需要一个初步设计的过程，这个过程为打样设计。在打样设计阶段要进行下列工作： （1）气动分析和风洞试验，进行全机载荷计算，性能和飞行剖面计算，操纵性和稳定性分析和气动弹性分析等。制造不同的模型，进行高低速风洞试验，提供原始气动力数据。 （2）结构打样设计。对主要受力部件进行初步设计和分析，选择合理的结构形式、新材料、新工艺和重量估算。 （3）系统打样设计。对所有系统进行原理设计，确定主要附件和系统的功能和功率。对管道、电缆进行初步设计和通路协调。 （4）全机布置协调。一般是在全尺寸图纸上进行，画出全套协调图。随着计算机技术的发展，全机布置协调，运动机构及间隙检查，可在计算机屏幕上进行。
1，航线结构损伤维修特点 ?数量多——雷击，冰雹，鸟撞，勤务车辆、工作梯撞击等?修理周期较长 ?时间紧迫——需要保障航班正常运营, 2.结构维修基本原则 安全性原则——结构持续适航影响结构持续适航性的损伤，必须立即停场进行结构修理 经济性原则——降低维修成本有计划地进行结构修理：不影响结构持续适航性的损伤，不一定立即进行结构修理 3.目前制约航线结构维修的主要因素 航线技术支援基本上为非结构修理专业人员，普遍缺乏基本结构工程技术支援技能，AOG技术支援基本上依靠结构工程师提供，耽误抢修进度。具体表现在：不能正确应用SRM有效过滤允许损伤极限范围内的结构损伤 不能正确报告结构损伤：提供给结构工程师的结构损伤信息不符合要求，难以满足损伤评估以及修理方案制定需要4.结构种类及其含义 飞机结构分为主要结构(primary structure)和次要结构（secondary structure)两大类 主要结构：传递飞行、地面或者增压载荷的结构。 主要结构包含重要结构（PSE/SSI)和其它主要结构。 重要结构指传递飞行、地面或者增压载荷的关键结构
件或者关键结构组件。重要结构件一旦失效，将导致 飞机灾难性事故 次要结构：仅传递局部气动载荷或者自身质量力载荷的结构。 次要结构失效不影响结构持续适航性/飞行安全。大多 数次要结构主要作用为保证飞机气动外形、降低飞行 时空气阻力。例如翼-身整流罩。 5.门的种类及用途 登机门/勤务门：登机门和勤务门分别为旅客和机组和勤务人员接近客舱内部的通道口。 应急门：紧急出口指紧急情况下的撤离出口 货舱门：用以接近货舱内部区域。 登机梯门：放出后，该梯能形成通道供旅客和机组进入或离开飞机 前设备舱门（Forward access) 电子设备舱门(Electronic equipment compartment) 各种检查盖板（Access Doors）各种勤务盖板（Service Doors）驾驶舱门（Fixed Interior Doors） 6.门的主要/重要结构和次要结构、作用 主要/重要结构：门的蒙皮、结构、止动座和止动销 次要结构：各种检查盖板，各种勤务盖板，驾驶舱门门的蒙皮和结构：
中国民用航空局飞行标准司 编号：AC-61-FS-2013-20 咨询通告下发日期：2013年 11月18日 编制部门：FS 批准人：万向东民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定 1、目的 近年来随着技术进步，民用无人驾驶航空器（也称遥控驾驶航空器，以下简称无人机）的生产和应用在国内外得到了蓬勃发展，其遥控驾驶人员的种类和数量也在快速增加。面对这样的情况，局方有必要在不妨碍民用无人机多元发展的前提下，加强对民用无人机驾驶人员的规范管理，促进民用无人机产业的健康发展。 由于民用无人机在全球范围的发展速度非常快，国际民航组织已经开始为无人机及其相关系统制定标准和建议措施（SARPs）、空中航行服务程序（PANS）和指导材料的任务。这些标准和建议措施预计将在未来几年成熟，因此多个国家推出了临时性管理规定。鉴于此，本咨询通告也属于临时性管理规定，针对目前出现的无人机及其系统的驾驶员实施指导性管理，并将根据行业发展情况随时修订，最终目的是按照国际民航组织的标准
建立我国完善的民用无人机驾驶员监管措施。 2、适用范围 本咨询通告用于民用无人机系统驾驶人员的资质管理。其涵盖范围包括但不限于： （1）无机载驾驶人员的航空器； （2）有机载驾驶人员的航空器，但该航空器可由地面人员或母机人员实施完全飞行控制。 3、法规解释 无论驾驶员是否位于地面或航空器上，无人机系统和驾驶员必须符合民航法规在相应章节中的要求。由于无人机系统中可能没有机载驾驶员，原有法规有关驾驶员部分章节已不能适用，本文件对相关内容进行说明。 4、定义 本咨询通告使用的术语定义： （1）无人驾驶航空器（UA： Unmanned Aircraft），是一架由遥控站管理（包括远程操纵或自主飞行）的航空器，也称遥控驾驶航空器（RPA：Remotely Piloted Aircraft）。 （2）无人机系统（UAS： Unmanned Aircraft System），也称无人驾驶航空器系统（RPAS： Remotely Piloted Aircraft Systems），是指一架无人机、相关的遥控站、所需的指令与控制
