机翼结构设计方案及强度计算 模型一 设计思路：根据设计要求，机翼全长4m,翼弦长1m，前后两根梁。于是利用abaqus软件的壳单元建立了一个基本的机翼模型。 图1 单只机翼模型 然后参考《实用飞机复合材料结构设计与制造》、《复合材料设计手册》、《复合材料力学》等资料，初步设计机翼采用蒙皮夹心结构，上下表面分别铺3层复合材料，考虑到机翼的工况采用[45/0/-45]铺层方式，每层厚度为0.125mm，具体如图2所示。中间夹心材料采用PMI泡沫，该材料具有突出的比强度和良好的耐蠕变性，可以很好的克服屈曲。夹心材料厚度初步拟定为5mm，进行计算模拟，如果屈曲明显则可加厚。 表1 机翼的材料参数
图2 机翼的蒙皮夹心铺层结构 考虑到梁是主要的承力部件，采用[-45/0/45/90]s铺层方式，每层厚度为0.125mm，具体如图3所示。 图3 梁的铺层结构
利用abaqus模拟计算时将工况环境简化，采用一端固定，在机翼下表面加载Y方向的升力，分布如图5所示。 图4 机翼的固定端约束 图5 机翼的载荷分布
模型一的计算结果： 梁每层复合材料的应力云图 图6 梁每层复合材料的应力云图 梁的计算结果分析： 从计算结果中不难发现，机翼前缘的梁承受的力要比尾部的梁大很多，可以考虑适当加厚。对比各层复合材料的受力情况，0°的复合材料层受力明显，可以适当增加0°的复合材料层数。靠机身段的梁应力集中明显，可以在该部位适当增加梁的厚度，也可考虑用工字梁强化该部位。
机翼每层复合材料的应力云图： 图7 机翼每层复合材料的应力云 图（1-5层） 图7 机翼每层复合材料的应力云图（6-7层）
关于无人机结构设计技术的讨论 作者：何景武范曼华张晓鸥 (北京航空航天大学，北京100083) 摘要：从无人机同有人机的设计、研制、经费及使用维护等多方面出发，进行对比分析，较为深入地分析了无人机同有人机在结构设计上的差别，分析无人机结构设计的特点，最后具体地说明了需要加强研究和值得关注的无人机结构设计技术。 关键词：无人机结构设计 一、前言 无人机同民用飞机、军用飞机等有人机相比，在飞机的使用要求、任务使命等多方面都有所不同，所以，无人机在总体设计、气动特性要求及结构完整性设计要求等方面同有人机相比有一定的差别。因此，不宜直接将民用、军用等方面的有人飞机的结构设计思想完全照搬地应用到无人机的结构设计当中，而必须根据无人机研制的具体要求和特点进行无人机的设计和研制。 当然，无人机同有人机相比也有很多共同的特性，因此，在无人机的研制当中也有必要参考有人机多年的研制经验和成熟的研制技术。如何把握好无人机同有人机在结构设计上的差别，在满足战术技术要求的前提下，设计出经济的、合理的无人机结构是当前无人机结构设计中值得关注的一个问题。
由于没有驾驶员生理条件的要求，无人机飞行性能的可设计空间非常之大，起飞着陆的方式也可以多种多样。由此，导致了无人机门类的众多，各式各样的无人机，各种用途的无人机相继问世。由于无人机门类的众多，使得无人机的分类问题难以给出明确的定义，也使得总结无人机的研制规律难度增加。 本文根据目前已知的国内外无人机的研制情况和使用情况，对比有人机来分析无人机的特点。在总结、分析无人机结构设计、研制及使用经验的基础上，力图说明一些有关无人机结构设计的思想、规律和特点，讨论无人机机体结构的设计技术；同时较为深入地分析无人机同有人机在结构设计上的差别，在此基础上具体地说明了需要加强研究和值得关注的无人机结构设计技术。 本文讨论的主要是固定翼类的无人机。 二、无人机的特点分析 据统计，在有人驾驶的战斗机上，飞行员的体重占飞机有效载重的15％，与飞行员相关的救生系统、座舱环控系统、氧气冷气系统和电子支援系统等也占据了飞机相当部分的重量和研第二届无人机发展论坛论文集设计与技术制经费。对于无人机，则不需要这些系统和装备，或可以适当地进行减免。这样，飞机结构就会省出很多空间，结构的布局和机载设备的安排就可以重新考虑。由于人的生理原因，新型战斗机的过载一般限制为lOg,而对于无机，其过载可达209或更多，所以，无人机结构在设计时可以根据需要放宽一些限制，包括：速度、高度、过载、航时等，机动性能也可以进
