第一課時(shí)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的機(jī)體結(jié)構(gòu)目錄/CONTENTS§2無(wú)人機(jī)機(jī)體功能§3無(wú)人機(jī)機(jī)體材料§1無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的組成翼龍無(wú)人機(jī)宣傳視頻§1無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的組成無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的組成無(wú)人機(jī)無(wú)人駕駛飛行器（UnmannedAerialVehicle，UAV）的簡(jiǎn)稱主要利用無(wú)線電設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的飛行器無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的組成無(wú)人機(jī)組成：飛機(jī)機(jī)體、飛控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、發(fā)射回收系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等§2無(wú)人機(jī)機(jī)體功能無(wú)人機(jī)機(jī)體功能固定翼航空器平臺(tái)定義：由動(dòng)力裝置產(chǎn)生前進(jìn)的推力或拉力，由機(jī)體上固定的機(jī)翼產(chǎn)生升力，在大氣層內(nèi)飛行的重于空氣的航空器結(jié)構(gòu)：機(jī)翼、機(jī)身、尾翼和起落架等控制舵面：副翼、升降舵、方向舵、襟翼等無(wú)人機(jī)機(jī)體功能固定翼航空器平臺(tái)通過(guò)伺服機(jī)構(gòu)改變各控制舵面位置及動(dòng)力裝置輸出量，產(chǎn)生相應(yīng)的控制力，使飛行器改變高度速度并進(jìn)行轉(zhuǎn)彎、爬升、俯沖、橫滾、筋斗等機(jī)動(dòng)固定翼平臺(tái)結(jié)構(gòu)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能固定翼航空器平臺(tái)機(jī)體機(jī)身、機(jī)翼、尾翼機(jī)身裝載飛行控制系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)及任務(wù)系統(tǒng)等機(jī)載設(shè)備，形成完整的飛行平臺(tái)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能固定翼航空器平臺(tái)機(jī)翼維持飛機(jī)穩(wěn)定性和操縱性中扮演重要角色可操縱翼面：副翼、襟翼、前緣襟翼、前緣縫翼用于安裝發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架及其輪艙、油箱無(wú)人機(jī)機(jī)體功能固定翼航空器平臺(tái)副翼：機(jī)翼后緣外側(cè)的活動(dòng)部分，左右機(jī)翼對(duì)稱安裝，通過(guò)舵機(jī)控制，可上下偏轉(zhuǎn)襟翼：機(jī)翼后緣內(nèi)側(cè)，一種增升裝置，改善飛機(jī)的起降性能固定翼機(jī)尾結(jié)構(gòu)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能固定翼航空器平臺(tái)尾翼：包括水平尾翼和垂直尾翼，控制飛機(jī)的俯仰和方向平衡，減輕飛機(jī)重量，提高氣動(dòng)性能固定翼機(jī)尾結(jié)構(gòu)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能固定翼航空器平臺(tái)起落裝置功能：支持飛機(jī)在地面停放，用于飛機(jī)的起飛和降落最常用的起降裝置：起落架根據(jù)起落架的不同安裝方式分類：前三點(diǎn)、后三點(diǎn)、滑橇式無(wú)人機(jī)機(jī)體功能固定翼航空器平臺(tái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)動(dòng)力裝置的核心功能：1.克服與空氣相對(duì)運(yùn)動(dòng)使飛機(jī)前進(jìn)2.為飛機(jī)上的用電設(shè)備提供電力，為用氣設(shè)備提供氣源無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)旋翼平臺(tái)：旋翼航空器平臺(tái)（Rotarywingaircraft）一種重于空氣的航空器，飛行升力由一個(gè)或多個(gè)旋翼與空氣進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的反作用獲得與固定翼航空器為相對(duì)的關(guān)系現(xiàn)代旋翼航空器通常包括：直升機(jī)、旋翼機(jī)、變模態(tài)旋翼機(jī)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)直升機(jī)由一個(gè)或多個(gè)水平旋轉(zhuǎn)的旋翼提供升力