飞机组成示意图 (二)飞机的基本组成 飞机有四个基本组成部分：机体、推进装置、飞机系统和机载设备。 1、机体 飞机机体由机翼、机身、尾翼（组）起落架等组成，如图： 机翼是为飞机飞行提供举力的部件，同时，它还作为油箱和起落架舱 的安放位置。机翼的翼型是流线型的,上表面凸起弯曲大，下表面弯曲小 或是平面.机翼的前缘和后缘加装了很多改善或控制飞机气动性能的装 置，这些装置包括副翼、襟翼、缝翼和扰流板等。如图所示 副翼是飞机的主操纵面之一，位于机翼后缘外侧（远离机身），一对 副翼总是以相反的方向偏转，使一侧机翼的升力增加而另一侧机翼的升 力减小，从而使飞机滚转(见图)。襟翼和前缘缝翼都是增加飞机起飞降落 时的升力的装置，以缩短飞机的起降滑跑距离。扰流板是铰接于机翼上 表面的金属薄板，打开时分离上翼面的气流，造成机翼上的升力下降、 阻力增加。在空中扰流板可以协助副翼使飞机滚转，在地面扰流板可起 减速板的作用。民用飞机的燃油箱大多位于机翼内。 机身是飞机的主体，它是左右对称并呈流线型。机身用来装载人员、 货物、安装设备，并将飞机的各部件连接为整体。大型客机机身由机头、 前段、中段、后段和尾锥组成。 机头主要是雷达天线和整流罩；前段和中段为气密增压舱，空间被地板分成上、下两部分，上部为驾驶舱和客舱，下部为货舱、设备舱和起落架舱；后段主要安装尾翼及部分设备；尾锥主要是辅助动力装置的排气管。 尾翼组由垂直尾翼和水平尾翼组成。垂直尾翼包括垂直安定面和方向舵，提供方向（航向）稳定性和操纵性;水平尾翼包括水平安定面和升降舵,提供俯仰稳定性和操纵性. 飞机起落架的主要部件有支柱、机轮、减震装置和收放机构等，其功用主要是使飞机起降时能在地面滑跑和滑行、以及使飞机能在地面移动和停放。现代飞机的起落架都是可以放的，可以大大减小飞机阻力，也有利于飞机姿态的控制。
无人驾驶飞机 无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空，也可由母机带到空中投放飞行。回收时，可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆，也可通过遥控用降落伞或拦网回收。可反覆使用多次。广泛用于空中侦察、监视、通信、反潜、电子干扰等。 一、无人驾驶飞机简介 无人驾驶飞机是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机。它的研制成功和战场运用，揭开了以远距离攻击型智能化武器、信息化武器为主导的“非接触性战争”的新篇章。 与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点，备受世界各国军队的青睐。在几场局部战争中，无人驾驶飞机以其准确、高效和灵便的侦察、干扰、欺骗、搜索、校射及在非正规条件下作战等多种作战能力，发挥着显著的作用，并引发了层出不穷的军事学术、装备技术等相关问题的研究。 二、无人驾驶飞机的构成 无人机主要包括飞机机体、飞控系统、数据链系统、发射回收系统、电源系统等。 而其中与本专业自动控制有关的主要是无人驾驶飞机的飞控系统。无人机通常具备自动驾驶功能，能按任务要求进行自主飞行，避免人工操作造成的各项限制。飞行控制系统是无人机系统的灵魂和核心组件，是实现无人机自主飞行执行任务的关键设备。 其实飞控系统的定义就是飞机上所有用来传递操纵指令，驱动舵面运动的所有部件和装置的总合。它包括3个部分： 1、中央操纵机构，具体包括驾驶盘/侧杆和脚蹬。 2、传动机构，包括机械传动和电传。 3、驱动机构，包括液压的和电动的。它可以实现飞机绕纵轴、横轴、立轴旋转，以完成对飞机的飞行姿态和飞行轨迹的控制。 主要用于实现自动驾驶，获得所要求的最佳飞行性能。 三、飞机飞行自动控制系统(automatic flight control system of aircraft)
航空术语缩写简表 A/THR 自动推力 咨询通告 AC 交流电 ACARS 通讯寻址和报告系统 ACD 适航符合性文件 ACJ 咨询通告-联合 ADIRU 大气数据基准组件 ADR 大气数据基准 ADS-B 广播式自动相关监视(ADS-B）ADS-C 合约式自动相关监视(ADS-C) AFM 飞机飞行手册 AGL 离地高 AIME 独立监控推断 AINS 飞机信息网络系统 ALT 高度 AMC 可接受的符合方式 AMJ 咨询资料包 AMM 飞机维修手册 ANSU 飞机网络伺服组件 AOA 迎角 AOC
航空公司运行控制AP 自动驾驶 APU 辅助动力装置 AR 所需授权 ARINC 航路无线电INC ASD 加速停止距离ASDA 可用加速停止距离ASI 空速指示器 ATA 航协 ATC 空中交通管制ATSU 空中交通服务组件AWO 所有天气操作 BC 背航道 BSCU 刹车和转弯控制组件CAA 民航管理局 CDL 构型偏差清单CDLS 驾驶舱门锁系统CFR 联邦规章代码 CG 重心 CIS 独联体 CLB 爬升 CMP 构型维护和程序CPDLC
管制员飞行员数据链通讯CS 运行规范 CSM/G 恒速马达发电机 CWY 净空道 D-ATIS 数字式自动终端服务 DA 决断高度 DC 直流电 DCL 离场指令 DGAC 民航总局 DH 决断高 DMC 显示管理计算机 DME 测距仪 DNA 国家适航 DNAR 国家的适航条例 DO 文件指令 显示组件 DU 文件单元 EASA 欧洲航空安全局 ECAM 飞机电子中央监控 ED EUROCAE文件 EDTO 延长改航时间运行 EFIS 电子飞行仪表系统EGPWS 增强型近地警告系统
一单选 1. 飞机载荷是指 A:升力. B:重力和气动力. C:道面支持力. D:飞机运营时所受到的所有外力. 回答: 错误你的答案: 正确答案: D 提示: 2. 飞机大速度平飞时,双凸翼型机翼表面气动力的特点是 A:上下翼面均受吸力. B:上下翼面均受压力. C:上翼面受吸力,下翼面受压力. D:上翼面受压力,下翼面受吸力. 回答: 错误你的答案: 正确答案: A 提示: 3. 飞机小速度大迎角平飞时,双凸翼型机翼表面气动力的特点是A:上下翼面均受吸力. B:上下翼面均受压力. C:上翼面受吸力,下翼面受压力. D:上翼面受压力,下翼面受吸力. 回答: 错误你的答案: 正确答案: C 提示: 4. 飞机在水平面内作等速圆周运动时,其所受外力为 A:升力、重力、推力、阻力、向心力. B:升力、重力、推力、阻力不平衡,其合力提供向心力. C:所受升力随坡度增大而增大. D:B和C都对. 回答: 错误你的答案: 正确答案: B 提示: 5. 双发飞机空中转弯的向心力由 A:飞机重力提供. B:机翼升力提供. C:发动机推力提供. D:副翼气动力提供.
