多旋翼无人机教案
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无人机驾驶基础及应用实训三 多旋翼无人机飞行训练
实训三多旋翼无人机飞行训练一、实训目的1、能够驾驶四轴多旋翼无人机进行平稳起降和悬停；2、能够驾驶四轴多旋翼无人机进行八面悬停飞行；3、能够进行飞行前检查和飞行后检查；4、有能力的进行水平8字航线飞行。
二、实训内容及要求1、平稳起降和悬停训练，能够至少在定点模式下垂直平稳起降微型多旋翼无人机，起飞后定点悬停不超过一个机身位；2、八面悬停训练，从对尾0度开始，向左或向右转动航向，至少在定点模式下进行45度、90度、135度、180度、225度、270度、315度、360度八个方向的微型多旋翼无人机悬停训练，偏离不超过一个机身位；3、飞行前后检查，包括但不限于无人机系统外观、紧固件、连接线、电量、电子设备状态、信号、等；4、水平八字飞行，有能力的同学可开展水平8字航线飞行训练，在教师指导下完成。
三、实训条件1、微型多旋翼无人机，动力电池，充电器、维保工具等；2、雪糕筒、警戒线、防护网、遮阳伞等飞行练习场地布置耗材；3、无人机实训室；4、飞行练习场地。
四、实训步骤1、准备练习用设备前往飞行练习场，使用雪糕筒、警戒线、防护网、遮阳伞等工具布置飞行场地；2、开展飞行前检查，包括但不限于无人机系统外观、紧固件、连接线、电量、电子设备状态、信号等，如有问题、故障等应进行排除；3、完成飞行前检查，驾驶员距离无人机3米左右，解锁无人机，开始对尾垂直起飞、定点悬停、垂直降落训练；4、对尾悬停飞行训练合格后，逐步开展左右侧向和对头悬停训练，并将动作进行组合，连续操作，完成八面悬停飞行训练；5、飞行过程中关注无人机飞行状态，注意无人机和遥控器指示灯或电量信息，注意飞行场地的外来干扰，确保飞行安全；6、飞行练习间隙应当随时检查无人机状态，及时学习和使用无人机系统和飞行管理知识；7、八面悬停训练进度较快的同学，可开展水平8字航线飞行训练；8、每次完成飞行训练，应进行飞行结束讲评，填写飞行学习记录表。
五、实训成果1、微型多旋翼无人机基础飞行技能；2、多旋翼无人机维护保养技能；3、飞行学习记录表。
无人机操作与使用教案
无人机操作与使用教案一、教案简介本教案旨在帮助学员了解无人机的基础知识，掌握无人机的操作技能以及正确的使用方法。
通过理论学习与实践操作相结合的方式，使学员能够安全、有效地操作和使用无人机。
二、教学目标1. 了解无人机的分类及应用领域。
2. 掌握无人机的组成结构和各部件的功能。
3. 熟悉无人机的遥控器操作方法。
4. 掌握无人机的起飞、飞行、降落等基本操作技巧。
5. 学会无人机的常见故障排除方法。
三、教学内容1. 无人机的分类及应用领域1.1 无人机的分类：固定翼无人机、多旋翼无人机等。
1.2 无人机的应用领域：航拍摄影、测绘勘察、农业植保等。
2. 无人机的组成结构和各部件功能2.1 机身：包括机翼、机身、尾翼等。
2.2 电源系统：电池、电机、电调等。
2.3 控制系统：遥控器、飞控、陀螺仪等。
3. 无人机的遥控器操作方法3.1 遥控器的组成部分及功能介绍。
3.2 遥控器的正确握持方法。
3.3 遥控器的基本操作指令：起飞、降落、前进、后退、左转、右转等。
4. 无人机的基本操作技巧4.1 无人机的起飞前准备：检查电池电量、检查无人机状态等。
4.2 无人机的正确起飞方法。
4.3 无人机的平稳飞行技巧。
4.4 无人机的准确降落技巧。
