目錄
第1章 無人機系統(tǒng)概述 1
1.1 無人機的定義 1
1.2 無人機的發(fā)展歷史 1
1.3 無人機的特點 7
1.4 無人機的軍事用途 7
1.5 無人機的民生用途 11
1.6 無人機的類型 15
第2章 無人機總體方案設(shè)計 19
2.1 無人機設(shè)計的思想和要求 19
2.1.1 無人機設(shè)計的思想 19
2.1.2 無人機設(shè)計的一般要求 19
2.2 無人機設(shè)計的過程 22
2.2.1 無人機的概念設(shè)計 22
2.2.2 無人機的初步設(shè)計 23
2.2.3 無人機的詳細(xì)設(shè)計 25
2.3 無人機系統(tǒng)的概念及組成 25
2.3.1 無人機系統(tǒng)的概念 25
2.3.2 無人機系統(tǒng)的組成 26
2.4 無人機平臺的大類選擇 28
2.4.1 無人機平臺的常規(guī)類型選擇 28
2.4.2 無人機平臺的非常規(guī)類型選擇 33
2.5 無人機平臺的不同構(gòu)型與布局設(shè)計 39
2.5.1 不同布局的固定翼無人機平臺 39
2.5.2 不同布局的無人直升機平臺 45
2.5.3 不同布局的多旋翼無人機平臺 48
2.5.4 不同布局的傾轉(zhuǎn)旋翼無人機平臺 50
2.5.5 不同布局的仿生無人機平臺 53
2.5.6 不同環(huán)境介質(zhì)的無人機平臺 56
2.6 無人機平臺總體參數(shù)設(shè)計 60
2.6.1 主要總體參數(shù) 60
2.6.2 無人機的重量設(shè)計 62
2.7 無人機的動力系統(tǒng)選擇 63
2.7.1 噴氣推進發(fā)動機 64
2.7.2 渦輪軸發(fā)動機和渦槳發(fā)動機 65
2.7.3 活塞發(fā)動機 66
2.7.4 無刷電動機 66
2.7.5 沖壓發(fā)動機 67
2.7.6 新型能源技術(shù) 68
第3章 無人機總體氣動和性能設(shè)計 71
3.1 無人機的空氣動力基礎(chǔ) 71
3.1.1 翼型與機翼 71
3.1.2 升力與阻力 73
3.1.3 螺旋槳氣動特性 78
3.2 空氣動力特性計算方法 81
3.2.1 無人機的氣動特性估算方法 81
3.2.2 無人機的氣動特性數(shù)值計算方法 82
3.3 無人機的飛行性能設(shè)計 88
3.3.1 重心位置的確定 88
3.3.2 無人機的縱向靜穩(wěn)定性 89
3.3.3 無人機巡航速度的確定 91
3.3.4 無人機的飛行性能計算 92
3.4 無人機的起飛與回收方式 96
3.4.1 固定翼無人機起降方式 96
3.4.2 無人機回收技術(shù) 99
3.5 無人機設(shè)計的特殊問題和總體設(shè)計的優(yōu)化方法 101
3.5.1 無人機設(shè)計的特殊問題 101
3.5.2 無人機總體設(shè)計的優(yōu)化方法 103
第4章 無人機飛行控制與導(dǎo)航技術(shù) 106
4.1 無人機飛行運動建模 106
4.1.1 基本假設(shè) 106
4.1.2 坐標(biāo)系和運動變量的定義 106
4.1.3 無人機運動方程 109
4.1.4 空氣動力學(xué)模型 110
4.2 飛行穩(wěn)定性與操縱性 112
4.2.1 飛行穩(wěn)定性 112
4.2.2 飛行操縱性 116
4.3 無人機飛行控制系統(tǒng)概述 117
4.3.1 飛行控制的若干基本概念 117
4.3.2 飛行控制系統(tǒng)的基本任務(wù) 119
4.3.3 飛行控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史 120
4.3.4 飛行控制系統(tǒng)基本組成與設(shè)計原理 126
4.4 飛行控制律 130
4.4.1 飛行控制律的基本概念 130
4.4.2 幾種典型的飛行控制律設(shè)計 131
4.5 典型無人機飛行控制系統(tǒng) 133
4.5.1 固定翼無人機飛行控制系統(tǒng)分析 133
4.5.2 固定翼無人機飛行控制系統(tǒng)設(shè)計 135
4.5.3 多旋翼無人機飛行控制系統(tǒng)分析 136
4.5.4 垂直起降固定翼無人機飛行控制系統(tǒng)分析 137
4.6 無人機集群系統(tǒng)控制技術(shù) 139
4.6.1 無人機集群發(fā)展概述 139
4.6.2 無人機集群關(guān)鍵技術(shù) 141
