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无人机技术及其应用前景分析无人机技术是近年来发展迅猛的先进技术之一，具有广泛的应用前景。
本文将从无人机技术的发展背景、应用领域和未来前景三个方面进行分析，以便更好地了解无人机技术及其未来的发展趋势。
无人机技术的发展背景可以追溯到20世纪初，随着航空技术的不断进步，飞行器的自主性逐渐提升，传统有人驾驶的飞机日益不能满足人们对航空作业需求的增长。
随着计算机技术的迅猛发展，自动化飞行控制系统的研究取得了突破性进展，这为无人机的发展提供了坚实的基础。
如今，无人机技术已经广泛应用于农业、航拍摄像、物流配送、环境监测等领域，并在军事领域发挥着重要的作用。
无人机的应用领域多种多样。
首先是农业领域。
传统的农业作业面临着劳动力短缺和效率低下的问题，而无人机可以通过搭载各种传感器来实现农田的精准测绘、作物的施肥和喷洒、病虫害的监测和防控等工作，大大提高了农业的生产效率。
其次是航拍摄像领域。
传统的航拍方式需要租用直升机或飞机，成本高昂且受限于飞行时间和路线，而无人机可以携带高清摄像设备，能够便捷地获取航拍照片和视频，广泛应用于电影、广告、房地产等行业。
此外，无人机还可以用于快递物流、自然灾害监测、环境保护等领域，为人们的生活带来了诸多便利。
无人机技术的未来前景令人期待。
随着技术的进步和成本的降低，无人机将拥有更广泛的应用领域。
首先，无人机在军事领域的广泛应用已经取得了重要的突破，成为了现代战争中的重要装备。
无人机可以携带各种类型的传感器和武器装备，能够实现侦察、目标打击、情报收集等作战任务，为国家的安全提供了重要的保障。
其次，随着人工智能技术的发展，无人机将进一步提升自主飞行和智能决策的能力，可以实现更复杂的任务和更高效的作业。
例如，自动驾驶的无人机可以用于城市交通管理，实现自动巡航、交通监控、违法行为识别等功能。
再者，无人机的应用领域将进一步扩展到应急救援、资源勘探等领域，提供更及时、高效的服务。
总体来说，无人机技术的未来前景非常广阔。
电力企业输电线路巡检工作中无人机的运用论文在当前形势下，电力企业的体制改革已取得了一定的成效，供电服务范围进一步扩大，输电线路的分布也越来越广。
由于各地区的自然环境具有一定的差异性，因此，采用人工方式对输电线路进行日常巡检已远远达不到要求。
而采用无人机巡检可以在第一时间查明故障位置，且不会受到地形条件的影响，同时，还可以实现多角度、全方位的巡检，进而从整体上掌握输电线路的运行状况。
可见，无人机的应用对于电力企业的输电线路巡检工作具有重要意义。
1 无人机的研究设计分析当前，在输电线路巡检中，应用最为广泛的是遥控直升机和四旋翼无人机。
应用无人机对输电线路进行全方位的巡视，可以迅速、准确地判断故障的发生点，大大提高巡视工作的效率。
从产生和自身结构来看，无人机是先进科学技术创新研究的产物，它的形成主要涉及以下几方面。
1.1 技术方面遥控直升机采用的是普通直升机的气动布局，一般可以携带图像采集和实时传输设备，在飞行过程中，可以将所“看”到的各种信息通过传输设备及时传输到监控中心，从而大大提高输电设备巡视、检修工作的效率。
四旋翼无人机的气动布局结构是4 个旋翼相互对称分布。
这种结构设置使其具有较高的起降能力。
此外，四旋翼无人机还安装有减振云台和无线传输设备，在对输电线路进行巡检时，可以利用微型高分辨率的图像采集设备获得高清信息，并将所获信息及时传输到监控中心。
1.2 自身系统构成方面遥控式无人机的构成主体是遥控直升机的本体。
此外，遥控直升机还包括减振悬挂装置、信息采集和传输设备、地面图像的监视和操控系统等。
四旋翼无人机主要由本体和地面监控站构成。
1.3 功能方面1.3.1 无人机的功能分析应用遥控直升机巡检的工作流程是由人工进行遥控飞行或者悬停在输电线路的上空，而后再利用信息采集设备对线路的图像信息进行实时采集和传输；应用四旋翼无人机巡检的工作流程是在地面站的引导下，根据输电线路的布设状况进行信息的采集和传输。