和推進(jìn)力進(jìn)行飛行的航空器優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、不需要發(fā)射系統(tǒng)、可垂直起降與自由懸停、飛行靈活無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)直升機(jī)升力來(lái)自“旋翼”，依靠自身旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生與空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)在旋翼提供升力同時(shí)，機(jī)身產(chǎn)生反扭距而具有向反方向旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)克服反作用扭矩的方法：尾槳在機(jī)身尾部產(chǎn)生抵消反向運(yùn)動(dòng)的力矩?zé)o人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)無(wú)人直升機(jī)按結(jié)構(gòu)形式分類：?jiǎn)涡韼矘?、共軸雙旋翼式、特異式單旋翼直升機(jī)：目前應(yīng)用最為廣泛的直升機(jī)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟、維修方便、操縱靈便單旋翼帶尾槳式無(wú)人直升機(jī)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)無(wú)人直升機(jī)共軸雙旋翼式的優(yōu)點(diǎn)：可省去尾槳及其傳動(dòng)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)較為緊湊共軸雙旋翼式無(wú)人直升機(jī)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)四軸（多軸）飛行器結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的飛行器，操控最簡(jiǎn)單四旋翼無(wú)人機(jī)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)四軸（多軸）飛行器機(jī)身大多數(shù)設(shè)備的安裝位置，多旋翼無(wú)人機(jī)的主體，也成為機(jī)架根據(jù)機(jī)臂個(gè)數(shù)分類：三旋翼、四旋翼、六旋翼、八旋翼、十六旋翼、十八旋翼、四軸八旋翼等為保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和重量，一般采用碳纖維材質(zhì)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)四軸（多軸）飛行器起落架多旋翼無(wú)人機(jī)唯一和地面接觸的部位作為整個(gè)機(jī)身在起飛和降落時(shí)候的緩沖，保護(hù)機(jī)載設(shè)備強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)牢固，和機(jī)身保持可靠的連接，能承受一定的沖力無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)四軸（多軸）飛行器云臺(tái)安裝、固定攝像機(jī)的支撐設(shè)備分類：固定云臺(tái)、電動(dòng)云臺(tái)固定云臺(tái)：適用于監(jiān)視范圍不大的情況電動(dòng)云臺(tái)：適用于對(duì)大范圍進(jìn)行掃描監(jiān)視無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)自轉(zhuǎn)旋翼（簡(jiǎn)稱旋翼機(jī)或自旋翼機(jī)）僅依靠前進(jìn)時(shí)的相對(duì)氣流吹動(dòng)旋翼自轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、安全性較好應(yīng)用：通用航空或運(yùn)動(dòng)類飛行自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)自轉(zhuǎn)旋翼基本組成：機(jī)身，動(dòng)力系統(tǒng)，旋翼系統(tǒng)，尾翼、起落架機(jī)身：為其他部件提供安裝結(jié)構(gòu)動(dòng)力系統(tǒng)：提供旋翼機(jī)向前飛行推力，飛行時(shí)和旋翼系統(tǒng)獨(dú)立無(wú)關(guān)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)自轉(zhuǎn)旋翼旋翼系統(tǒng)：為自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)提供必須的升力和控制能力尾翼：提供穩(wěn)定性和俯仰、偏航控制起落裝置：提供航空器起飛、著陸和地面停放使用，吸收著陸沖擊能量，減少?zèng)_擊載荷，改善滑行性能無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)自轉(zhuǎn)旋翼起落架兩個(gè)起落架主要起落架位于重心附近的機(jī)身兩側(cè)，起主要的支撐作用無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)自轉(zhuǎn)旋翼起落架一個(gè)起落架在機(jī)頭或機(jī)尾：1.