5. 无人机的常见故障排除方法5.1 电池电量不足的处理方法。
5.2 遥控器信号丢失的应对措施。
5.3 无人机失控时的应急处理方法。
四、教学步骤1. 无人机基础知识介绍1.1 讲师对无人机的分类及应用领域进行详细讲解。
1.2 学员提问与讨论。
2. 无人机组成结构和部件功能讲解2.1 讲师使用图表、实物模型等形式对无人机的组成结构和各部件功能进行说明。
2.2 学员进行识别和描述。
3. 遥控器操作方法演示3.1 讲师演示遥控器各部分的功能。
3.2 学员进行实践操作。
4. 无人机基本操作技巧讲解与实操4.1 讲师讲解无人机的起飞、飞行、降落等基本操作技巧。
4.2 学员进行实操操作，并根据讲师的指导进行纠正。
多旋翼无人机技术基础课件2
Re1
Re2
Cx
0
������
4．翼型的极曲线
把翼型升力特性和阻力特性结合起来，构成表示翼型升 力系数和阻力系数的关系曲线，称为极线。
从极线中还可以找出五个特征点：
①型阻系数最小值Cxmin点。 ②最有利状态点（Cy/Cx）max点。 ⑧最经济状态点（Cy3/2/Cx）max点。 ④升力系数最大点Cymax点。 ⑤零升阻力系数Cx0点。
翼型的主要类型（1）
翼型一般都有名称，是用设计者或者研究机构名字的缩写加上数字来 表示的。随着航空科学的发展，世界各主要航空发达的国家都设计出了大 量高性能的翼型，建立了各种翼型系列。美国有NACA系列，德国有DVL 系列，英国有RAE系列，俄罗斯有ЦΑΓИ系列等。这些翼型的资料包括几 何特性和气动特性，可供飞行器气动设计人员选取合适的翼型。
影响翼型空气动力的因素（3）
3．音障 音障是一种物理现象，当飞行器的速度接近音速时，将 会逐渐追上自己发出的声波。声波叠合累积的结果，会造成 震波的产生，进而对飞行器的加速产生障碍，而这种因为音 速造成提升速度的障碍称为音障。突破音障进入超音速后， 从飞行器最前端起会产生一股圆锥形的音锥，这股震波如爆 炸一般，故称为音爆或声爆。 强烈的音爆不仅会对地面建筑物产生损害，对于飞行 器本身伸出冲击面之外部分也会产生破坏。而音障不单单仅 有声波，还有来自空气的阻力，对于多旋翼无人机旋翼而言 ，当旋翼桨叶桨尖接近1马赫时，桨叶前方急速冲来的空气 不能够像平常一样通过旋翼扩散开，于是气体都堆积到了旋 翼和机体的周围，产生极大的压力，也会引发出一种看不见 的空气旋涡，俗称“死亡漩涡”，这也被叫做音障，如果旋翼 和机体不作特殊加固处理，那么将会被瞬间摇成碎片。
多旋翼无人机飞行安全保障措施
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4．翼型的极曲线
把翼型升力特性和阻力特性结合起来，构成表示翼型升 力系数和阻力系数的关系曲线，称为极线。
从极线中还可以找出五个特征点：
①型阻系数最小值Cxmin点。 ②最有利状态点（Cy/Cx）max点。 ⑧最经济状态点（Cy3/2/Cx）max点。 ④升力系数最大点Cymax点。 ⑤零升阻力系数Cx0点。
翼型的主要类型（1）
翼型一般都有名称，是用设计者或者研究机构名字的缩写加上数字来 表示的。随着航空科学的发展，世界各主要航空发达的国家都设计出了大 量高性能的翼型，建立了各种翼型系列。美国有NACA系列，德国有DVL 系列，英国有RAE系列，俄罗斯有ЦΑΓИ系列等。这些翼型的资料包括几 何特性和气动特性，可供飞行器气动设计人员选取合适的翼型。
影响翼型空气动力的因素（3）