南京航空航天大学硕士学位论文图4.8 横向通道操纵响应对比(Ⅳ) (36)图4.9 总距通道频域特性对比(Ⅰ) (36)图4.9 尾桨通道频域特性对比(Ⅱ) (37)图4.9 纵向通道频域特性对比(Ⅲ) (37)图4.9 横向通道频域特性对比(Ⅳ) (37)图4.10 开环状态悬停仿真与试飞对比 (38)图4.11 开环状态前飞仿真与试飞对比 (38)图4.12 带宽定义 (41)图4.13 垂向速度对总距阶跃操纵的响应 (41)图4.14 纵向通道Bode图 (42)图4.15 横向通道Bode图 (43)图4.16 尾桨通道Bode图 (44)图4.17 纵横向交叉耦合(Ⅰ) (44)图4.17 总距与横向交叉耦合(Ⅱ) (45)图4.17 总距与纵向交叉耦合(Ⅲ) (45)图4.18 地面上总功率与总距的关系 (46)图4.19 地面上旋翼功率与总距的关系 (46)图4.20 垂直飞行时总功率与总距的关系曲线 (47)图4.21 垂直飞行时旋翼功率与总距的关系曲线 (47)图4.22 悬停和不同重量平飞时总距与总功率关系比较 (48)图4.23 平飞、爬升、下降和悬停时总距与总功率关系比较 (48)图4.24 建议的总距负载关系(105%RPM，H=0m) (49)图4.25 建议的总距负载关系(100%RPM，H=0m) (49)图4.26 建议的总距负载关系(95%RPM，H=0m) (50)图5.1 模型外置式半物理实时仿真系统结构 (52)图5.2 实时仿真模型的生成过程 (52)图5.3 共享内存原理 (54)图5.4 同步共享内存的实现 (55)图5.5 模型嵌入式半物理实时仿真系统结构 (56)图5.6 两种实时仿真软件结构对比 (57)图6.1 系统验证路线 (59)图6.2 半物理仿真环境 (60)vii基于FlightLab的无人直升机建模与仿真技术研究图6.3 五点航路与航路间飞行模态 (60)图6.4 航路二维仿真曲线 (61)图6.5 航路三维仿真曲线 (61)图6.6 航路仿真数据曲线 (62)图6.7 遥控指令界面 (63)图6.8 模型解算 (63)图6.9 悬停仿真数据 (64)图6.10 样例无人直升机悬停试飞数据 (64)图6.11 悬停回转姿态对比 (65)图6.12 低速10m/s前飞的仿真曲线 (65)图6.13 中速20m/s前飞的仿真曲线 (66)表1.1 国内外常见的直升机建模方法 (2)表1.2 常见的仿真技术 (3)表2.1 样例无人直升机的总体参数 (9)表2.2 样例无人直升机建模原理 (11)表4.1 样例无人直升机悬停时的特征根 (39)viii南京航空航天大学硕士学位论文ix注释表符号表参数属性参数名称 符号 单位 欧拉角滚转角γ° 俯仰角 ϑ ° 偏航角 ψ °角速度滚转角速度x ω °/s俯仰角速度 y ω °/s 偏航角速度 z ω°/s 线速度纵向速度x V m/s 侧向速度 y Vm/s 升降速度 z Vm/s 挥舞挥舞角 β° 锥度角0a ° 后倒角 1a ° 侧倒角 1b° 操纵输入纵向周期变距 b δ ° 横向周期变距a δ ° 总距 c δ ° 尾桨距 p δ°气流速度周向来流速度 x Wm/s 轴向来流速度y W m/s 垂直飞行速度 z Wm/s 前飞速度 Vm/s 相对来流速度e Um/s基于FlightLab的无人直升机建模与仿真技术研究x挥舞引起的相对气流βV m/s 入流诱导速度iv m/s基频值λm/s纵向入流分量1cλm/s横向入流分量1sλm/s 叶素升力dL N阻力dD N垂向力dFpN切向力dFtN径向力dFrN半径e r m 桨叶弦长 c m入流角eφ°迎角α°安装角eθ°桨叶扭度twθ°桨叶片数K/拉力 T N侧向力 S N后向力 H N 合力X轴合力xF NY轴合力yF NZ轴合力zF N 合力矩X轴合力矩xM N m⋅Y轴合力矩yM N m⋅Z轴合力矩zM N m⋅转动惯量X轴转动惯量xI2kg m⋅南京航空航天大学硕士学位论文xiY 轴转动惯量 y I 2kg m ⋅ Z 轴转动惯量z I 2kg m ⋅ 惯性积 XZ 平面惯性积xz I2kg m ⋅气动系数流入比 λ/ 前进比μ/ 叶素升力系数 L c / 叶素阻力系数 D c/ 