多旋翼无人机的结构和原理 翼型的升力： 升力的来龙去脉这是空气动力学中的知识，研究的内容十分广泛，本文只关注通识理论，阐述对翼型升力和旋翼升力的原理。 根据流体力学的基本原理，流动慢的大气压强较大，而流动快的大气压强较小。由于机翼一般是不对称的，上表面比较凸，而下表面比较平（翼型），流过机翼上表面的气流就类似于较窄地方的流水，流速较快，而流过机翼下表面的气流正好相反，类似于较宽地方的流水，流速较上表面的气流慢。大气施加与机翼下表面的压力（方向向上）比施加于机翼上表面的压力（方向向下）大，二者的压力差便形成了升力。［摘自升力是怎样产生的］。所以对于通常所说的飞机，都是需要助跑，当飞机的速度达到一定大小时，飞机两翼所产生的升力才能抵消重力，从而实现飞行。 旋翼的升力飞机，直升机和旋翼机三种起飞原理是不同的。飞机依靠助跑来提供速度以达到足够的升力，而直升机依靠旋翼的控制旋转在不进行助跑的条件下实现垂直升降，直升机的旋转是动力系统提供的，而旋翼旋转会产生向上的升力和空气给旋翼的反作用力矩，在设计中需要提供平衡旋翼反作用扭矩的方法，通常有单旋翼加尾桨式（尾桨通常是垂直安装）、双旋翼纵列式（旋转方向相反以抵消反作用扭矩）等;而旋翼机则介于飞机和直升机之间，旋翼机的旋翼不与动力系统相连，由飞行过程中的前方气流吹动旋翼旋转产生升力（像大风车一样），即旋翼为自转式，传递到机身上的扭矩很小，无需专门抵消。 而待设计的四旋翼飞行器实质上是属于直升机的范畴，需要由动力系统提供四个旋翼的旋转动力，同时旋翼旋转产生的扭矩需要进行抵消，因此本着结构简单控制方便，选择类似双旋翼纵列式加横列式的直升机模型，两个旋翼旋转方向与另外两个旋翼旋转方向必须相反以抵消陀螺效应和空机动力扭矩。
无人机设计手册及主要技术 内容简介 独家《无人机设计手册》分上、下两册共十二章。 上册包括无人机系统总体设计，气动、强度、结构设计，动力装置，发射与回收系统，飞行控制与管理系统。 下册包括机载电气系统，指挥控制与任务规划，测控与信息传输，有人机改装无人机，综合保障设计，可靠性、维修性、安全性和环境适应性以及无人机飞行试验等。有关无人机任务设备、卫星中继通信的设计以及正在发展的无人机技术等内容，有待手册再版时编入，使无人机设计手册不断成熟和丰富。 适用人群 本手册是国内第一部较全面系统阐述无人机设计技术的工具书，不仅可作为无人机的设计参考，也可以作为院校无人机教学、无人机行业的工程技术人员和管理人员的参考书，并可供无人机部队试验人员使用。希望本手册的出版能对我国无人机研制工作的技术支持有所裨益。 作者简介 祝小平，现任西北工业大学无人机所总工程师，主要从事无人机总体设计、飞行控制与制导系统设计等研究工作。主持了工程型号、国防预研等国家重点项目多项，获国家和部级科学技术奖9项，其中国家科技进步一等奖1项，国防科技进步一等奖4项，获技术发明专利10项，荣立“国防科技工业武器装备型号研制”个人一等功，发表论著150多篇。先后入选国家级“新世纪百千万人
才工程”、国防科技工业“511人才工程”和教育部“新世纪优秀人才支持计划”，获得“ 国防科技工业百名优秀博士、硕士”、“国防科技工业有突出贡献的中青年专家”、“陕西省有突出贡献专家”和“科学中国人(2009)年度人物”等荣誉称号。 无人机相关GJB标准-融融网 gjb 8265-2014 无人机机载电子测量设备通用规范 gjb 4108-2000 军用小型无人机系统部队试验规程 gjb 5190-2004 无人机载有源雷达假目标通用规范 gjb 7201-2011 舰载无人机雷达对抗载荷自动测试设备通用规范 gjb 5433-2005 无人机系统通用要求 gjb 2347-1995 无人机通用规范 gjb 6724-2009 通信干扰无人机通用规范 gjb 6703-2009 无人机测控系统通用要求 gjb 2018-1994 无人机发射系统通用要求 无人机主要技术 一、动力技术 续航能力是目前制约无人机发展的重大障碍，业内人士也普遍认为消费级多旋翼续航时间基本维持在20min左右，很是鸡肋。逼得用户外出飞行不得不携带多块电池备用，造成使用操作的诸多不便，为此有诸多企业在2016年里做出了新的尝试。
目录 1 绪论 (1) 1.1 机翼受力分析的目的和意义 (1) 1.2 机翼受力分析要解决的问题 (1) 1.3 对机翼结构进行传力分析的基本方法 (2) 2气动升力的计算 (2) 2.1 机翼的功用与要求 (2) 2.1.1 机翼的功用 (2) 2.1.2 机翼的设计要求 (2) 2.2机翼的外载特点 (3) 2.2.1机翼的外载有以下三类 (3) 2.2.2机翼的总体受力 (4) 2.3机翼结构的典型元件与典型受力型式 (6) 2.4机翼的外形参数 (9) 2.4.1 翼型的几何参数 (9) 2.4.2 机翼的几何特性 (11) 2.5翼型气动力的基本计算理论 (13) 2.5.1 气动特性公式 (15) 2.6对于具体弹翼的气动力的计算 (19) 3有限元分析 (26) 3.1有限元的发展史 (26) 3.2有限元的概述 (26) 3.3有限元的基本思想与特点 (27) 3.3.1 有限元分析的特点 (27) 3.3.2 有限元分析的基本思想 (28) 3.4有限元法的基本步骤 (28) 3.5对机翼进行具体的分析 (31) 4结论 (37)