4.6.3 基于多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的飛行環(huán)境感知與定位技術(shù) 143
4.6.4 微型無人機集群作戰(zhàn)模式研究 144
4.7 無人機自主避障技術(shù) 145
4.7.1 無人機對環(huán)境障礙物的感知 145
4.7.2 避障算法 145
4.7.3 無人機避障控制過程 146
第5章 無人機的結(jié)構(gòu)特性分析 148
5.1 無人機的結(jié)構(gòu)特點 148
5.2 無人機的結(jié)構(gòu)分類 151
5.3 結(jié)構(gòu)傳力分析的基本方法 154
5.3.1 傳力分析的概念 154
5.3.2 結(jié)構(gòu)傳力特性的基本規(guī)律 155
5.4 機翼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 157
5.4.1 作用在機翼上的外載荷 158
5.4.2 機翼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖 159
5.5 機翼結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件 160
5.5.1 蒙皮 160
5.5.2 桁條 161
5.5.3 翼梁 162
5.5.4 縱墻 163
5.5.5 翼肋 163
5.6 直機翼結(jié)構(gòu)的傳力分析 165
5.6.1 直機翼的結(jié)構(gòu)形式 165
5.6.2 氣動載荷的傳遞 167
5.6.3 集中載荷的傳遞 172
第6章 無人機結(jié)構(gòu)設(shè)計 174
6.1 無人機結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求及其分析 174
6.1.1 無人機結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求 174
6.1.2 對無人機結(jié)構(gòu)設(shè)計基本要求的分析 174
6.2 無人機結(jié)構(gòu)的選材方法 176
6.2.1 常用的無人機結(jié)構(gòu)材料 176
6.2.2 結(jié)構(gòu)選材依據(jù) 177
6.3 先進復(fù)合材料在無人機結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用 180
6.3.1 先進復(fù)合材料的基本特性和應(yīng)用優(yōu)勢 180
6.3.2 先進復(fù)合材料在軍用無人機上應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀 182
6.3.3 先進復(fù)合材料在軍用無人機上應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù) 183
6.4 無人機結(jié)構(gòu)的選型方法 184
6.4.1 確定結(jié)構(gòu)形式的基本參數(shù) 184
6.4.2 確定結(jié)構(gòu)形式的協(xié)調(diào)關(guān)系 185
6.4.3 主要受力構(gòu)件布置的基本原則 187
6.4.4 機翼受力構(gòu)件布置的步驟 189
6.5 多旋翼無人機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 190
6.6 小型航模無人機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 191
6.7 無人直升機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 192
6.8 低速無人機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 194
6.9 高速無人機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 195
6.10 超輕型太陽能無人機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 196
第7章 無人機的制造技術(shù) 198
7.1 無人機的CAD技術(shù) 198
7.1.1 CAD技術(shù)應(yīng)用于無人機研發(fā)的意義 198