提示: 6. 飞机转弯时的坡度的主要限制因素有 A:飞机重量大小. B:飞机尺寸大小. C:发动机推力、机翼临界迎角、飞机结构强度. D:机翼剖面形状. 回答: 错误你的答案: 正确答案: C 提示: 7. 某运输机在飞行中遇到了很强的垂直上突风,为了保证飞机结构受载安全,飞行员一般采用的控制方法是 A:适当降低飞行高度. B:适当增加飞行高度. C:适当降低飞行速度. D:适当增大飞行速度. 回答: 错误你的答案: 正确答案: C 提示: 8. 飞机平飞遇垂直向上突风作用时,载荷的变化量主要由 A:相对速度大小和方向的改变决定. B:相对速度大小的改变决定. C:相对速度方向的改变决定. D:突风方向决定. 回答: 错误你的答案: 正确答案: C 提示: 9. 在某飞行状态下,飞机升力方向的过载是指 A:装载的人员、货物超过规定. B:升力过大 C:该状态下飞机升力与重量之比值. D:该状态下飞机所受外力的合力在升力方向的分量与飞机重量的比值. 回答: 错误你的答案: 正确答案: C 提示: 10. 飞机水平转弯时的过载 A:与转弯半径有关. B:与转弯速度有关. C:随转弯坡度增大而减小. D:随转弯坡度增大而增大.
无人机任务载荷 大多无人机系统便升空执行任务，通常需要搭载任务载荷。任务载荷一般与侦察、武器投射、通信、遥感或货物有关。无人机的设计通常围绕所应用的任务载荷进行。有些无人机可携带多种任务载荷。任务载荷的大小和重量是无人机设计时最重要的考虑因素。大多数小型商用无人机要求任务载荷的重量不超过5磅。有部分小型无人机制造商采用可快速拆卸和替换的任务载荷。 就侦察任务和遥感任务而言，传感器任务载荷根据不同任务可采用许多不同形式，包括光电摄像机、红外摄像机、合成口径雷达、激光测距仪等。光学传感器组件即可永久安装在无人机上，以便传感器操作员获得固定的视角，也可安装在万向节或转塔上。万向节或转塔安装系统使传感器能够在预定范围内转动，通常绕两个轴转动。万向节或转塔即可通过自动驾驶系统，也可以通过独立的接收机来接受输出信号。有些万向节还装有震动隔离装置，可降低飞度。震动隔离方法有两种，一种是采用弹性/橡胶安装座，另一种是采用电子陀螺仪稳定系统。 光电 光电摄像机通过电子设备的转动、变焦和聚焦来成像，在可见光谱工作，所生成的图像形式包括全活动视频、静止图片或二者的合成。大多数小型无人机的光电摄像机采用窄视场到中视场镜头。大型无人机的摄像机还可使用宽视场或超宽视场传感器。光电传感器可执行多种任务，还可与其他不同类型的传感器结合使用，以生成合成图像。关电摄像机大多在昼间使用，以便大可能提高视频质量。 红外 红外摄像机在红外电磁频谱范围内工作。红外传感器也称为前视红外传感器，利用红外或热辐射成像。无人机采用的红外摄像机分为两类，即冷却式和非冷却式。现代冷却式摄像机由低温制冷器制冷，可降低传感器温度到低温区域。这种系统可利用热对比度较高的中波红外波段工作。冷却式摄像机的探头通常装在真空密封盒内，需要额外功率进行冷却。总而言之，冷却式摄像机生产图像质量比非冷却式摄像机的质量要高。 非冷却式摄像机传感器的工作温度与工作环境温度持平或略低于环境温度，当受到探测到的红外辐射加热时，通过所产生的电阻、电压或电流的变化工作。非冷却式传感器的设计工作波段为7~14纳米的长波红外波段。在此波段上，地面温度目标辐射的红外能量最大。
第1章 无人机结构与系统 一一无人机结构与系统分为结构和系统两个方面,其中无人机结构主要是指无人机的硬件结构,无人机系统主要是指无人机动力系统二控制站二飞行控制系统二通信导航系统二任务载荷系统和发射回收系统等三 1.1 无人机概述 一一18世纪后期,热气球在欧洲升空,迈出了人类翱翔天空的第一步三20世纪初期,美国莱特兄弟的 飞行者 号飞机试飞成功,开创了现代航空的新篇章三20世纪40年代初期第二次世界大战时,德国成功发射大型液体火箭V-2,把航天理论变成现实三1961年,苏联航天员加加林乘坐 东方1号 宇宙飞船在最大高度为301k m的轨道上绕地球一周,揭开了人类载人航天器进入太空的新篇章三 无人机的起源可以追溯到第一次世界大战,1914年英国的两位将军提出了研制一种使用无线电操纵的小型无人驾驶飞机用来空投炸弹的建议,得到认可并开始研制三1915年10月,德国西门子公司成功研制了采用伺服控制装置和指令制导的滑翔炸弹三1916年9月12日,第一架无线电操纵的无人驾驶飞机在美国试飞三1917 1918年,英国与德国先后研制成功无人遥控飞机三这些被公认为是遥控无人机的先驱三 随后,无人机被逐步应用于靶机二侦察二情报收集二跟踪二通信和诱饵等军事任务中,新时代的军用无人机很大程度上改变了军事战争和军事调动的原始形式三与军用无人机的百年历史相比,民用无人机技术要求低二更注重经济性三军用无人机技术的民用化降低了民用无人机市场进入门槛和研发成本,使得民用无人机得以快速发展三 目前,民用无人机已广泛应用于航拍二航测二农林植保二巡线巡检二防灾减灾二地质勘测二灾害监测和气象探测等领域三 未来,无人机将在智能化二微型化二长航时二超高速二隐身性等方向上发展,无人机的市场空间和应用前景非常广阔三 中国民用航空局飞行标准司在2016年7月11日颁布的‘民用无人机驾驶员管理规定“(A C-61-F S-2016-20-R1),其对无人机及相关概念作了定义三