若在機(jī)尾，則稱為后三點(diǎn)式，較適合在粗糙路面上進(jìn)行2.若在機(jī)頭，則稱為前三點(diǎn)式，為大多數(shù)自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)所采用，前輪可通過(guò)方向舵控制偏轉(zhuǎn)，以便地面滑行時(shí)靈活轉(zhuǎn)彎無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)自轉(zhuǎn)旋翼起落架輪式起落架：一般設(shè)有減震裝置，能吸收大部分著陸能量，可以在硬性路面進(jìn)行滑行起飛和降落§3無(wú)人機(jī)機(jī)體材料無(wú)人機(jī)機(jī)體材料無(wú)人飛行器平臺(tái)根據(jù)使用領(lǐng)域及尺度大小，釆用不同的生產(chǎn)加工工藝與材料碳纖維無(wú)人機(jī)無(wú)人機(jī)機(jī)體材料塑膠模具注消費(fèi)類多旋翼尺度較小、需要大批量生產(chǎn)且材料成本也得有效控制，多釆用塑膠模具注塑成型批產(chǎn)開模具前，使用CNC或3D打印方式，制造樣機(jī)以供測(cè)試和調(diào)整“精靈”無(wú)人機(jī)無(wú)人機(jī)機(jī)體材料纖板材CNC切割組裝多用于高端大型無(wú)人機(jī)中碳纖維復(fù)合材料具有輕質(zhì)、髙比強(qiáng)度比模量等特性，將碳纖維增強(qiáng)材料良好的力學(xué)性能和樹脂基體材料的特性有機(jī)的結(jié)合在一起無(wú)人機(jī)機(jī)體材料碳纖板材CNC切割組裝穿越機(jī)：使用碳纖板材、管材經(jīng)雕刻和切割，再機(jī)械組裝工作流程：使用2維或3維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)使用CNC銑出機(jī)架及云臺(tái)的板材切割出支臂需要的管材，輔以部分通用的塑膠件用螺栓連接的方式組合在一起無(wú)人機(jī)機(jī)體材料碳纖板材CNC切割組裝多用于全重2~25kg之間的多旋翼零件組裝方便隨時(shí)修改設(shè)計(jì)和局部修復(fù)結(jié)構(gòu)碳纖板材無(wú)人機(jī)框架無(wú)人機(jī)機(jī)體材料復(fù)合材料模具基于對(duì)氣動(dòng)和空機(jī)重量的要求，多用于大尺度的多旋翼飛行平臺(tái)，例如專用植保機(jī)、軍用靶標(biāo)多旋翼等可較方便的加工出具有復(fù)雜曲面并且重最輕、剛度好的機(jī)體結(jié)構(gòu)無(wú)人機(jī)機(jī)體材料復(fù)合材料模具對(duì)于大批量的生產(chǎn)，一般使用機(jī)床加工出金屬陰模對(duì)于中小批量的生產(chǎn)，先制作木制陽(yáng)模復(fù)合材料無(wú)人機(jī)無(wú)人機(jī)機(jī)體材料新興技術(shù)3D打印、微細(xì)胞結(jié)構(gòu)一體成型等新技術(shù)都會(huì)在未來(lái)的多旋翼無(wú)人飛行器平臺(tái)的生產(chǎn)中占據(jù)越來(lái)越重要的地位3D打印機(jī)體無(wú)人機(jī)第二課時(shí)無(wú)人機(jī)的動(dòng)力BU

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AVIATION目錄/CONTENTS§2活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)§3電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)§1無(wú)人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的組成§1無(wú)人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的組成無(wú)人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的組成動(dòng)力系統(tǒng)是航空器的發(fā)動(dòng)機(jī)以及保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作所必需的系統(tǒng)和附件的總稱，被譽(yù)為無(wú)人機(jī)的心臟無(wú)人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的組成無(wú)人機(jī)的分類根據(jù)動(dòng)力來(lái)源分類：以燃油類發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的油動(dòng)系統(tǒng)無(wú)人機(jī)，以電池為能源的電動(dòng)系統(tǒng)無(wú)人機(jī)、固態(tài)氧化物燃料無(wú)人機(jī)、太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)、油電混合動(dòng)力無(wú)人機(jī)無(wú)人機(jī)電機(jī)動(dòng