3．音障 音障是一种物理现象，当飞行器的速度接近音速时，将 会逐渐追上自己发出的声波。声波叠合累积的结果，会造成 震波的产生，进而对飞行器的加速产生障碍，而这种因为音 速造成提升速度的障碍称为音障。突破音障进入超音速后， 从飞行器最前端起会产生一股圆锥形的音锥，这股震波如爆 炸一般，故称为音爆或声爆。 强烈的音爆不仅会对地面建筑物产生损害，对于飞行 器本身伸出冲击面之外部分也会产生破坏。而音障不单单仅 有声波，还有来自空气的阻力，对于多旋翼无人机旋翼而言 ，当旋翼桨叶桨尖接近1马赫时，桨叶前方急速冲来的空气 不能够像平常一样通过旋翼扩散开，于是气体都堆积到了旋 翼和机体的周围，产生极大的压力，也会引发出一种看不见 的空气旋涡，俗称“死亡漩涡”，这也被叫做音障，如果旋翼 和机体不作特殊加固处理，那么将会被瞬间摇成碎片。
多旋翼无人机飞行安全保障措施
无人机课程教案-无人机结构组成与飞行原理
目录 CONTENTS
01 无人机结构 02 无人机飞行原理
无人机结构
控制系统 （控制器/陀螺仪/加速 度计/气压计/GPS）
遥控系统 （遥控器/接收器）
旋翼无人机由飞行器机架、飞行
机架
控制系统、动力系统、遥控器、
遥控系统和云台相机等6大构成
部分
动力系统 （螺旋桨/电机/电调）
云台相机
无人机结构
无人机飞行原理
俯仰运动，即前后控制
如图电机3、4的转速上升，电机1、2的转速下 降。由于飞机后部的升力大于飞机前部，飞机 的姿态会向前倾斜。倾斜时的侧面平视如图， 这时螺旋桨产生的升力除了在竖直方向上抵消 飞机重力外，还在水平方向上有一个分力，这 个分力就让飞机有了水平方向上的加速度，飞 机也因而能向前飞行。从而实现飞行器的俯仰 运动。
无人机飞行原理
左右控制
当M2、M3电机加速，M1、M4电机减速时， 飞机向右倾斜，从而向右飞行。 同理可得：当M1、M4电机加速，M2、M3电 机减速时，飞机向左倾斜，从而向左飞行；
无人机飞行原理
偏航运动，即旋转控制
当无人机各个电机转速相同，飞机的反扭矩被 抵消，不会发生转动。 但是当要飞机原地旋转时，我们就可以利用这 种反扭矩，M2、M4两个顺时针旋转的电机转 速增加，M1、M3号两个逆时针旋转的电机转 速降低，由于反扭矩影响，飞机就会产生逆时 针方向的旋转。。
无人机结构
飞行控制系统一般主要由主控单元、IMU（惯性测量单元）、GPS指南针模块、LED指示灯模块等部件组成
主控单元
飞行控制系统的核心，通过它将 IMU、GPS指南针、舵机和遥控接 收机等设备接入飞行控制系统从而 实现飞行器自主飞行功能。
惯性测量单元（IMU）
01 无人机结构 02 无人机飞行原理
无人机结构
控制系统 （控制器/陀螺仪/加速 度计/气压计/GPS）
遥控系统 （遥控器/接收器）
旋翼无人机由飞行器机架、飞行
机架
控制系统、动力系统、遥控器、
遥控系统和云台相机等6大构成
部分
动力系统 （螺旋桨/电机/电调）
云台相机
无人机结构
无人机飞行原理
俯仰运动，即前后控制
如图电机3、4的转速上升，电机1、2的转速下 降。由于飞机后部的升力大于飞机前部，飞机 的姿态会向前倾斜。倾斜时的侧面平视如图， 这时螺旋桨产生的升力除了在竖直方向上抵消 飞机重力外，还在水平方向上有一个分力，这 个分力就让飞机有了水平方向上的加速度，飞 机也因而能向前飞行。从而实现飞行器的俯仰 运动。
无人机飞行原理
左右控制
当M2、M3电机加速，M1、M4电机减速时， 飞机向右倾斜，从而向右飞行。 同理可得：当M1、M4电机加速，M2、M3电 机减速时，飞机向左倾斜，从而向左飞行；