无人驾驶靶机飞行控制系统设计 2010-06-22 15:39:08 作者：admin来源： 介绍了无人驾驶靶机的飞行控制系统，详细讨论了系统的功能、基本组成、自动驾驶仪控制规律、发动机控制原理、回收控制方案及系统软件设计等。 靶机是无人机的一种主要类型，其作用在平时可应用于防空武器系统的试验鉴定；在战时，可用作诱饵或假目标。90年代中期由我单位设计定型的某型号无人靶机采用小型活塞式发动机，固体火箭助推起飞，伞降回收方式，具有良好的战场机动。该靶机的飞行控制系统采用比例式数模混合控制方案，把变参数控制方法应用于飞机姿态角和高度的控制规律中，使飞机在动态气压、高度、阵风等环境变化扰动的不良条件下，都有良好的稳定性和飞行品质，同时，该控制系统中的发动机控制，回收控制方案合理，可靠性高，本文介绍该靶机飞行控制系统的功能、基本组成、控制原理以及系统软件设计等。 1 系统基本功能及组成 系统功能如下： ①稳定飞机的俯仰角、倾斜角、航向角，保证飞机在给定气压高度上飞行，在飞行过程中，给定的气压高度值可连续改变； ②操纵飞机按给定的俯仰角、倾斜角、航向角飞行，在飞行过程中，俯仰角和倾斜角随飞行高度变化而自动调整，定向角度值可在0～360°范围内任意设定； ③随着飞行高度和飞行速度变化自动改变控制参数； ④接收和执行遥控指令，改变飞行状态，执行放拖靶，投放诱饵弹，点燃曳光弹等作业任务； ⑤采集飞行状态参数，发送给遥测调制器及发射机，下传至地面控制站； ⑥飞行航线可预编程，并且具有自动返航功能，在无线电控制范围内，能控制飞机自动
飞回地面控制站上空； ⑦进行发动机控制，回收控制及飞行故障的应急处理。 该系统由垂直陀螺、高度空速传感器、航向传感器、飞行控制计算机、舵机、电源、整机电缆等组成，如图1所示。 图1 飞行控制系统组成框图 2 系统控制原理 2．1 自动驾驶仪控制规律 在略去舵回路惯性后，控制系统纵向和横向两个通道自动驾驶仪调节规律如下： (1) (2)
一、什么是无人机？ 无人机是无人驾驶飞机的简称（Unmanned Aerial Vehicle，LHUAS），是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置的不载人飞机，包括无人直升机、固定翼机、多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机。广义地看也包括临近空间飞行器（20-100公里空域），如平流层飞艇、高空气球、太阳能无人机等。从某种角度来看，无人机可以在无人驾驶的条件下完成复杂空中飞行任务和各种负载任务，可以被看做是“空中机器人”。 按照不同结构来分类，无人机可主要有固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机三大平台，其它小种类无人机平台还包括伞翼无人机、扑翼无人机和无人飞船等。固定翼无人机是军用和多数民用无人机的主流平台，最大特点是飞行速度较快；无人直升机是灵活性最强的无人机平台，可以原地垂直起飞和悬停；多旋翼（多轴）无人机是消费级和部分民用用途的首选平台，灵活性介于固定翼和直升机中间（起降需要推力），但操纵简单、成本较低。 按不同使用领域来划分，无人机可分为军用、民用和消费级三大类，对于无人机的性能要求各有偏重：1）军用无人机对于灵敏度、飞行高度速度、智能化等有着更高的要求，是技术水平最高的无人机，包括侦察、诱饵、电子对抗、通信中继、靶机和无人战斗机等机型；国内有最具代表性的无人机“天将” 2）民用无人机一般对于速度、升限和航程等要求都较低，但对于人员操作培训、综合成本有较高的要求，因此需要形成成熟的产业链提供尽可能低廉的零部件和支持服务，目前来看民用无人机最大的市场在于政
府公共服务的提供，如警用、消防、气象等，占到总需求的约70%，而我们认为未来无人机潜力最大的市场可能就在民用，新增市场需求可能出现在农业植保、货物速度、空中无线网络、数据获取等领域；国内有最具代表新盖的DJI. 3）消费级无人机一般采用成本较低的多旋翼平台，用于航拍、游戏等休闲用途。
无人机自动驾驶仪 1.自动驾驶仪(autopilot)： 按一定技术要求自动控制飞行器的装置。在有人驾驶飞机上使用自动驾驶仪是为了减轻驾驶员的负担，使飞机自动地按一定姿态、航向、高度和马赫数飞行。飞机受暂时干扰后，自动驾驶仪能使它恢复原有的稳定飞行状态，因此，初期的自动驾驶仪称为自动稳定器。自动驾驶仪与飞机上其他系统交联还可实现对飞机的控制。在导弹上，自动驾驶仪起稳定导弹姿态的作用，故称导弹姿态控制系统。它与导弹上的或地面的导引装置交联组成导弹制导和控制系统，实现稳定和控制的功能。 1.1发展概况 1914年美国人E.斯派雷制成电动陀螺稳定装置，这是自动驾驶仪的雏型。30年代，为了减轻驾驶员长时间飞行的疲劳，开始使用三轴稳定的自动驾驶仪。它的主要功用是使飞机保持平直飞行。50年代，通过在自动驾驶仪中引入角速率信号的方法制成阻尼器或增稳系