)力裝置：將電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而為無(wú)人機(jī)提供動(dòng)力無(wú)人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的組成動(dòng)力系統(tǒng)的組成動(dòng)力系統(tǒng)包括：發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)無(wú)人機(jī)使用的動(dòng)力裝置主要包括：活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)、渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)、渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)、沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)主流的民用無(wú)人機(jī)所采用的動(dòng)力系統(tǒng)通常為活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)§2活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)別名：往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)：氣缸、活塞、連桿、曲軸、氣門機(jī)構(gòu)、螺旋槳減速器、機(jī)匣屬于內(nèi)燃機(jī)，通過(guò)燃料在氣缸內(nèi)的燃燒，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)組成發(fā)動(dòng)機(jī)本體、進(jìn)氣系統(tǒng)、增壓器、點(diǎn)火系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、啟動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)沖程一般用汽油作為燃料每一循環(huán)包括四個(gè)沖程：進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、做功（膨脹）沖程、排氣沖程①進(jìn)氣沖程：活塞從上死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下死點(diǎn)，進(jìn)氣活門開放，排氣活門關(guān)閉，霧化的汽油和空氣的混合氣體，被下行的活排氣口吸入氣缸內(nèi)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)沖程②壓縮沖程：活塞從下死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上死點(diǎn)，進(jìn)氣活門和排氣活門都關(guān)閉，混合氣體在氣缸內(nèi)被壓縮，在活塞點(diǎn)火上死點(diǎn)附近，由裝在氣缸頭部的火花塞點(diǎn)火③做功沖程：混合氣體點(diǎn)燃后，高溫高壓的燃?xì)忾_始膨脹，具有高溫高壓的燃?xì)忾_始膨脹，推驅(qū)動(dòng)軸動(dòng)活塞從上死點(diǎn)向下死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，燃燒氣體所蘊(yùn)含的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)閹?dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)沖程④排氣沖程：活塞從下死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上死點(diǎn)，排氣活門開放，燃燒后的廢氣被活塞排出缸外當(dāng)活塞到達(dá)上死點(diǎn)后，排氣活門關(guān)閉，完成四個(gè)沖程的循環(huán)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過(guò)渡到工作狀態(tài)：用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，使活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的可燃混合氣體燃燒膨脹作功，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)使曲軸旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)：曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)開始自動(dòng)地運(yùn)轉(zhuǎn)的全過(guò)程起動(dòng)系統(tǒng)：完成起動(dòng)過(guò)程所需的裝置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)大型活塞發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)的部