7.1.2 無人機的CAD無圖紙設(shè)計技術(shù) 199
7.1.3 無人機的CAD無圖紙制造技術(shù) 200
7.2 無人機的數(shù)控加工技術(shù) 200
7.2.1 計算機數(shù)控加工 200
7.2.2 計算機輔助工藝設(shè)計 202
7.3 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制造技術(shù) 203
7.3.1 熱壓罐成型技術(shù) 203
7.3.2 縫合技術(shù) 203
7.3.3 RTM/RFI成型技術(shù) 204
7.3.4 纖維纏繞鋪放技術(shù) 205
7.3.5 真空輔助樹脂滲透成型技術(shù) 206
7.3.6 復(fù)合材料膠接技術(shù) 207
7.4 無人機結(jié)構(gòu)的3D打印制造技術(shù) 208
7.4.1 非金屬材料3D打印成型技術(shù) 208
7.4.2 金屬材料3D打印成型技術(shù) 208
7.5 小型無人機的手工制作方法 209
7.5.1 手工制作材料 209
7.5.2 手工制作工具 210
7.5.3 手工加工的基本方法 210
7.5.4 非金屬材料的機床加工 211
7.5.5 無人機部件的加工 211
7.6 無人機的裝配技術(shù) 214
7.6.1 大型無人機的裝配技術(shù) 214
7.6.2 小型無人機的裝配技術(shù) 216
7.6.3 無人機的檢測技術(shù) 219
第8章 無人機系統(tǒng)的任務(wù)載荷和信息傳輸設(shè)計 221
8.1 偵察無人機系統(tǒng)的任務(wù)載荷應(yīng)用設(shè)計 221
8.1.1 偵察無人機系統(tǒng)設(shè)計總則 221
8.1.2 偵察任務(wù)設(shè)備類型 222
8.1.3 新型偵察設(shè)備技術(shù) 226
8.2 任務(wù)信息傳輸系統(tǒng)設(shè)計 228
8.2.1 無人機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈 228
8.2.2 無人機先進數(shù)據(jù)鏈特征的設(shè)計 230
8.2.3 無線信息傳輸裝置 231
8.2.4 地面測控與顯示裝置 232
8.3 無人機的遠距離傳輸技術(shù) 235
8.3.1 衛(wèi)星中繼傳輸 235
8.3.2 無人機空中中繼傳輸 237
8.4 無人機通信的調(diào)制技術(shù) 239
8.4.1 無人機通信的調(diào)制模式 239
8.4.2 自適應(yīng)調(diào)制技術(shù) 239
第9章 無人機的隱身設(shè)計 241
9.1 無人機雷達隱身技術(shù) 241
9.1.1 無人機隱身外形設(shè)計 241
9.1.2 采用雷達吸波材料的隱身設(shè)計 243
9.1.3 自適應(yīng)對消雷達隱身技術(shù) 244
9.2 無人機紅外隱身技術(shù) 245
9.2.1 降低無人機紅外輻射強度 245
9.2.2 紅外隱身材料和結(jié)構(gòu) 246
9.2.3 紅外對抗和干擾技術(shù) 246
9.3 無人機抗干擾隱身技術(shù) 247
9.3.1 濾波技術(shù) 247
9.3.2 屏蔽技術(shù) 247
9.3.3 無人機抗電子干擾自我保護技術(shù) 248
9.4 無人機其他隱身技術(shù) 248
9.4.1 聲隱身技術(shù) 248
9.4.2 光隱身技術(shù) 249
9.4.3 等離子體隱身技術(shù) 249
9.4.4 微波傳播指示隱身技術(shù) 251
9.4.5 新型隱身材料 251
9.5 針對反隱身技術(shù)的無人機隱身設(shè)計 252
第10章 無人機飛行試驗和飛行管理 253
10.1 無人機的飛行管理 253
10.1.1 無人駕駛航空器飛行管理有關(guān)條例 253
10.1.2 對于無人機飛行管理規(guī)定的理解 255
10.2 無人機飛行試驗的分類 255
10.2.1 無人機不同階段的飛行試驗 256
10.2.2 無人機不同內(nèi)容的飛行試驗 256
10.3 無人機飛行試驗的過程 256
10.4 無人機駕駛的測試 258
10.4.1 無人機系統(tǒng)人員須知總則 258
10.4.2 無人機駕駛員技能測試內(nèi)容和方法 261
第11章 無人機技術(shù)的展望 268
參考文獻 270
附錄 縮寫與縮略語 271