统，改善了飞机的稳定性。50年代以来自动驾驶仪发展成为飞行自动控制系统。50年代后期，又出现自适应自动驾驶仪，它能随飞行器特性的变化而改变自身的结构和参数。60～70年代，数字式自动驾驶仪应运而生，它在“阿波罗”号载人飞船登月舱的登月过程中得到应用。 1.2原理和组成 自动驾驶仪是模仿驾驶员的动作驾驶飞机的。它由敏感元件、计算机和伺服机构组成。当某种干扰使飞机偏离原有姿态时，敏感元件(例如陀螺仪)检测出姿态的变化；计算机算出需要的修正舵偏量；伺服机构（或称舵机）将舵面操纵到所需位置。自动驾驶仪与飞机组成反馈回路，保证飞机稳定飞行。 1.3分类和特点 自动驾驶仪可按能源形式、使用对象、调节规律等分类。 ①按能源形式：分为气压式、液压式、电气式或者是这几种形式的组合。现代超音速飞机多安装电气（或电子）-液压式自动驾驶仪。气压式伺服机构主要用于导弹。 ②按使用对象：分为飞机自动驾驶仪和导弹自动驾驶仪。飞机自动驾驶仪多具有检测飞机姿态角的敏感元件，能稳定飞机的姿态角。为了提高这种自动驾驶仪的稳定效果，可配合使用速率陀螺仪。战术导弹只需要稳定角速度，其姿态角根据目标的运动而改变，因此，在自动驾驶仪中不设检测角位置的敏感元件。巡航导弹、战略导弹和运载火箭需要稳定姿态角，在这些飞行器的自动驾驶仪中仍有检测姿态角的敏感元件。 ③按调节规律：自动驾驶仪的调节规律（即数学模型）表示伺服机构的输出量与被调参量之间的函数关系。飞机自动驾驶仪依调节规律的不同分为比例式自动驾驶仪和积分式自动驾驶仪。比例式自动驾驶仪是以伺服机构输出的位置偏移量（如舵偏角）与被调参量（如姿态角）的偏差成比例的原理工作的。它的结构简单，应用很广，但在干扰作用下会产生静态误差。积分式自动驾驶仪是以伺服机构输出的位置偏移量与被调参量偏差的积分成比例的原理工作的，它没有静态误差，但系统的稳定性差，结构复杂，应用受到一定限制。 导弹自动驾驶仪按被调参量的性质可分为位置式自动驾驶仪、定向式自动驾驶仪和加速度式自动驾驶仪。位置式自动驾驶仪的被调参量是飞行器的角位置（即姿态角），伺服机构的输出量与姿态角的偏差成比例。定向式自动驾驶仪的被调参量是飞行器的姿态角速度，伺服机构的输出量与姿态角速度的偏差成比例。加速度式自动驾驶仪的被调参量是飞行器的法向加速度，伺服机构的输出量与法向加速度的偏差成比例。 现代自动驾驶仪的趋势是向数字化和智能化方向发展。80年代以前，战术导弹由于工
捕食者无人机的原理和结构 MQ-1 捕食者（Predator）是一种无人机，美国空军将其描述为“中海拔、长时程”（MALE）无人机系统。它可以扮演侦察角色，可发射两枚AGM-114地狱火飞弹。它是一种遥控飞行器，机长8.27米，翼展14.87米，最大活动半径3700公里，最大飞行时速240公里，在目标上空滞空时间24小时，最大续航时间60小时。捕食者无人机装有光电/红外侦察设备、GPS导航设备和具有全天候侦察能力的合成孔径雷达，在4000公尺高处分辨率为0.3米，对目标定位精度0.25米。可采用软式着陆或降落伞紧急回收。 军事指挥官们要应用各种战略和战术，力求以最少的资源和战斗人员来给敌人造成最沉重的打击。这正是开发RQ-1和MQ-1型“捕食者”无人机的核心原则。这种高科技飞行器可以由远离战斗危险数公里之外的机组进行控制，并能够在最危险的战场上执行侦察、战斗和支援任务。在最糟糕的情况下，即使有一架“捕食者”飞机在战斗中损失了，那么作战人员也只需派出一架新的无人机，而且在短时间内就可以把它送上天空——整个过程中不会发生常规飞机坠毁所导致的人员伤亡或被俘的惨重损失。 “捕食者”曾经和有人驾驶飞机并肩战斗，也曾为地面部队提供过空中支援，还曾对敌方防空力量尚未被完全压制的地区实施打击。另外，它们还可以代替载人飞机在非常危险的环境中（如远海或受到生化污染的环境）执行任务。而且，即使在装载了MTS系统之后，“捕食者”MQ-1型无人机仍能有效地执行战场侦察任务。 一．捕食者无人机的发展历程. 捕食者远程无人机，是作为“高级概念技术验证”而从1994年1月到1996年6月发展起来的。加利福尼亚州圣地亚哥的通用原子公司得到了第一份合同，首飞于1994年，并于当年具备了实战能力。 2002年6月，美国空军正式将携带“地狱火”的RQ-1B命名为MQ-1B。M表示多用途，反映了“捕食者”从侦察无人机发展为多任务型飞无人机。正式的MQ-1B无人机将装载雷神公司的多频谱瞄准系统，采用一个增强型热成像器、高分辨率彩色电视摄像机、激光照射器和激光测距器。此外还可能装Talon Radiance超频谱成像器，可穿透树叶探测隐蔽的地面目标。同时装有信号情报装置。 1998年5月，“捕食者”系统开始进行Block 1升级计划。