参考文献 (38) 致谢 (40) 1 绪论 1.1 机翼受力分析的目的和意义 机翼主要用于产生升力，因此满足空气动力方面的要求是首要的。机翼除保证升力外，还要求阻力尽量小。机翼的气动特性主要取决于其外形参数，这些参数在总体设计时己经确定；结构设计应从强度、刚度、表面光滑度等各方面来保证机翼气动外形要求的实现，所以机翼结构设计的一个问题就是怎么才能保证机翼在飞行过程中的气动外形[1]。对于机翼，在外形、装载和连接情况己定的条件下，重量要求是机翼结构设计的主要要求，具体地说就是要设计出一个既能满足强度、刚度和耐久性要求，又尽可能轻的结构来。当飞机在高速飞行时，很小的变形就可能严重恶化机翼的空气动力性能；刚度不足还会引起颤振和操纵面反效等严重问题。值的注意的是：随着飞行速度的提高，机翼所受载荷增大；然而由于减小阻力等空气动力的需要，此时机翼的相对厚度却越来越小，再加上后掠角的影响，致使机翼结构的扭转刚度、弯曲刚度越来越难保证，这些都将引起机翼在飞行中变形的增加。因此对于高速飞机，为满足机翼的气动要求，刚度问题必须足够重视[2]。然而也正是由于上述原因，此时解决好机翼的最少重量要求与强度、刚度要求之间的矛盾将更为困难[3]。 1.2 机翼受力分析要解决的问题： 机翼受力分析的主要目的是：运用软件，采用有限元分析的办法，通过给机翼加载其在巡航状态下所受的各种力，来分析机翼各部件所受的力以及它们在这些力的作用下的变形，根据结果来修改机翼的结构设计，以达到既能保证机翼在飞行时的气动外形又能合理设计机翼结构的目的。通过机翼的受力分析，我们还能够根据变形结果合理的设计出各个部件的最佳几何尺寸，最终解决机翼最少重量要求与强度、刚度要求之间的矛盾。 机翼结构受力分析主要的研究手段为有限元分析。为了使有限元分析的结果比较准确的接近现实，就必须较好的完成以下两个工作。 （1）较为准确的绘制机翼的三维几何模型，本文采用UG进行绘图。
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
B－2隐形战略轰炸机 一、飞机简介： B－2隐形战略轰炸机是冷战时期的产物，由美国诺思罗普公司为美国空军研制。1979年，美国空军根据战略上的考虑，要求研制一种高空突防隐形战略轰炸机来对付苏联90年代可能部署的防空系统。1981年开始制造原型机，1989年原型机试飞。后来对计划作了修改，使B－2轰炸机兼有高低空突防能力，能执行核及常规轰炸的双重任务。 二、飞机整体结构： 飞机三视图和飞机内部结构剖析（图下）
三、飞机机翼结构分析： B－2轰炸机采用翼身融合、无尾翼的飞翼构形，其机体扁平，采用翼身融合的无尾（无垂直尾翼）的飞翼构型，机翼前缘为直线，交接于机头处，机翼后掠33度，飞机头部到翼尖成锐角，机翼后缘成双“W”形（锯齿形）有8个操纵面（6个升降副翼，2个阻流方向舵），巨大的锯齿状后缘由10条直的边缘组成，翼展尺寸为52.43米机翼前缘交接于机头处，机翼后缘呈锯齿形。机身机翼大量采用石墨/碳纤维复合材料、蜂窝状结构，表面有吸波涂层，发动机的喷口置于机翼上方。这种独特的外形设计和材料，能有效地躲避雷达的探 测，达到良好的隐形效果。 形尾翼原始设计 是专门为高空飞 行设计的，能够 满足高空阵风载 荷的需求，但不 适应于低空阵风 载荷的需求。飞 机主翼的设计进 行了重大改动， 因为空军不仅要 求飞机能从高空 突入，而且还要 能超低空突防， 从而带来了提高 飞机升力、增强
机械结构强度、进一步降低其雷达反射截面积等一系列问题，使飞机的设计历经数年才得以定型。B-2飞机的结构设计是基于满足阵风载荷(又称突风载荷)标准进行设计的，航空历史上仅有几种型号的飞机是按阵风载荷需求设计的，大部分军用飞机是根据机动载荷(又称惯性载荷)需求而设计。 机翼结构为单块式。从构造上看，单块式机翼的长桁较多且较强；蒙皮较厚；长桁、蒙皮组成可受轴向力的壁板。当有梁时，一般梁缘条的剖面面积与长桁的剖面面积接近或略大，有时就只布置纵墙。为了充分发挥单块式机翼的受力特点，左、右机翼一般连成整体贯穿机身。但有时为了使用、维护方便，在展向布置有设计分离面。分离面处采用沿翼箱周缘分散连接的形式将机翼连为一体。 单块式机翼的上、下壁板成为主要受力构件。这种机翼比梁式机翼的刚度特性好(这点对后掠机翼很重要)。