无人机飞行原理
偏航运动，即旋转控制
当无人机各个电机转速相同，飞机的反扭矩被 抵消，不会发生转动。 但是当要飞机原地旋转时，我们就可以利用这 种反扭矩，M2、M4两个顺时针旋转的电机转 速增加，M1、M3号两个逆时针旋转的电机转 速降低，由于反扭矩影响，飞机就会产生逆时 针方向的旋转。。
无人机结构
飞行控制系统一般主要由主控单元、IMU（惯性测量单元）、GPS指南针模块、LED指示灯模块等部件组成
主控单元
飞行控制系统的核心，通过它将 IMU、GPS指南针、舵机和遥控接 收机等设备接入飞行控制系统从而 实现飞行器自主飞行功能。
惯性测量单元（IMU）
多旋翼无人机理论教材
1.2 无人机的分类
按活动半径分类：超近程(活动半径在15km以内）、近程（活动半径在1550km之间）、短程（活动半径在50-200km之间）、中程（活动半径在200800km之间）和远程（活动半径大于800km） 按任务高度分类：超低空(任务高度在0-100m之间)、低空（100-1000m之 间）、中空（1000-7000m之间）、高空（7000-18000m之间）、超高空（大于 18000m）。
行记录，飞行时远离干扰源（高压线对飞行器飞控IMU、图传、遥控信号均 会产生不同程度干扰）。
3)、规划飞行航线时，不要从人口密集地方飞过（飞行器失事仅仅是经济
损失，锋利的螺旋桨划伤人就是重大损失），非镜头需要不要从水库、江河、 湖泊等地方飞过（航拍作业所有数据存储于SD卡上，飞行器失事会导致前面
的的数据全部丢失）。
（5）前后运动：要想实现飞行器在水平面内前后、左右的运动， 必须在水平面内对飞行器施加一定的力。在图 e中，增加电机 3转速， 使拉力增大，相应减小电机 1转速，使拉力减小，同时保持其它两个 电机转速不变，反扭矩仍然要保持平衡。按图 b的理论，飞行器首 先发生一定程度的倾斜，从而使旋翼拉力产生水平分量，因此可以 实现飞行器的前飞运动。向后飞行与向前飞行正好相反。（在 图 b 图 c中，飞行器在产生俯仰、翻滚运动的同时也会产生沿 x、y 轴的水平运动。） （6）倾向运动：在图 f 中，由于结构对称，所以倾向飞行的工作 原理与前后运动完全一样。
1.2 无人机的分类 无人机可按飞行平台构型、用途、尺度、活动半径、任务高度 等方法进行分类。 按飞行平台构型分类：固定翼、旋翼机、无人飞艇、伞翼无人 机、扑翼无人机。 按用途分类：军用和民用两大类 按尺度分类（民航法规）：微型(空机质量小于等于7Kg的无人 机）、轻型（空机质量大于7Kg，小于等于116kg）、小型（空机质 量小于等于5700kg）、大型无人机（空机质量大于5700kg）。
无人机飞行操控技术项目6 无人机地面站飞行操控教学教案
要点二 多旋翼地面站飞行操控
教学方法：讲授法、直观演示法
教师通过边操作边讲授的方式对多旋翼无人机地面站软件介绍进行讲解，讲解过程中可采用微课视频和动画配合教学，加深学生对所学知识的理解。
要点三 垂直起降固定翼地面站飞行操控
教学方法：讲授法、直观演示法
教师通过边操作边讲授的方式对垂直起降固定翼无人机地面站软件介绍进行讲解，讲解过程中可采用微课视频和动画配合教学，加深学生对所学知识的理解。
《无人机飞行操控技术》课程教案
名称：项目六 无人机地面站飞行操控
编号：FXCK-06
班级：XX班
地点：无人机综合实训中心
学时：10课时
项目简介