改进包括一个用于减轻系统工作的系统，使得侦察信息在系统内部不受损失，提供保密空中交通管制语音中转，Ku波段卫星调谐和空军任务支援系统。 2001年3月“捕食者-B”无人机001号首飞。该项目包括具有不同结构的3架飞机。“捕食者”B001装备一台通用电气公司的TPE-331-10T涡轮螺桨发动机，起飞重量2900公斤，能携带340千克的负载，在15200米的高度以370千米/小时的速度巡航飞行。目前正在制造的“捕食者”B002号机将使用一台威廉姆斯公司的FJ44-2A涡喷发动机，可在约18300米的高度以500千米/小时的速度飞行。其飞行试验于2001年秋进行。“捕食者”B系列的最后机种ALTAIR将用于科学和商业用途，需要具有较大的负载能力和15850米的升限。ALTAIR将装备通用电气公司的涡桨发动机。它能同时执行各种大气研究任务，并且通过卫星将搜集到的数据实时发送出去。 “捕食者”B基型单价在250万美元至450万美元之间。B型能够在5000米高度至10000米高度之间执行任务，约为基型的两倍。飞行速度为基型的三倍。 下一步的计划还包括发射FIM-92“毒刺”近距地空导弹的试验。另外“从无人机向战斗机传送图像”的试验也在进行。。
无人机总体设计算例 任务要求：飞行高度：30-200m，飞行速度：40-90km/h，巡航速度：18m/s，最大飞行速度28m/s，爬升率4m/s，续航时间：1h ，最大过载1.7，任务载荷重量：0.5kg，背包式运输，发射方式：手抛式，回收方式：机腹着陆 设计过程： 1.布局形式及布局初步设计 无尾布局 【方法：参考已有同类无人机】 确定布局形式：主要是机翼、垂尾、动力、起落架等。（1）机翼 根据经验或同类飞机确定： 展弦比5.5-6，尖削比0.4-0.5，后掠角28°，下反角1.5°， 安装角2° 展弦比 【展弦比增大，升致阻力减小，升阻比增大】 【展弦比增大，弦长减小，雷诺数降低，气动效率降低】 【展弦比增大，弦长减小，翼型厚度减小，机翼结构重量上升】 尖削比 【尖削比影响升力展向分布，当展向升力分布接近椭圆时，
升致阻力最小，低速机翼一般取0.4-0.5】 后掠角 【后掠角增加，横向稳定性增大，配下反角】 【后掠角增加，尾翼舵效增加】 【后掠角增加，纵向阻尼增强，纵向动稳定性增强】 下反角 【上反角增加，横向稳定性增加，下反角相反】 安装角 【巡航阻力最小对应机翼的迎角，通用航空飞机和自制飞机的安装角大约为2°，运输机大约为1°，军用飞机大约为0°，在以后的设计阶段，可通过气动计算来检查设计状态所需要的机翼实际的安装角。】 机翼外型草图 （2）垂尾 垂尾形式：翼尖垂尾 尾空系数：Cvt=0.04/2=0.02 【双重尾】
（3）动力系统形式 电动无人机推进系统安装位置主要有：机头拉进式、机尾推进式、单发机翼前缘拉进式、双发形式、单发机翼后缘推进式。下面研究各种布置形式对布局设计的影响。
论无人驾驶飞机在电视新闻采访中的运用(同名21189)
论无人驾驶飞机在电视新闻采访中的运用 无人驾驶飞机简称“无人机”，在词典中的定义是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。广泛用于空中侦察、监视、通信、反潜、电子干扰等。我们看到在使用用途中并没有提到新闻报道中使用无人机，但是经过最近发生在云南的一次事情，也许会让无人机的定义有了新变化。 2012年9月7日，云南昭通市彝良县与贵州毕节交界处发生5.7级地震，震后几天，某电视台记者搭乘成都军区直升机飞到受灾最重的洛泽河镇上空进行航拍，并做了采访报道。在当天的电视新闻直播中，我们看到从直升机上拍摄的画面总是固定在远远的大景上，只看得见层峦叠嶂的山脉和那条蜿蜒前进的洛泽河，这时突然出现了几个看得见陆地上倒塌房屋以及救灾帐篷等受灾地区的中近景画面，还有滑坡后在山体上留下的条条痕迹以及当地发生洪水后，被淹的帐篷街道，这些画面质量明显不如电视台专业摄像机在直升机上拍摄的画面色彩鲜亮，与电视台高清摄像机不同，这些画面右上角还有一个显示几点几分的时间码。虽然画面还原度不能与专业摄像机相比，但是这些画面让观众看到了最想看的“灾区到底怎么样了”，这些画面向观众及时传达了受灾地区的详细面貌，有助于观众更好地了解灾情。后来，作者通过了解得知这些灾区中近景画面并不是由电视台拍摄的，而是由一名无人机发烧友拍摄的，他花费10多万元，购买了一架无人机并在上面捆绑上摄像机，在灾区上空拍摄下了这些珍贵的画面。我不经问，为什么负责采访新闻的电视台没能做到的事，他做到了，后来了解到这固然