同时由于结构分散受力，能更好地利用剖面结构高度，因而在某些情 况下(如飞机速度较大时)材料利用率较高，重量可能较轻。此外单块式机翼比梁式机翼生存力强。它的缺点是不便于开口 （Boeing）波音747 SP 一、飞机名称： 波音747 SP 波音747，又称为“珍宝客机”（Jumbo Jet），是一种双层客舱四发动机飞机，是世界上最易识别的客机之一，亦是全世界首款生产的宽体民航客机，由美国波音民用飞机集团制造。波音747原型大小是1960年代被广泛使用的波音707的两倍。1965年8月开始研制，自1970年投入服务后，一直是全球最大的民航机，垄断着民用大型运输机的市场，到A380投入服务之前，波音747保持全世界载客量最高飞机的纪录长达37年。 二、飞机整体结构：
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。。
无人机的结构、飞行原理、系统组成、组装与调试 目录 第一章初步认识无人机的基本构成 第二章无人机的飞行原理 第三章飞行操作：模拟—电动—油动 第四章无人机的发动机 第五章无人机的系统组成 第六章无人机的组装 第七章无人机的调试
第一章初步认识无人机的基本构成 无人机最早出现于第二次世界大战时，直至近几年有厂商逐步把军用无人机技术转移至电子消费品的生产之上，制成定价较平、操作较易的无人机，始令无人机在消费者市场大热起来。今次Lock Sir便为大家讲解无人机的运作结构及飞行原理。 一般来说，无人机有飞行器机架、飞行控制系统、推进系统、遥控器、遥控信号接收器和云台相机等6大构成部分。 1. 飞行器机架 飞行器机架（Flying Platform）的大小，取决于桨翼的尺寸及电机（马达/马达）的体积：桨翼愈长，马达愈大，机架大小便会随之而增加。机架一般采用轻物料制造为主，以减轻无人机的负载量（Payload）。 2. 飞行控制系统 飞行控制系统（Flight Control System）简称飞控，一般会内置控制器、陀螺仪、加速度计和气压计等传感器。无人机便是依靠这些传感器来稳定机体，再配合GPS 及气压计数据，便可把无人机锁定在指定的位置及高度。 3. 推进系统 无人机的推动系统（Propulsion System）主要由桨翼和马达所组成。当桨翼旋转时，便可以产生反作用力来带动机体飞行。系统内设有电调控制器（Electronic Speed Control），用于调节马达的转速。 4. 遥控器 这是指Remote Controller或Ground Station，让航拍玩家透过远程控制技术来操控无人机的飞行动作。 5. 遥控信号接收器 主要作用是让飞行器接收由遥控器发出的遥控指令信号。4轴无人机起码要有4条频道来传送信号，以便分别控制前后左右4组旋轴和马达。
无人机概述及系统组成 无人机（ UAV）的定义 无人机驾驶航空器（UA： Unmanned Aircraft ），是一架由遥控站管理（包括远程操纵或自主飞行）、不搭 载操作人员的一种动力空中飞行器，采用空气动力为飞行器提供所需的升力，能够自动飞行或远程引导；既能一次性使用也能进行回收；能够携带致命性和非致命性有效负载。 以下简称无人机。 无人机系统的定义及组成 无人机系统（ UAS：Unmanned Aircraft System），也称无人驾驶航空器系统（RPAS：Remotely Piloted Aircraft System），是指一架无人机、相关的遥控站、所需的指令与控制数据链路以及批准的 型号设计规定的任何其他部件组成的系统，无人机系统包括地面系统、飞机系统、任 务载荷和无人机使用保障人员。 无人机系统驾驶员的定义 无人机系统驾驶员，由运营人指派对无人机的运行负有必不可少职责并在飞行期间适时操纵飞行控制的人。 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运行和安全的驾驶员。 无人机和航模的区别 一、定义不同 无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。航 空模型是一种重于空气的，有尺寸限制的，带有或不带有动力装置的，不能载人的航 空器，就叫航空模型。 二、飞行方式不同 唯一的区别在于是否有导航飞控系统，能否实现自主飞行。通俗来说，无人机可以实现自主飞行，而航模不可以，必须由人来通过遥控器控制。也就是无人机的本身是带了“大脑”飞行，可能“大脑”受限于人 工智能，没有人脑灵光。但是航模的“大脑”始终是在地面，在操纵人员的手上。 三、用途不同 无人机更偏向于军事用途或民用特种用途，而航空模型更接近于玩具。昆明劲鹰无人机专业从事航测无人机设备的设计、生产、销售、及航测航拍服务，费用低、技术强、工期短、精度高，是中国技术顶尖