件均安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上或其附近，與發(fā)動(dòng)機(jī)有關(guān)部件連接傳動(dòng)氣缸總?cè)莘e小于500毫升的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)多采用獨(dú)立式起動(dòng)系統(tǒng)§3電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)微型無(wú)人機(jī)中普遍使用電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)裝置組成：電池、電調(diào)、電機(jī)、螺旋槳電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)裝置組成電池：主要作用是提供能量。電調(diào)：主要作用是控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。電機(jī)：主要作用是通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)。螺旋槳：主要作用是通過(guò)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力和推力。電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)電機(jī)無(wú)人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的核心部分分類：有刷電動(dòng)機(jī)、無(wú)刷電動(dòng)機(jī)有刷電動(dòng)機(jī)由于效率較低，在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域已逐漸不再使用電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)有刷電機(jī)內(nèi)含電刷裝置的將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能（電動(dòng)機(jī)）或?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能（發(fā)電機(jī)）的旋轉(zhuǎn)電機(jī)所有電機(jī)的基礎(chǔ)特點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)快、制動(dòng)及時(shí)、可在大范圍內(nèi)平滑地調(diào)速、控制電路相對(duì)簡(jiǎn)單電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)有刷電機(jī)有刷電機(jī)有碳刷，無(wú)刷電機(jī)沒有碳刷組成：定子、轉(zhuǎn)子定子和轉(zhuǎn)子的磁極之間有一個(gè)夾角，在定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)（N極和S極之間）的相互吸引下，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)有刷電機(jī)改變電刷的位置，就可以改變定轉(zhuǎn)子磁極夾角，從而改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向缺點(diǎn)：摩擦大、耗損大、發(fā)熱大、壽命短、效率低、功率小電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)無(wú)刷電機(jī)組成：電動(dòng)機(jī)主體、驅(qū)動(dòng)器組成典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品以自控式運(yùn)行，不會(huì)在轉(zhuǎn)子上另加啟動(dòng)繞組，也不會(huì)在負(fù)載突變時(shí)產(chǎn)生振蕩和失步電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)無(wú)刷電機(jī)中小容量的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的永磁體多采用高磁能級(jí)的稀土釹鐵硼（Nd-Fe-B）材料稀土永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的體積比同容量三相異步電動(dòng)機(jī)縮小了一個(gè)機(jī)座號(hào)電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)無(wú)刷電機(jī)運(yùn)行原理：依靠改變輸入到無(wú)刷電機(jī)定子線圈上的電流波交變頻率和波形，在繞組線圈周圍形成一個(gè)繞電機(jī)幾何軸心旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子上的永磁磁鋼轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)無(wú)刷電機(jī)電機(jī)的性能與磁鋼數(shù)量