翼型阻力系数δ/缩略词表序号缩写英文全称中文描述 1 UMH Unmanned Helicopter 无人直升机 2 FLME FlightLab Model Editor 模型编辑器 3 ADS Aeronautical Design Standard 航空设计标准 4 RTOS Real-Time Operation System 实时操作系统 5 CFD Computational Fluid Dynamics计算流体动力学 6NASANational Aeronautics and Space Administration美国国家航空航天局下标注释表序号 缩写 英文全称 中文描述 1 M Main Rotor 旋翼 2 T Tain Rotor 尾桨 3 F Fuslage 机身 4 V Vertical Tail 垂尾 5 HHorizonn Tail平尾承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
无人直升机作战用途研究发布时间：2022-07-01T06:52:22.722Z 来源：《科学与技术》2022年第5期作者：汤瑞昌杨国瑞陈永超[导读] 美空军相信，远程、高性能汤瑞昌杨国瑞陈永超61213部队，山西临汾 041000【摘要】美空军相信，远程、高性能、低成本的无人机可以执行打击、情报监视和侦察任务，将会在今后的空战中产生更大的规模和成本。
由于其悬停、低空、低速、高机动、低对周围环境的需求，使其成为国际、国内、国际上的重要装备。
文章针对无人机的特性，对无人机的主要作战运用模式进行了梳理和剖析，并对无人机的发展方向进行了展望。
【关键词】无人直升机、军事、作战应用引言自20世纪20年代以来，航空战的主要角色就是军用战斗机，他们是空军和地面部队的主要力量。
由于使用了先进的战斗飞行器，战机的价格也随之上升，而空中武器和综合防御技术的迅速发展，使得有人机和驾驶员的生活条件更加艰苦，成本也更加高昂，造成了无法承担的损失和政治危险。
因此，在实现“打赢”的条件下，尽可能地使作战人员的损失降到“零伤亡”，并尽可能地降低战机的造价，成为了各个国家的主要任务。
所以，研制具有高性价比、“零伤亡”的战术理念的无人机，既有其自身的军事需求，也有其自身的政策意义。
一、无人直升机军事需求在全域作战的大背景下，面对着高度的抗拒性、高度不确定性、动态、对抗性等多方面的挑战，从根本上要求我国军队的战斗力朝着无人化、智能化、网络化、系统化方向发展。
无人直升机具有震颤小、噪音低、垂直爬升迅速等特点，没有起飞场地要求，可在狭窄的空间内进行长期盘旋，并可完成360度横向旋转，既可以在山区、城市等复杂的环境下自由活动，还可以进行超低距离、贴近地面进行侦查与营救。
无人机不仅可以扩大警戒线和战斗半径，而且还可以防止无人机进入危险区进行侦察，是一种可以满足战争发展需要，以最小代价获得最大效率的战斗方式[1]。
二、主要作战应用无人机拥有可以在复杂地形中自由飞行、垂直起降、悬停、在复杂地形中飞行的特性。
无人机发展的技术难点分析一、无人机定义及其分类（一）无人机是什么中投顾问在《2016-2020年中国无人机行业深度调研及投资前景预测报告》中表示，无人机是无人驾驶飞机的简称（UnmannedAerialVehicle），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。
70%（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。
二、无人机发展的技术难点（一）飞控系统中投顾问在《2016-2020年中国无人机行业深度调研及投资前景预测报告》中表示，飞控子系统是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的核心系统，飞控对于无人机相当于驾驶员对于有人机的作用，我们认为是无人机最核心的技术之一。
飞控一般包括传感器、机载计算机和伺服作动设备三大部分，实现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、无人机任务设备管理和应急控制三大类。