“捕食者”无人机的内部结构 作为一架飞机，“捕食者”无人机比起我们想象的遥控飞机复杂不了多少，但这种简单的设计却非常好地实现了“捕食者”的目标功能。在下图中，您能看到飞机各个组成部分的布局： 美国空军民用工程支援局（AFCESA）供图 1.合成孔径雷达（SAR）天线 2.惯性导航系统/全球定位系统（GPS） 3.Ku波段卫星通信天线 4.盒式录像机 5.GPS天线（左右各一） 6.APX-100型敌我识别应答机 7.Ku波段卫星通信传感器、处理器、调制解调器组件 8.机顶C波段全方向天线架
9.头部燃料电池组 10.尾部燃料电池组 11.附件箱 12.发动机冷却风扇 13.油冷却器/散热器 14.914F型发动机 15.尾部伺服系统（左右各一） 16.电池组#2 17.电源 18.电池组#1 19.尾部仪器箱托盘 20.次控制模块 21.合成孔径雷达处理器/AGM-114电子组件 22.主控制组件 23.前舱航空电子设备托盘 24.ARC-210接收机/应答器 25.飞行传感元件 26.视频解码器 27.除冰控制器 28.电光/红外线传感器/AN/AAS-52(V)1电子组件 29.前舱载重托盘 30.冰探测器
31.合成孔径雷达（SAR）接收器/应答器 32.机鼻摄像机组件 在下面几个部分，我们将了解这种朴实无华的飞机如何以其特殊功能打破战斗的平衡。 RQ-1型飞机是用于侦察用途的“捕食者”无人机。字母“R”是美国国防部代表侦察机的符号，字母“Q”则代表无人驾驶或自动运行的武器、车辆或飞行器。 “捕食者”采用简单轻质的机身设计，使飞机能够携带204公斤重量的有效载荷，再外加一个378.5升的油箱。由于“捕食者”的重量很轻，因而它可以携带很大的油箱，而且单位油耗运行里数很高，这些都是作为一架侦察机的最大优点。“捕食者”能够在满载的情况下对敌方目标实施长达24小时的监视。 美国空军供图 RQ-1型飞机在执行任务时会使用一组机鼻摄像机来进行 监控 RQ-1使用了一批当今最先进的监视设备：
无人机 本文2007-06-05收到,作者分别系北京理工大学博士研究生、教授 涵道无人机研究现状与结构设计 徐 嘉 范宁军 摘 要 涵道无人机具有垂直起降和悬停的飞行特 性,在体积、隐蔽性和飞行性能上都具有鲜明的特点,已成为当今微小型无人机研究开发领域的研究热点。系统地介绍了涵道无人机的发展历史和现状,并从结构设计和气动设计等角度综合分析了其技术特点,从总体上归纳了涵道无人机的结构设计体系,并对各部件工作机理和气动特点进行了分析。 关键词 涵道无人机 研究现状 结构设计引 言 当前已投入使用的无人机系统大都采用常规固定翼气动布局;采用滑跑、手掷或者专用的发射装置弹射起飞;采用掠飞或者盘旋等方式对目标进行侦察、监视。在城市环境中,传统的无人机较难从复杂多变的楼宇间获取战术信息。因此,一种能够从狭小地域上放飞、在复杂空情中灵活机动的战术无人机成为无人机领域研究的热点 [1] 。 本文所述涵道式无人机,是指以涵道风扇作为飞行动力的主要来源,并将涵道风扇本身作为无人机主体,具有垂直起降和悬停飞行能力的无人飞行器。同传统的无人机相比,涵道无人机具有以下几个特点: 1)机动性能独具特色,适于在城市复杂环境下执行任务。与固定翼无人机相比,涵道式无人机可以在狭小区域内垂直起降,并可以在固定目标上空悬停监视,甚至可以降落到高层建筑物上对地面状况进行观察。 2)结构紧凑,推进效率高。同无人直升机相比,在同等功率消耗下,涵道风扇较同直径的孤立 螺旋桨,会产生更大的拉力;而且涵道式无人机结构更加紧凑,前飞时飞行阻力小,飞行姿态更接近 于固定翼飞机,因此,飞行速度较同级无人直升机高。 3)噪音低,隐蔽性好。由于螺旋桨位于涵道内,其气动噪声的传播受到了涵道壁的阻挡,这在一定程度上降低了无人机噪音的强度和传播距离;同样由于发动机被涵道环扩,涵道对发动机热辐射的阻挡也可以降低整机的热辐射特性,从而使得涵道无人机具有更好的隐蔽性。 由于涵道式无人机属于较为新型的航空器,其相应的基础研究起步较晚,不可避免地存在种种不足之处。与传统的无人机相比,在气动布局、结构设计以及飞行控制等方面均存在较多的问题。本文将介绍国外涵道无人机的发展现状,总结其发展脉络和相应关键技术,并在此基础上对涵道无人机在发展过程中所要解决的问题和发展趋势进行分析。1 涵道无人机研究现状 1.1 A R O D 人们对涵道无人机的研究是从20世纪80年代兴起的。当时,美国海军陆战队提出要研制一种空中远程遥控装置(A R O D )用于短时间的空中侦察和 监视[2] 。在80年代末期,桑迪亚国家实验室按照美国海军陆战队的要求进行了“空中远程遥控装置”(A R O D )的研制,开发出一种结构上与众不同的单涵道垂直起降飞行器。该方案首次使用涵道风扇提供小型无人飞行器的全部升力,在结构上将涵道风扇作为飞行器的主体,在涵道的内部和尾部 DOI :10.16338/j .issn .1009-1319.2008.01.002