本项目就“无人机地面站飞行操控”的相关内容展开讲解，主要包含地面站功能介绍、多旋翼地面站飞行操控、垂直起降固定翼地面站飞行操控、自主飞行应急操作几部分内容。在授课时，着重讲解多旋翼地面站飞行操控和垂直起降固定翼地面站飞行操控两部分的内容。通过该项目的学习，使学生了解地面站软件，并在此基础上完成地面站任务规划与执行。
②根据技能操作要求，采用极智UAV GCS地面站软件进行垂直起降固定翼无人机地面站任务规划和飞行任务执行的相关操作；
③根据技能操作要求，对生成和输出的成果文件进行检查。
第四步，实训总结。
总结内容：
①学生对本节课的操作内容进行总结；
②教师对本次实训的完成情况进行总结。
5.项目小结
通过本项目的学习，学生掌握无人机地面站飞行操控对应的知识与相关技能操作。
3.能够对生成和输出的成果文件进行检查。
【思政目标】
无人机技术的发展应关注社会发展的需求，为社会提供更加便捷、高效、安全的服务，用技术的力量造福社会，推动社会的可持续发展。职业教育要求培养学生的社会责任感，在进行无人机相关专业知识的教学过程中引导学生认识社会责任的重要性，强化学生为社会发展和为人民服务的责任意识。最终，学生能够通过所学知识和技能推动无人机产业的快速发展，为国家经济发展做出贡献。
教学方法：讲授法、直观演示法
教师通过边操作边讲授的方式对多旋翼无人机地面站软件介绍进行讲解，讲解过程中可采用微课视频和动画配合教学，加深学生对所学知识的理解。
要点三 垂直起降固定翼地面站飞行操控
教学方法：讲授法、直观演示法
教师通过边操作边讲授的方式对垂直起降固定翼无人机地面站软件介绍进行讲解，讲解过程中可采用微课视频和动画配合教学，加深学生对所学知识的理解。
《无人机飞行操控技术》课程教案
名称：项目六 无人机地面站飞行操控
编号：FXCK-06
班级：XX班
地点：无人机综合实训中心
学时：10课时
项目简介
本项目就“无人机地面站飞行操控”的相关内容展开讲解，主要包含地面站功能介绍、多旋翼地面站飞行操控、垂直起降固定翼地面站飞行操控、自主飞行应急操作几部分内容。在授课时，着重讲解多旋翼地面站飞行操控和垂直起降固定翼地面站飞行操控两部分的内容。通过该项目的学习，使学生了解地面站软件，并在此基础上完成地面站任务规划与执行。
②根据技能操作要求，采用极智UAV GCS地面站软件进行垂直起降固定翼无人机地面站任务规划和飞行任务执行的相关操作；
③根据技能操作要求，对生成和输出的成果文件进行检查。
第四步，实训总结。
总结内容：
①学生对本节课的操作内容进行总结；
②教师对本次实训的完成情况进行总结。
5.项目小结
通过本项目的学习，学生掌握无人机地面站飞行操控对应的知识与相关技能操作。
3.能够对生成和输出的成果文件进行检查。
【思政目标】
无人机技术的发展应关注社会发展的需求，为社会提供更加便捷、高效、安全的服务，用技术的力量造福社会，推动社会的可持续发展。职业教育要求培养学生的社会责任感，在进行无人机相关专业知识的教学过程中引导学生认识社会责任的重要性，强化学生为社会发展和为人民服务的责任意识。最终，学生能够通过所学知识和技能推动无人机产业的快速发展，为国家经济发展做出贡献。
无人机驾驶员航空知识手册培训教材(多旋翼)讲解学习64页PPT
无人机驾驶员航空知识手册培训教材 (多旋翼)讲解学习
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
多旋翼无人机技术基础教学课件
多旋翼无人机共轴旋翼分析