其中，机身大量装配的各种传感器（包括角速率、姿态、位置、加速度、高度和空速等）是飞控系统的基础，是保证飞机控制精度的关键，在不同飞行环境下、不同用途的无人机对传感器的配置要求也不同。
未来对无人机态势感知、战场上识别敌我、防区外交战能力等方面的需求，要求无人机传感器具有更高的探测精度、更高的分辨率，因此国外无人机传感器中大量应用了超光谱成像、合成孔径雷达、超高频穿透等新技术。
（二）导航系统），（四）数据链中投顾问在《2016-2020年中国无人机行业深度调研及投资前景预测报告》中表示，数据链传输系统是无人机的重要技术组成，负责完成对无人机遥控、遥测、跟踪定位和传感器传输，上行数据链实现对无人机遥控、下行数据链执行遥测、数据传输功能。
普通无人机大多采用定制视距数据链，而中高空、长航时无人机则都会采用视距和超视距卫通数据链。
现代数据链技术的发展推动者无人机数据链向着高速、宽带、保密、抗干扰的方向发展，无人机实用化能力将越来越强。
⼩型旋翼⽆⼈机技术综述,优云UBOX代飞⼩型旋翼⽆⼈机技术综述，优云UBOX代飞1.1 ⼩型旋翼⽆⼈机简介⼩型旋翼⽆⼈机是⼀种具有旋翼结构,由⽆线电遥控的微机电系统集成的⼩型不载⼈飞⾏器。
⼩型旋翼⽆⼈机能够在飞⾏过程中实现垂直起降、⾃由悬停,具备⾃主飞⾏和着陆能⼒。
⼩型旋翼⽆⼈机根据旋翼的数量,分为单旋翼⽆⼈机和多旋翼⽆⼈机。
单旋翼⽆⼈机的结构类似于直升机,其特点是续航较为持久。
⽽多旋翼⽆⼈机⼜分为三旋翼、四旋翼、六旋翼、⼋旋翼等,相对于单旋翼,多旋翼⽆⼈机更为灵活稳定,载重能⼒更强,操作相对简单,所以得到了更加⼴泛的应⽤。
通过搭载不同的设备,⼩型旋翼⽆⼈机可实现在各⾏业中的多种应⽤:搭载相机,可⽤于航空拍摄、电路巡线、⾼空监控、电影拍摄等;搭载农药等农业设备,可⽤于农业植保;搭载测绘仪器,可⽤于地理勘测、地图绘制等;搭载救援物资,可⽤于⼈道主义救援及物资运送;搭载包裹和信件,可实现精准的⽆⼈快递送货(民航局⽆⼈机云执照到期免试换证，优云UBOX代飞100⼩时）。
“唯(维、惟)”是句⾸，句中语⽓词。
[4]210如果⽤在判断句中，则帮助表⽰判断。
[4]210-211上博楚简三篇中“唯(维、惟)”皆为⽤于句⾸、句中的语⽓词。
共14例。
如：1.2 ⼩型旋翼⽆⼈机的发展和现状旋翼式飞机最早出现于20世纪初期,但在当时并没有受到⼈们的重视,只是在军事上有⼩规模的应⽤⽽已。
在20世纪90年代后,随着微机电系统的发展逐渐成熟,⼩型⾃动控制器成为现实,但由于单⽚机的运算速度有限,直到2005年,稳定的⼩型旋翼⽆⼈机才被正式开发出来。
随后,⼩型旋翼⽆⼈机的开始进⼊⼈们的⽣活,随着应⽤领域的拓宽,⼩型旋翼⽆⼈机的发展在2013年进⼊爆发期,国内外的⼀⼤批创业公司和投资者疯狂进⼊,市场规模越来越⼤。
典型的MS/RS主要由⾼密度存储货架、提升机、多层穿梭车、轨道、控制系统和仓储管理系统(Warehouse Management System，WMS)构成。
倾转旋翼无人机介绍及应用现状分析无人直升机可以垂直起降不受场地限制，但是续航时间和速度却相对受限。
固定翼无人机续航时间长、速度高但却需要起飞跑道。
自上个世纪，技术人员就开始在二者之间不断探索，旨在寻找一种既可以垂直起降又能保障高航速和长航时的整合型技术。
上世纪末，倾转旋翼无人机技术应运而生。
倾转旋翼无人机结合了直升机机和固定翼的优点，既有旋翼又有固定机翼，而且旋翼可以从垂直位置转向水平位或者从水平位置转到垂直位置，因此这种无人机兼具垂直/短距离起降和高速巡航的特点。
目前从世界范围来看，倾转旋翼技术还处于起步阶段，只有少数国家技术相对成熟。
领跑全球：美国和以色列倾旋翼无人机技术世界领先最具代表性的倾转旋翼无人机当属美国的“鹰眼”无人机。
该无人机由美国贝尔公司研制，于2006年进入海军现役，主要用于执行侦察、监视、搜索、战损评估、通信中继和电子对抗等操作。
“鹰眼”由复合材料制造，机身结构紧凑，整体呈扁豆型，具有防腐蚀、防霉菌和防盐雾的能力。
机体由前机身、中机身、尾机身、机翼襟副翼和短舱组成，而且机体大部分可以拆卸，便于运输和维护。