飞机机翼结构分析 前言 飞机机翼结构分析实根据发《飞机结构强度》一书中第三章的内容，本文主要论述了飞机机翼的功用及翼面结构。机翼由副翼前缘缝翼襟翼扰流板组成，从机翼的空气动力载荷到机翼的总体受力，能够更深入更全面的了解机翼了解航空领域所涉及学科的基础知识基础原理及发展概况，对开拓视野，扩大知识面以及今后的学习和工作都有帮助。 1.1机翼的功用 机翼是飞机的一个重要部件，其主要功用是产生升力。当它具有上反角时，可为飞机提供一定的横侧安定性。除后缘布置有横向操纵用的副翼、扰流片、等附翼外，目前在机翼的前、后缘越来越多地装有各种形式的襟翼、缝翼、等增升装置，以提高飞机的起降或机动性能。机翼上常安装有起落架、发动机等其它部件。现代歼击机和歼击轰炸机往往在机翼下布置多种外挂，如副油箱和导弹、炸弹等军械设备。机翼的内部空间常用来收藏起落架或其部分结构和储放燃油。特别是旅客机，为了保证旅客的安全，很多飞机不在机身内贮存燃油，而全部贮存在机翼内。为了最大限度地利用机翼容积，同时减轻重量，现代飞机的机翼油箱大多采用利用机翼结构构成的整体油箱。此外机翼内常安装有操纵系统和一些小型设备和附件。 1.2翼面结构设计要求 1.气动要求 翼面是产生升力主要部件，对飞行性能有很大的影响，因此，满足空气动力方面的要求是首要的。翼面除保证升力外，还要求阻力尽量小﹙少数特殊机动情况除外﹚。翼面的气动特性主要取决于其外行参数﹙如展弦比、相对厚度、后掠角和翼型等﹚，这些参数在总体设计时确定；结构设计则应强度、刚度及表面光滑度等方面来保证机翼气动外形要求的实现。 2.质量要求 在外形、装载和连接情况一定的条件下，质量要求时翼面结构设计的主要要求。具体地说，就是在保证结构完整性的前提下，设计出尽可能请的结构。结构完整性包含了强度、刚度、耐久性和损伤容限等多方面内容。 3.刚度要求 随着飞机速度的提高，翼面所受载荷增大，特别对于高机动性能歼击机和高速飞行的导弹；由于减小阻力等空气动力的要求，翼面的相对厚度越来越小，再加上后掠角的影响，导致翼面结构的扭转刚度、弯曲度将越来越难保证，这些均将引起翼面在飞行中的变形增加。高速飞行时，很小的变形就可能严重的恶化翼面的空气动力性能；刚度不足还会引起震颤和操纵面反效等严重问题。因此，对高速飞机和导弹，为满足翼面的气动要求，保证足够的刚度十分重要。 4.气动加热要求 一般亚音速飞行器，所选用的结构材料是常用金属及非金属材料，不必考虑温度对材料的影响。高速飞行时，翼面将受到气动加热的影响，尤其是翼面前缘的起动加热问题尤为严重。因此当以大马赫数的速度飞行时，还要考虑气动加热对结构强度和刚度的影响。 5.使用维修要求 翼面结构应便于检查、维护和修理。翼面内部通常铺设有相当数量的操纵系统零部件、燃油管路、电气线路和液压管路等，对这些系统和线路需要经常检查调整。当机翼结构作为整体油箱舱使用时，必须保证燃油系统工作的高度可靠性，包括油箱的密封可靠。对所有要
无人机设计手册及主要技术 容简介 独家《无人机设计手册》分上、下两册共十二章。 上册包括无人机系统总体设计，气动、强度、结构设计，动力装置，发射与回收系统，飞行控制与管理系统。 下册包括机载电气系统，指挥控制与任务规划，测控与信息传输，有人机改装无人机，综合保障设计，可靠性、维修性、安全性和环境适应性以及无人机飞行试验等。有关无人机任务设备、卫星中继通信的设计以及正在发展的无人机技术等容，有待手册再版时编入，使无人机设计手册不断成熟和丰富。 适用人群 本手册是国第一部较全面系统阐述无人机设计技术的工具书，不仅可作为无人机的设计参考，也可以作为院校无人机教学、无人机行业的工程技术人员和管理人员的参考书，并可供无人机部队试验人员使用。希望本手册的出版能对我国无人机研制工作的技术支持有所裨益。 作者简介 祝小平，现任西北工业大学无人机所总工程师，主要从事无人机总体设计、飞行控制与制导系统设计等研究工作。