中 国 民 用 航 空 局 飞 行 标 准 司 编 号：AC-61-20 咨询通告下发日期：2013年 XX月XX日 编制部门：FS 批 准 人： 民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定 1、目的 近年来随着技术进步，民用无人驾驶航空器（也称遥控驾驶航空器，以下简称无人机）的生产和应用在国内外得到了蓬勃发展，其遥控驾驶人员的种类和数量也在快速增加。面对这样的情况，局方有必要在不妨碍民用无人机多元发展的前提下，加强对民用无人机驾驶人员的规范管理，促进民用无人机产业的健康发展。 由于民用无人机在全球范围的发展速度非常快，国际民航组织已经开始为无人机及其相关系统制定标准和建议措施（SARPs）、空中航行服务程序（PANS）和指导材料的任务。这些标准和建议措施预计将在未来几年成熟，因此多个国家推出了临时性管理规定。鉴于此，本咨询通告也属于临时性管理规定，针对目前出现的无人机及其系统的驾驶员实施指导性管理，并将根据行业发展情况随时修订，最终目的是按照国际民航组织的标准
建立我国完善的民用无人机驾驶员监管措施。 2、适用范围 本咨询通告用于民用无人机系统驾驶人员的资质管理。其涵盖范围包括但不限于： （1）无机载驾驶人员的航空器； （2）有机载驾驶人员的航空器，但该航空器可由地面人员或母机人员实施完全飞行控制。 3、法规解释 无论驾驶员是否位于地面或航空器上，无人机系统和驾驶员必须符合民航法规在相应章节中的要求。由于无人机系统中可能没有机载驾驶员，原有法规有关驾驶员部分章节已不能适用，本文件对相关内容进行说明。 4、定义 本咨询通告使用的术语定义： （1）无人驾驶航空器（UA： Unmanned Aircraft），是一架由遥控站管理（包括远程操纵或自主飞行）的航空器，也称遥控驾驶航空器（RPA：Remotely Piloted Aircraft）。 （2）无人机系统（UAS： Unmanned Aircraft System），也称无人驾驶航空器系统（RPAS： Remotely Piloted Aircraft Systems），是指一架无人机、相关的遥控站、所需的指挥与管制
远程无线通信系统第1章绪论 1.1 引言 1.2 课题研究背景 1.2.1 国内外研究现状 1.2.2 市场需求 1.3 研究内容和意义 1.3.1 研究内容 1.3.2 研究意义 1.4 本文结构 第2章无人机中继系统概述 2.1 无人机中继系统的总体结构 2.2 无人机的控制系统 2.3 无人机的实时图像传输系统 2.4 本章小结 第3章实时图像传输系统 3.1 摄像头 3.1.1 DSP控制芯片 3.1.2 图像传感器 3.1.3 镜头 3.3 摄像头的选择 3.4 图传频率 3.4.1 我国无线频率规划 3.4.2 无线图传频率选择 3.5 图传天线 3.5.1 天线的介绍 3.5.2 天线的选择 3.6 图传系统传输距离的估算 第4章动力系统 4.1 电机 4.2 舵机 4.2 电池 第5章GPS定位及飞机控制系统 5.1 GPS模块 5.2 飞控模块
第1章绪论 1.1引言 无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空，也可由母机带到空中投放飞行。回收时，可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆，也可通过遥控用降落伞或拦网回收。可反覆使用多次。广泛用于空中侦察、监视、通信、反潜、电子干扰等。 本课题研究一套无人机中继系统，该系统是由目前市面上可购买到的不同模块组成。本课题研究的中继系统包括：摄像头模块、图像传输模块、动力模块、GPS定位模块及飞控模块；该无人机搭载此中继系统可实现手动遥控和飞机自主飞行两种飞行模式，飞机在飞行过程中，可以将机载摄像头所拍摄到的视频信息实时的传回地面控制台。具备此功能的无人机具有广阔的应用前景，不仅成本低还可以派到非常恶劣的环境中执行任务而不用担心人员损失。 1.2课题研究背景 随着控制技术的不断提高和智能控制理论的完善，在飞机中出现了一类不需要人驾驶就能够执行任务的飞机——无人机。无人机以其优越的性能，在现代高科技战争中发挥着独特的作用。无人飞机，顾名思义，就是不用驾驶员驾驶，而依靠嵌在飞机内的自动飞机驾驶仪器或地面无线电遥控飞行的飞机。无人机可以专门实际造型制作，也可以由普通飞机改造制成。无人飞机跟普通飞机一样，必须具备起落装置，机身、机翼、机载控制系统等，还因无人驾驶，必须配备自动驾驶仪、电子计算机、自动起落装置、程序控制装置等，因要求实现远距离控制，必须装有遥控接收机、电子摄像机等实时控制设备，相应的在遥控站设有机外遥控站、起飞装置和监测系统。 1.2.1 国内外研究现状 无人机出现在1917年，早期的无人驾驶飞行器的研制和应用主要用作靶机，应用范围主要是在军事上，后来逐渐用于作战、侦察及民用遥感飞行平台。20世纪80年代以来，随着计算机技术、通讯技术的迅速发展以及各种数字化、重量轻、体积小、探测精度高的新型传感器的不断面世，无人机的性能不断提高，应用范围和应用领域迅速拓展。世界范围内的各种用途、各种性能指标的无人机的类型已达数百种之多。续航时间从一小时延长到几十个小时，任务载荷从几公斤到几百公斤，这为长时间、大范围的遥感监测提供了保障，也为搭载多种传感器和执行多种任务创造了有利条件。 1.国内研究现状 我国无人机发展起步于上世纪50年代末。上世纪90年代以来，西北工业大学、北京航空航天大学和南京航空航天大学三所高校无人机事业蓬勃发展，并相继成立了无人机专门研究机构。迄今，上述三所高校已为国家研发了几十个型号上千架无人机。 2000年以来，中航工业集团、航天科工集团、航天科技集团、电子科技集团公司下属一些院所也开始无人机研制，加快了我国无人机的发展步伐。据不完全统计，国内从事无人机的单位超过300家，从事无人机总体（提供无人机系统）的单位超过40家。据了解，目前绝大部分还只是停留在研制、生产阶段，更多的是满足特定的个别用户的定制应用服务