为了在不增大多旋翼无人机体积的情况下使多旋翼无人机的马力（总 功率）更大，最简单的办法是把两个旋翼上下叠放。由发动机通过传动系 统分别驱动两个大小相同、转向相反的旋翼转动，使它们产生的反扭矩相 互抵消。多旋翼无人机采用共轴式双旋翼的方式，共轴反桨的上下一对旋 翼的气流之间存在着相互干扰，这种气流干扰依据飞行状态的不同，对动 力组合的效率影响有好有坏，其特点如下：
多旋翼无人机动力装置分析
由于对多旋翼无人机新型号的结构大小、飞行空域、速 度、高度和用途等性能和使用功能的要求不同，因此选用的 动力装置也不同。多旋翼无人机常用的发动机有电动机和燃 油发动机两大类，其中电动机有直流无刷电机和直流有刷电 机两类；燃油发动机有活塞式发动机和涡轮轴发动机两大类
（1）直流电动机
涵道式无人机分析
涵道式无人机总体布局为涵道风扇式结构，主要由上载荷仓、下载荷 仓、涵道风扇系统和机体支架4部分组成。上部为圆柱形载荷仓，可以用 来安装摄像装置、飞行控制器以及各种电子设备供电电源等，涵道中间安 装了发动机、螺旋桨以及导流片等。螺旋桨由发动机直接驱动，下部载荷 仓内部装载了姿态测量传感器包括3轴陀螺仪、3轴加速度计以及3轴磁强 计、GPS模块、气压传感器等，涵道内部是周向分布的8~12个导流片，控 制舵片分布在导流片的下方，用来产生滚转、俯仰和偏航力矩。
多旋翼无人机设计要求
一项成功的设计，应满足多方面的要求。这些要求有社 会发展方面的，有产品性能、功能、质量、效益方面的， 也有使用要求或制造工艺要求，主要包括：
（1）社会发展要求 （2）安全性要求 （3）可靠性要求 （4）经济效益要求 （5）使用要求 （6）制造工艺要求
多旋翼无人机设计的基本原则
（1）悬停状态效率提高 （2）前飞状态效率降低 （3）机体体积减小
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哈尔滨四通技工学校第三教学站 延寿农民工综合培训学校 多旋翼无人机操作教案 二 0 一七春季生 课程名称： 多旋翼无人机操作基础 授课教师 : 张海东
课题 第一章 无人飞行器概述
教学目标 1、无人飞行器发展简史
2、无人飞行器的优缺点
3、无人飞行器应用领域
教学重点 1、什么事无人机
2、无人机的应用
3、无人机未来的发展趋势
教材分析 无人机的概述重要性，帮助学员更好的了解无人机。 教学方法 讲授法 授课类型 新课 课时 二课时 一、组织教学 二、课前提问 三、导入新课 四、教学内容： 1、 1910 年，在莱特兄弟所取得的成功的鼓舞下， 来
自俄亥俄州的年轻军事工程师查尔斯 ?科特林建议 使用没有人驾驶的飞行器：用钟表机械装置控制飞 机，使其在预定地点抛掉机翼并象炸弹一样落向敌 人。在美国陆军的支持和资助下，他制成并试验了几 个模型，取名为“科特林空中鱼雷” 、“科特林虫子” 。
2、二战期间，美国海军首先将无人机作为空面 武器使
用。 1944 年，美国海军为了对德国潜艇基地进 行打击，使用了由 B-17 轰炸机改装的遥控舰载机。
3、上世纪 70-90 年代及其以后，以色列军事专 家、科
学家和设计师对无人驾驶技术装备的发展做出 了突出贡献，并使以色列在世界无人驾驶系统的研制 和作战使用领域占有重要地位。
4、最着名的是“捕食者” 可复用无人机，世界 上最大
的无人机––“全球鹰”，“影子 -200”低空 无人机， “扫描鹰” 小型无人机， “火力侦察兵” 无
课程内容 人直升机。 5、理论开创阶段，多旋翼无人飞行器理论开创 于上世