主持了工程型号、国防预研等国家重点项目多项，获国家和部级科学技术奖9项，其中国家科技进步一等奖1项，国防科技进步一等奖4项，获技术发明专利10项，荣立“国防科技工业武器装备型号研制”个人一等功，发表论著150多篇。先后入选国家级“新世纪百千万人才工程”、国防科技工业“511人才工程”和教育部“新世纪优秀人才支持计划”，获得“ 国防科技工业百名优秀博士、硕士”、“国防科技工业有突出贡献的中青年专家”、“省有突出贡献专家”和“科学中国人(2009)年度人物”等荣誉称号。 无人机相关GJB标准-融融网 gjb 8265-2014 无人机机载电子测量设备通用规 gjb 4108-2000 军用小型无人机系统部队试验规程 gjb 5190-2004 无人机载有源雷达假目标通用规 gjb 7201-2011 舰载无人机雷达对抗载荷自动测试设备通用规 gjb 5433-2005 无人机系统通用要求 gjb 2347-1995 无人机通用规
飞机机翼翼梁的结构分析和修理设计
目录 1引言 (8) 2飞机翼梁的结构分析 (8) 2.1翼梁的结构组成 8 2.1.1翼梁缘条 10 2.1.2翼梁腹板 10 2.2翼梁的受载特点 10 2.3翼梁的布置 11 3故障诊断 (12) 3.1超声波探伤 12 3.1.1超声波探伤设备 12 3.1.2超声波探伤的工作原理 (12) 4故障修理 (13) 4.1翼梁缘条的修理 13
4.1.1缺口的修理 13 4.1.2裂纹的修理 14 4.1.3断裂的修理 15 4.2翼梁腹板的修理 19 4.2.1裂纹的修理 19 4.2.2破孔的修理 20 4.2.3切割的修理 21 5校核强度 (22) 5.1梁缘条修理时的强度计算 22 5.2 腹板修理时的强度计算 (25) 结束语 (26) 参考文献 (27)
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论
文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
基于机翼的结构优化设计 摘要 结构优化设计是一门与数学有重要联系的学科，它可以使设计方案向着改善的方向发展，在这门学科中可以利用数学特性可以使得计算过程简化。这门学科具有相当深厚的工程背景。飞行器结构优化在飞行器减重方面有重大成效，而飞行器减重是飞行器设计中核心问题。本文就一架小型飞机机翼的优化设计为例，简单介绍了结构优化设计中的基本概念以及计算方法。 关键字结构优化设计飞行器机翼 一、结构优化设计的定义与步骤 优化设计是20世纪60年代初发展起来的一门学科，也是一项新技术和新的设计方法。它是将最优化原理和计算机技术应用与设计领域，为工程设计提供一门重要的科学设计方法。利用这种方法，人们就可以从众多的设计方案中寻找出最佳设计方案，从而大大提高设计效率和质量[1]。目前，最优化方法已在工程技术、自动控制、系统工程、经济计划、企业管理等领域获得了广泛的应用。 这学期我学习了“结构优化设计”这门课，在这门课上我学习了许多基本的结构优化设计概念与方法如拉格朗日乘子法、应力比例因子法等等，了解到了作为一项设计不仅要求方案可行、合理，而且应该是某些指标达到最优的理想方案。这半学期的学习对于我的专业知识架构有着极大的影响，对我将来的学习大有裨益。 “设计”一词本身就包含了“优化”的概念，在传统的结构优化设计中，设计者要根据设计要求和实践经验，去创造合适的设计方案，再进行强度、刚度和稳定性的校核计算，已验证可行性[2]。而在结构优化设计中，力学分析的作用不止是安全校核，而是作为一个积极主动的设计手段。这一点应引起我们的重视。 二、飞行器结构优化设计的定义与步骤 航空器的诞生与发展，不仅极大地改变了人类的生活方式，促进了社会经济繁荣，而且成为了国家综合实力的集中体现。设计一架成功的航空器，需要几十
飞机机翼结构分析 【摘要】 机翼是飞机的一个重要部件，其主要功用是产生升力。随着新材料、新技术、新工艺在飞机设计中的广泛应用，现代飞机机翼设计已有新的突破。本论文主要阐述了飞机机翼的功用及其翼面结构；机翼由副翼、前缘缝翼、襟翼、扰流板组成，从机翼的空气动力载荷到机翼的总体受力，详细的描述了机翼的外载特点；最后介绍了飞机机翼的典型构件并对其传力进行分析。 