、磁鋼磁通強(qiáng)度、電機(jī)輸入電壓大小、無(wú)刷電機(jī)的控制性能等因素有關(guān)優(yōu)點(diǎn)：無(wú)電刷、低干擾、噪音低、運(yùn)轉(zhuǎn)順暢、壽命長(zhǎng)、維護(hù)成本低電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)無(wú)刷電機(jī)無(wú)刷電機(jī)幾乎是一種免維護(hù)的電動(dòng)機(jī)有刷電機(jī)低速扭力性能優(yōu)異、轉(zhuǎn)矩大等性能特點(diǎn)是無(wú)刷電機(jī)不可替代的電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)電源為電機(jī)提供運(yùn)轉(zhuǎn)能源通常采用化學(xué)電池來(lái)作為電動(dòng)無(wú)人機(jī)的動(dòng)力電源主要包括：鎳氫電池、鎳鉻電池、鋰聚合物、鋰離子動(dòng)力電池電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)鋰聚合物電池采用鋰合金做正極，采用高分子導(dǎo)電材料、聚乙炔、聚苯胺或聚對(duì)苯酚等做負(fù)極，有機(jī)溶劑作為電解質(zhì)比能量可達(dá)350W·h/kg，功率50-60W/kg，使用溫度-40℃-70℃，壽命約330次左右電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)鋰聚合物電池正極、負(fù)極與電解質(zhì)中至少有一項(xiàng)或一項(xiàng)以上使用高分子材料做為主要電池系統(tǒng)高分子材料主要是被應(yīng)用于正極及電解質(zhì)電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)鋰聚合物電池正極材料包括導(dǎo)電高分子聚合物或無(wú)機(jī)化合物電解質(zhì)可以使用固態(tài)或膠態(tài)高分子電解質(zhì)，或有機(jī)電解液一般鋰離子技術(shù)使用液體或膠體電解液，需要堅(jiān)固的二次包裝來(lái)容納可燃的活性成分，增加了重量，限制了尺寸的靈活性電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)鋰聚合物電池鋰聚合物電池和鋰離子電池技術(shù)都能代替鎳鉻電池相同體積下比鋰電池容量大，完全沒有記憶效應(yīng)，容易做成各種形狀，容量比同樣大小的鋰離子電池高出一倍，且不含有害的重金屬元素電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)鋰聚合物電池對(duì)旋翼轉(zhuǎn)速進(jìn)行速度調(diào)節(jié)的系統(tǒng)針對(duì)動(dòng)力電機(jī)不同，可分為有刷電調(diào)和無(wú)刷電調(diào)它根據(jù)控制信號(hào)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)電調(diào)連接方法：電調(diào)的輸入線與電池連接；電調(diào)的輸出線（有刷兩根、無(wú)刷三根）與電機(jī)連接；電調(diào)的信號(hào)線與接收機(jī)連接電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)電調(diào)電源輸出功能（BEC）：在信號(hào)線的正負(fù)極之間，有5V左右的電壓輸出，通過(guò)信號(hào)線為接收機(jī)及舵機(jī)供電市場(chǎng)上大部分電調(diào)采用單獨(dú)的PMU（電源管理模塊）給飛控或者接收機(jī)供電電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)電調(diào)功能：調(diào)速：調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢穩(wěn)壓：通過(guò)BEC功能，可以給飛控或接收機(jī)提供穩(wěn)定的電壓輸入逆變：通過(guò)逆變功能，可以使電池輸入的直流電變成給電機(jī)輸出的交流電換向：通過(guò)電調(diào)連接電機(jī)的三根線中，隨意顛倒兩根線序，可以實(shí)現(xiàn)讓電機(jī)反方向旋轉(zhuǎn)檢測(cè)：設(shè)置無(wú)人機(jī)的低電壓保護(hù)功能，使飛機(jī)電池在電量不足的情況下降低功率來(lái)迫降電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)電調(diào)接線方法：1.電調(diào)兩根較粗的硅膠線紅色（正極）線與黑色（負(fù)極）線與電池相連；2.電調(diào)較細(xì)的三根硅膠線為電調(diào)的輸出線與電機(jī)相連；3.