无人机大全 无人机即无人驾驶飞机,是机上没有驾驶员,*程序控制自动飞行或者由人在地面或母机上进行遥控的飞机.它装有自动驾驶仪、程序控制系统、遥控与遥测系统、自动导航系统、自动着陆系统等，通过这些系统实现远距离控制飞行。无人机与有人驾驶的飞机相比，重量轻、体积小、造价低、隐蔽性好，特别宜于执行危险性大的任务。 自30 年代国外首次采用无线电操纵的模型飞机作为靶机以后，无人机的发展十分迅速。4 0年代，低空低速的小型活塞式靶机投入实用。50年代出现了高亚音速和超音速高性能的靶机。60年代以后，随着微电子技术、导航与控制技术的发展，一些国家研制了无人驾驶侦察机。无人机的应用领域不断扩大：在军事上用于侦察、通信、反潜、电子对抗和对地攻击；在民用上用于大地测量、资源勘探、气象观测、森林防火和人工降雨；在科研上用于大气取样、新技术研究验证等。 中国无人机的研究始于50年代后期，1959年已基本摸索出安-2和伊尔-28两种飞机的自动起降规律。60年代中后期投入无人机研制，形成了“长空”1靶机、无侦5高空照相侦察机和D4小型遥控飞机等系列，并以高等学校为依托建立了无人机设计研究机构，具有自行设计与小批生产能力。中国生产的各种型别的无人机，基本上满足了国内军需民用，并且逐步走向国际市场。 一、“长空”1靶机系列
靶机是供防空导弹、航空机炮、高射炮试验和打靶用的无人驾驶飞机。50年代采用靶机主要是前苏联制造的拉-17。1968年，国家正式下达任务，要求南京航空学院研制“长空”1中高空靶机。1976年和1977年该院相继研制成功“长空”1中高空靶机和1015B型雷达伞靶。1977年成立无人机研究室，1979年又扩充成为无人机研究所。研究所设总体、结构强度与系统、无线电和电气、发动机四个研究室和两个生产车间。飞行控制系统研究室和特设车间设在自动控制工程系内。1977年以后，南京航空学院又相继研制出“长空”1核试验取样机、“长空”1低空型和大机动型靶机。基本满足了国产多种防空导弹打靶需要，成功地完成了核试验穿云取样任务。 (一)“长空”1中高空型靶机(CK1) 1960年代，由于苏联援助的取消、专家的撤离，解放军空军试验用的拉-17无人靶机严重缺失，国家下决心搞自己的无人靶机，从而促生了长空一号。长空一号(CK-1)高速无人机由位于巴丹吉林沙漠的空军某试验训练基地二站在1965年～1967年成功定型，主要负责人是被誉为“中国无人机之父”的中国工程院院士赵煦将军。1966年12月6 日，长空一号首飞成功。实际上长空一号就是仿制拉-17的产品，从开始仿制到总体设计成功用了三个月。后转由南京航空学院具体负责。在南航，该机型于1976年底设计定型，总设计师为该校的郭荣伟。早在60年代末，该所开始了无人机的研制。长空一号研制成功后，在我国空空武
第一章 第二章飞机结构 1.2.
概述 固定机翼飞机的机体由机身、机翼、安定面、飞行操纵面和起落架五个主要部件组成。 直升机的机体由机身、旋翼及其相关的减速器、尾桨（单旋翼直升机才有）和起落架组成。 机体各部件由多种材料组成，并通过铆钉、螺栓、螺钉、焊接或胶接而联接起来。飞机各部件由不同构件构成。飞机各构件用来传递载荷或承受应力。单个构件可承受组合应力。 即： P=X
飞机作不稳定的平飞时，推力与阻力是不相等的。推力大于阻力，飞机就要加速；反之，则减速。由于在飞机加速或减速的同时，飞行员减小或增大了飞机的迎角，使升力系数减小或增大，因而升力仍然与飞机重力相等。平飞中，飞机的升力虽然总是与飞机重力相等，但是，飞行速度不同时，飞机上的局部气动载荷（局部空气动力）是不相同的。飞机以小速度平飞时，迎角较大，机翼上表面受到吸力，下表面受到压力，这时的局部气动载荷并不很大；而当飞机以大速度平飞时，迎角较小，对双凸型翼型机翼来说，除了前缘要受到很大压力外，上下表面都要受到很大的吸力。翼型越接近对称形，机翼上下表面的局部气动载荷就越大。所以，如果机翼蒙皮刚度不足，在高速飞行时，就会被显着地吸起或压下，产生明显的鼓胀或下陷现象，影响飞机的空气动力性能。 1.4.3. 阻力 Y 飞行速度和曲率半径也不可能一样，所以，飞机在垂直平面内做曲线飞行时，飞机的升力也是随时变化的。 1.4.5. 1.4.6.飞机在水平平面内作曲线飞行时的受载情况 水平转弯时,飞机具有一定的倾斜角（玻度）β，升力与垂线之间也构成β角。这时，水平分力Ysinβ就是飞机转弯时的向心力，它与惯性离心力N平衡；升力的垂直分力Ycosβ与飞机重力G平衡，即