关键词：飞机机翼结构翼面 Abstract:The aircraft wing is an important component, whose main function is to generate lift. With new materials, new technology and new technology in aircraft design in the wide application of modern aircraft wing design has been a new breakthrough. This thesis describes the function of the aircraft wing and the wing structure; wing from the aileron, leading edge slats, flaps, spoilers composition, the aerodynamic loads from the wing to the wing's overall force, detailed description of the outer wings contain features; Finally the typical components of the airplane wing, and its force transmission analysis. Key words: airplane Wing structure Wing
145 机械装备研发 Research & Development of Machinery and Equipment 周茂繁 （西南科技大学制造科学与工程学院，四川 绵阳 621000） 摘 要：随着无人机的快速发展，其在日常生活中的应用越来越广泛。因其螺旋桨与机身暴露在外，一旦发生碰撞，坠落风险很高。文章利用三维造型软件solidworks 对无人机保护外壳的三维造型进行设计建模，设计了一种结构简单、能够拆卸、便于组装的无人机保护外壳，能有效防止无人机因碰撞而发生坠落。关键词：无人机；保护罩；结构；设计中图分类号：U674.76 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2019）10-0145-01 ——————————————作者简介： 周茂繁（1998—），女，四川成都人，本科，研究方向： 机械设计。 随着无人机的大量投入使用，无人机坠机事故频频发生[1] 。无人机撞地事故分为两种情况，一是无人机出现机械故障或遭遇灾难性的气象致使无人机失去控制而坠地；二是操控手正常操纵无人机时，由于对地形把握不准而出现误撞山坡或障碍物，或近地着陆时高度和位置信息测量不准确导致降落触地。前者属于失控撞地，后者属于在控撞地[2]。 如何避免无人机与其他机体或障碍物碰撞已成为世界各国十分重视的问题。美军建立了防止无人机与有人机碰撞机制来避免撞击事故发生。但其效能还未达到安全程度，且对近地撞击障碍物事故至今任未研制出切实可行、安全高效的将无人机本体保护在内部，避免了螺旋桨与外部环境直接接触。其外部是由碳纤维材质组成的两个半球，使得无人机在发生碰撞时可以回弹或旋转，如图1所示。在实际使用中，当无人机发生碰撞时，两个单独的半球形外壳被动旋转，这种机制能够在不影响飞行稳定性的情况下与障碍物相撞，从而避免了复杂的传感与规避策略，旋转原理如图2所示。 2 无人机保护罩三维结构造型 利用三维设计软件Solidworks 对无人机保护罩进行设计建模，具体零部件结构如图3～图6所示。 3 实验样机与试飞 考虑到无人机载重问题，所负载外壳重量应尽可能小， 但外壳材料也需要满足具有一定强度，所以在保护外壳实物制作中选择碳纤维材料。球形外壳部分采用碳纤维管与3D 打印关节组成，中心连接部分选用碳纤维板切割制成，轴承选用轻质量的尼龙塑料轴承。实物成品与实验效果如图7～8所示。 4 结论 本项目是针对四旋翼无人机所设计的一套保护外壳，结构简单，容易拆卸，能降低无人机坠毁风险。通过实物制作与实验，保护外壳结构合理，能有效规避无人机直接与障碍物发生碰撞。参考文献： [1]薄文娟.国内外无人机系统的研究现状[D].内蒙古:内蒙古电子 技术信息学院,2016. [2]许卫东,呼曦.机载增强型近地警告系统发展概述[J].航空制造 技术,2006,24(16):51-52.[3]李洋.自主防撞击无人机传感器的信息融合算法研究[D].沈阳: 沈阳航空航天大学,2013.[4]张玉民,何鑫,杨百川.基于WPF 技术的无人机地面站软件设计 与实现[J].计算机工程与设计,2019(4):1167-1173. （收稿日期： 2019-5-18） 图1 无人机保护罩示意图 图 2 半球形外壳旋转原理 图3 碳纤维外壳结构图 4 无人机连接部分 图 5 外壳支撑与连接图 6 完整装配图 图8 无人机实验 图7 无人机保护罩安装