電調(diào)最細(xì)的三根硅膠線（杜邦線）為信號(hào)輸入線與飛控或接收機(jī)相連電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)螺旋槳通過(guò)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力和推力順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的是正槳，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的是反槳電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)螺旋槳根據(jù)螺旋槳的槳距是否固定可分為：定距螺旋槳、變距螺旋槳多旋翼無(wú)人機(jī)多采用定距螺旋槳，無(wú)人直升機(jī)多采用變距螺旋槳電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)螺旋槳根據(jù)材質(zhì)的不同可分為：注塑槳、碳纖槳、玻纖槳、木槳等根據(jù)螺旋槳槳葉數(shù)量的不同可分：二葉槳、三葉槳、四葉槳等第三課時(shí)無(wú)人機(jī)的飛控系統(tǒng)目錄/CONTENTS§2無(wú)人機(jī)的自動(dòng)飛行§4飛控系統(tǒng)組成§3改善飛機(jī)性能§5導(dǎo)航飛控計(jì)算機(jī)§1飛控系統(tǒng)簡(jiǎn)介§6飛控系統(tǒng)的功能§1飛行控制系統(tǒng)飛控系統(tǒng)簡(jiǎn)介飛控：飛行控制系統(tǒng)控制飛行器飛行姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)的中樞設(shè)備（自動(dòng)駕駛儀）飛控系統(tǒng)簡(jiǎn)介使用無(wú)線電雷達(dá)信號(hào)、航向和姿態(tài)角測(cè)量信號(hào)、大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的飛行參數(shù)或人工輸入的指令信號(hào)通過(guò)對(duì)俯仰、滾轉(zhuǎn)和偏航的調(diào)整，自動(dòng)地保持或控制飛機(jī)姿態(tài)和飛行航跡，模仿飛行員的人工操縱§2無(wú)人機(jī)的自動(dòng)飛行無(wú)人機(jī)的自動(dòng)飛行概念利用系統(tǒng)在無(wú)人參與的條件下，自動(dòng)操縱飛機(jī)按規(guī)定的姿態(tài)和航跡飛行通常可實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)的三軸姿態(tài)角及飛機(jī)三個(gè)方向空間位置的自動(dòng)控制和穩(wěn)定無(wú)人機(jī)的自動(dòng)飛行優(yōu)點(diǎn)長(zhǎng)距離飛行時(shí)消除駕駛員的疲勞，減輕駕駛員的工作負(fù)擔(dān)在一些壞天氣或復(fù)雜的環(huán)境下，駕駛員難于精確控制飛機(jī)的姿態(tài)和航跡，自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)姿態(tài)和航跡的精確控制駕駛員難于精確完成的飛行操縱任務(wù)，可采用自動(dòng)飛行控制§3改善飛機(jī)性能改善飛機(jī)性能決定因素由飛機(jī)本身的氣動(dòng)特性和發(fā)動(dòng)機(jī)特性決定隨著飛機(jī)飛行高度及速度的增加，飛機(jī)的自身特性變差改善飛機(jī)性能靜不穩(wěn)定問(wèn)題形成原因：設(shè)計(jì)飛機(jī)時(shí)，為了減小質(zhì)量和阻力，提高有用升力，常將飛機(jī)設(shè)計(jì)成靜不穩(wěn)定的解決方法：安裝不同類型的飛行控制系統(tǒng)（增穩(wěn)系統(tǒng)或阻尼器系統(tǒng)）§4飛控系統(tǒng)組成無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)使用介紹飛控系統(tǒng)組成無(wú)人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)向無(wú)人機(jī)提供參考坐標(biāo)系的位置、速度、飛行姿態(tài)等矢量信息，引導(dǎo)無(wú)人機(jī)按照指定航線飛行分類：非自主（GPS等）系統(tǒng)、自主（慣性制導(dǎo)）系統(tǒng)缺點(diǎn)：易受干擾、誤差積累增大飛控系統(tǒng)組成模塊組成主控模塊、IMU（慣性測(cè)量單元）、GPS指南針模塊、LED指示燈模塊和PMU電源管理模塊等飛控系統(tǒng)組成IMU包括三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀、電子羅盤（或磁力計(jì)），目的是得到多旋翼的姿態(tài)信息高精度感應(yīng)飛行器姿態(tài)、角度、速度和高度的元器件集合體，在飛行輔助功能中充當(dāng)極其重要的角色。