纪 10 年代，直升机研发之前。几家主要飞机 生产商开发出的在多个螺旋桨中搭乘飞行员的机型。 这种设计开创了多旋翼飞行器的理论。
6、加速发展阶段， 2007 年以后，装配高性能压 电陶
瓷陀螺仪和角速度传感器（六轴陀螺仪）的多旋 翼无人飞行器开始出现加速发展。
7、未来发展阶段，伴随着飞行器技术的进步， 多旋翼
无人飞行器使用者会急剧增加。这样一来， 事故和故障也会相应增加，甚至会发展成社会问 题。今后不仅是制造商和商店一级，协会和主管部 门面向多旋翼无人飞行器的飞行会和培训班也会增 加。
8、优点的特性。
9、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。
10、无人机尺寸相对较小，设计时不受驾驶员 生理条
件限制，可以有很大的工作强度，不需要人 员生存保障系统和应急救生系统等，大大地减轻了 飞机重量。 11、制造成本与寿命周期费用低，没有昂贵的 训练费
用和维护费用，机体使用寿命长，检修和维 护简单。
12、无人机的技术优势是能够定点起飞，降 落，对起
降场地的条件要求不高，可以通过无线电 遥控或通过机载计算机实现远程遥控。
课程后记 给学生留了上网查询无人机的信息的作业。 程名称： 多旋翼无人机操作基础 授课教师 : 张海东 课题 无人飞行器应用领域及分类
教学目标 1、无人飞行器的应用理解
2、无人飞行器的分类识别
教学重点 多旋翼概述及分类
教材分析 无人机的种类划分 教学方法 讲授法 授课类型 新课 课时 二课时 课程内容 一、组织教学 二、复习前一节课的内容 三、导入新课 四、教学内容： 1、无人飞行器的种类繁多，主要包括飞艇、固 定翼无
人机、 伞翼无人机、 扑翼无人机、 变翼无人机、 旋翼式无人机等。
2、多旋翼飞行器也称为多轴飞行器，是直升机 的一
种，它通常有 3 个以上的旋翼。飞行器的机动性 通过改变不同旋翼的扭力和转速来实现。相比传统的 单水平旋翼直升机，它构造精简，易于维护，操作简 便，稳定性高且携带方便。常见的多旋翼飞行器。
3、四旋翼，六旋翼和八旋翼，被广泛用于影视 航拍、
安全监控、农业植保、电力巡线等领域
（多旋翼无人机） （航拍无人机） （固定翼无人机） 课程后记 学员对无人机的用途很有兴趣 程名称： 多旋翼无人机操作基础 授课教师 : 张海东
课题 多旋翼飞行器的构造 教学目标 1、多旋翼飞行器的原件构造和组成。
2、多旋翼飞行器各个配件的应用。
教学重点 多旋翼飞行器组成构造及应用 教材分析 多旋翼飞行器重要组成构件的理解 教学方法 讲授法 授课类型 新课 课时 四课时 课程内容 一、组织教学
二、复习前一节课的内容 三、导入新课 四、教学内容： 1、多旋翼飞行器主要由机架、电机、电调和桨 叶组
成，为了满足实际飞行需要，一般还需要配备电 池、遥控器及飞行辅助控制系统。
（无人机的组成及构造） 2、机架：机架是指多旋翼飞行器的机身架，是 整个飞
行系统的飞行载体。一般使用高强度重量轻的
材料，例如碳纤维、 PA66+30GF 等材料。 3、 电机是由电动机主体和驱动器组成，是一种 典型
的机电一体化产品。在整个飞行系统中，起到提 供动力的作用。
4、电调全称电子调速器，英文 electronic speed controller, 简称 ESC。在整个飞行系统中， 电调主要提 供
驱动电机的指令，来控制电机，完成规定的速度和 动作等。
5、电池是将化学能转化成电能的装置。在整个 飞行系