该无人机最为显著的特点就是其旋翼可以倾转。
无人机起飞和着陆时，旋翼轴处于垂直状态，因此可以保障无人机的垂直起降。
成功飞机后，旋翼轴会转变为水平状态，使无人机由直升机模式成功过渡到飞行模式。
“鹰眼”无人机长18英尺3英寸（约5.56米）、翼展24英尺2英寸（约7.37米）、高6英尺2英寸（约1.88米）。
空机质量为590千克，整机总重2250千克。
该无人机最大航行速度达到225英里/小时（约360千米/小时），续航时间6小时，最高可飞至6096米。
与固定翼无人机相比，“鹰眼”可垂直起降、空中悬停、操作灵活。
与无人直升机相比，“鹰眼”巡航速度快、航时长、飞行包线大。
以色列无人机在全球一直处于领先地位，在倾转旋翼技术领域亦不逊色。
在2010年，以色列航空工业公司（IAI）研发的“黑豹”（panther）正式亮相。
现代电子技术2023年第46卷图9俯仰角位置跟踪图10偏航角位置跟踪图11三维轨迹跟踪3.2样机测试对共轴折叠双旋翼无人直升机旋翼系统展开测试，验证共轴折叠双旋翼无人直升机旋翼系统的展开效果如图12所示。
图12a ）显示的是共轴折叠双旋翼无人直升机地面静止状态下，无人直升机的两副折叠桨叶在机身外部两侧竖直向下，无人直升机底部固定在地面上，以确保无人直升机的平稳。
通过控制电机驱动旋翼开始转动，由于上层旋翼旋转线速度和离心力都大于下层桨叶，上层旋翼比下旋翼更快地展开桨叶，且上层桨叶展开角度大于下层桨叶展开角,如图12b ）所示。
折叠桨叶在离心力作用下旋转，在展开过程中上下两层桨叶分时展开，经多次进行桨叶展开测试，桨叶均不打桨，如图12c ）和图12d ）所示。
图12共轴折叠双旋翼无人直升机旋翼系统展开效果图对共轴折叠双旋翼无人直升机进行空中飞行测试，验证共轴折叠双旋翼无人直升机在桨叶展开、回收和空中悬停的研究设计效果，如图13所示。
图13共轴折叠双旋翼无人直升机测试效果图图13为空中飞行测试，在桨叶展开后，共轴折叠双116第8期旋翼无人直升机垂直起飞，上升至空中10m，飞行状态逐渐平稳，且保持姿态悬停20min，控制无人直升机前飞、转向和后退，最后降落回收无人直升机。
通过实物飞行测试结果表明，在微风天气下，共轴折叠双旋翼无人直升机可以使用本文所设计的变距机构顺利完成平稳升空、空中悬停、飞行转向、稳定降落等任务；共轴折叠双旋翼无人直升机可在挂载20kg载荷的情况下对抗6级风速，空中飞行时长25min，且位置偏移较小。
4结论本文研究一种新型共轴折叠双旋翼无人直升机，对其旋翼系统进行改进，利用伞状齿使无人直升机的上下旋翼共用同一动力源，提高无人机载荷。
同时，提出一种可折叠共轴双旋翼结构布局，避免旋翼旋转展开时的打桨。
推导共轴折叠双旋翼无人直升机运动学、动力学和气动模型，搭建Matlab仿真环境，并利用滑模控制器实现姿态控制和轨迹追踪。
TD220共轴双旋翼无人直升机北京中航智科技有限公司
佚名
【期刊名称】《传感器世界》
【年(卷),期】2016(0)7
【摘要】TD220无人直升机采用共轴双旋翼技术，模块化设计，结构紧凑，维护方便。
TD220搭载自主研发的HeliAP飞行控制系统，实现了飞机从起飞、悬停、航路点飞行到降落等所有飞行状态的全自主化，并具有链路失效保护和自动返航功能。
TD220采用电控-分控式旋翼控制技术，减小结构复杂性，降低整体重量，提高系统可靠性。
【总页数】1页(P48-48)
【关键词】无人直升机;双旋翼;共轴;飞行控制系统;模块化设计;结构复杂性;系统可
靠性;旋翼技术
【正文语种】中文
【中图分类】V279
【相关文献】
1.共轴双旋翼结构在多旋翼无人机教学活动中的应用分析 [J], 刘志军;赵文艺;魏亮;张丽
2.一种共轴双旋翼-固定翼高速直升机设计 [J], 刘楚宏
3.一种共轴双旋翼-固定翼高速直升机设计 [J], 刘楚宏;
4.某共轴双旋翼无人直升机旋翼桨距操纵分配研究 [J], 董鹰;戴梦漪;翟剑豪
5.共轴式双旋翼无人驾驶直升机地面监控系统人机界面的实现 [J], 赵琦;张晓林
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