统中，电池作为能源储备，为整个动力系统和 其他电子设备提供电力来源。目前在多旋翼飞行器 上，一般采用普通锂电池或者智能锂电池等。
6、遥控系统由遥控器和接收机组成，是整个飞 行系统
的无线控制终端。
7、飞行控制系统集成了高精度的感应器元件， 主要由
陀螺仪 （飞行姿态感知） ，加速计， 角速度计， 气压计， GPS 及指南针模块（可选配），以及控制电 路等部件组成。通过高效的控制算法内核，能够精准 地感应并计算出飞行器的飞行姿态等数据，再通过主 控制单元实现精准定位悬停和自主平稳飞行。根据机 型的不一样，可以有不同类型的飞行辅助控制系统， 有支持固定翼、多旋翼及直升机的飞行控制系统。
课程后记 课程名称： 多旋翼无人机操作基础 授课教师 : 张海东 课题 多旋翼飞行原理
教学目标 1、多旋翼飞行器的飞行原理详解。
2、飞行动作的垂直运动，即升降控制了解。
3、飞行动作的俯仰运动，即前后控制了解。
教学重点 多旋翼飞行器的各种飞行动作的原理 教材分析 从实际飞行动作来了解无人机的飞行姿态 教学方法 讲授法 授课类型 新课 课时 四课时 课程内容 一、组织教学
二、课前提问 三、导入新课 四、教学内容： 1、多旋翼飞行器是通过调节多个电机转速来改 变螺旋
桨转速，实现升力的变化，进而达到飞行姿态 控制的目的。
2、以四旋翼飞行器为例，飞行原理如下图所示， 电机
1 和电机 3 逆时针旋转的同时，电机 2 和电机 4 顺时针旋
转，因此飞行器平衡飞行时，陀螺效应和空 气动力扭矩效应全被抵消。与传统的直升机相比，四 旋翼飞行器的优势：各个旋翼对机身所产生的反扭矩 与旋翼的旋转方向相反，因此当电机 1 和电机 3 逆时 针旋转时，电机 2 和电机 4 顺时针旋转，可以平衡旋 翼对机身的反扭矩。
3、垂直运动，即升降控制，在图（ a）中，两对 电机
转向相反，可以平衡其对机身的反扭矩，当同时 增加四个电机的输出功率，旋翼转速增加使得总的拉 力增大，当总拉力足以克服整机的重量时，四旋翼飞 行器便离地垂直上升；反之，同时减小四个电机的输 出功率，四旋翼飞行器则垂直下降，直至平衡落地， 实现了沿 z 轴的垂直运动。当外界扰动量为零时，在 旋翼产生的升力等于飞行器的自重时，飞行器便保持 悬停状态。保证四个旋翼转速同步增加或减小是垂直 运动的关键。 4、俯仰运动，即前后控制，在图（ b）中，电机 1 的
转速上升，电机 3 的转速下降，电机 2、电机 4 的转速保持不变。为了不因为旋翼转速的改变引起四 旋翼飞行器整体扭矩及总拉力改变，旋翼 1 与旋翼 3 转速该变量的大小应相等。由于旋翼 1 的升力上升， 旋翼 3 的升力下降，产生的不平衡力矩使机身绕 y 轴 旋转（方向如图所示） ，同理， 当电机 1 的转速下降， 电机 3 的转速上升，机身便绕 y 轴向另一个方向旋转， 实现飞行器的俯仰运动。 ?
5、横滚运动，即左右控制，与图（ b）的原理相 同，
在图（ c）中，改变电机 2 和电机 4 的转速，保 持电机 1 和电机 3 的转速不变，便可以使机身绕 x 轴 方向旋转，从而实现飞行器横滚运动。
6、偏航运动，即旋转控制， 四旋翼飞行器偏航 运动
可以借助旋翼产生的反扭矩来实现。旋翼转动过 程中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反的反 扭矩，为了克服反扭矩影响，可使四个旋翼中的两个 正转，两个反转，且对角线上的各个旋翼转动方向相 同。
课程后记 课程名称： 多旋翼无人机操作基础 授课教师 : 张海东