飛控系統(tǒng)組成主控模塊飛行控制系統(tǒng)的核心將IMU、GPS指南針、舵機(jī)和遙控接收機(jī)等設(shè)備接入飛行控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)飛行器自主飛行功能飛控系統(tǒng)組成傳感器常用的傳感器：角速率傳感器、姿態(tài)傳感器、位置傳感器、迎角側(cè)滑角傳感器、加速度傳感器、高度傳感器及空速傳感器等傳感器構(gòu)成無(wú)人機(jī)導(dǎo)航飛控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)飛控系統(tǒng)組成傳感器角速率傳感器又稱為陀螺儀，用高速回轉(zhuǎn)體的動(dòng)量矩敏感殼體相對(duì)慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個(gè)或二個(gè)軸的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置是飛行控制系統(tǒng)的基本傳感器之一，用于感受無(wú)人機(jī)繞機(jī)體軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角速率，以構(gòu)成角速率反饋，改善系統(tǒng)的阻尼特性、提高穩(wěn)定性飛控系統(tǒng)組成傳感器角速率傳感器選擇：測(cè)量范圍、精度、輸出特性、帶寬等安裝在無(wú)人機(jī)重心附近，安裝軸線與要感受的機(jī)體軸向平行，并注意極性的正確性飛控系統(tǒng)組成傳感器姿態(tài)傳感器感受無(wú)人機(jī)的俯仰、滾轉(zhuǎn)和航向角度，實(shí)現(xiàn)姿態(tài)穩(wěn)定與航向控制功能選擇：測(cè)量范圍、精度、輸出特性、動(dòng)態(tài)特性等安裝：無(wú)人機(jī)重心附近，振動(dòng)盡可能要小，安裝精度要求高飛控系統(tǒng)組成傳感器姿態(tài)傳感器基于MEMS技術(shù)的高性能三維運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)包含：三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)，三軸電子羅盤等運(yùn)動(dòng)傳感器通過(guò)內(nèi)嵌的低功耗ARM處理器得到經(jīng)過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)娜S姿態(tài)與方位等數(shù)據(jù)利用基于四元數(shù)的三維算法和特殊數(shù)據(jù)融合技術(shù)，實(shí)時(shí)輸出以四元數(shù)、歐拉角表示的零漂移三維姿態(tài)方位數(shù)據(jù)飛控系統(tǒng)組成傳感器高度、空速傳感器（大氣機(jī)）感受無(wú)人機(jī)的飛行高度和空速，是高度保持和空速保持的必備傳感器和空速管、通氣管路構(gòu)成大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)選擇：測(cè)量范圍、測(cè)量精度安裝：空速管附近，盡量縮短管路飛控系統(tǒng)組成傳感器位置傳感器感受無(wú)人機(jī)的位置，是飛行軌跡控制的必要前提典型的位置傳感器：慣性導(dǎo)航設(shè)備、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)選擇：考慮與飛行時(shí)間相關(guān)的導(dǎo)航精度、成本和可用性等問(wèn)題有安裝位置和較高的安裝精度要求，GPS的安裝主要應(yīng)避免天線的遮擋問(wèn)題飛控系統(tǒng)組成傳感器PMU電源管理模塊給飛控主控器、ESC電調(diào)單元等組件進(jìn)行供電，以保證飛控單元正常穩(wěn)定的工作§5導(dǎo)航飛控計(jì)算機(jī)導(dǎo)航飛控計(jì)算機(jī)功能姿態(tài)的穩(wěn)定與控制航向姿態(tài)系統(tǒng)測(cè)量、顯示和提供飛機(jī)航向角和姿態(tài)角信號(hào)的飛行儀表主要由全姿態(tài)陀螺儀、磁感應(yīng)傳感器、天文羅盤、全姿態(tài)指示器組成能向飛行人員指示導(dǎo)航所需要的航向角和駕駛所需要的傾側(cè)角、俯仰角、偏航角導(dǎo)航飛控計(jì)算機(jī)功能航與制導(dǎo)控制研究方向：飛行器控制、導(dǎo)航技術(shù)、慣導(dǎo)測(cè)試設(shè)備及測(cè)試方法、制導(dǎo)與系統(tǒng)仿真技術(shù)：制導(dǎo)控制系統(tǒng)半實(shí)物仿真、復(fù)雜系統(tǒng)分布式仿真、大功率低干擾電驅(qū)動(dòng)、慣導(dǎo)測(cè)試設(shè)備一體化設(shè)計(jì)、姿態(tài)控制、慣導(dǎo)平臺(tái)小型化數(shù)字化導(dǎo)航飛控計(jì)算機(jī)功能自主飛行控制電子控制系統(tǒng)采用反饋（閉環(huán)）的工作方式無(wú)人機(jī)飛行路徑、姿態(tài)、高度、空速等的實(shí)際狀態(tài)經(jīng)過(guò)測(cè)量后以電信號(hào)的形式反饋給系統(tǒng)，計(jì)算誤差信號(hào)，放大后用于設(shè)置適當(dāng)?shù)目刂泼嫖恢枚婷鏁?huì)產(chǎn)生控制力使誤差信號(hào)趨向于零值導(dǎo)航飛控計(jì)算機(jī)機(jī)載導(dǎo)航飛控軟件運(yùn)行于飛控計(jì)算機(jī)上的嵌入式實(shí)時(shí)任務(wù)軟件要求：功能正確、性能好、效率高、質(zhì)量保證、可靠性、可維護(hù)性導(dǎo)航飛控計(jì)算機(jī)機(jī)載導(dǎo)航飛控軟件功能模塊①硬件接口驅(qū)動(dòng)模塊②傳感器數(shù)據(jù)處理模塊③飛行控制律模塊④導(dǎo)航與制導(dǎo)律模塊⑤飛行任務(wù)管理模塊⑥任務(wù)設(shè)備管理模塊⑦余度管理模塊⑧數(shù)據(jù)傳輸、記錄模塊⑨自檢測(cè)模塊⑩其它模塊§6飛控系統(tǒng)的功能飛控系統(tǒng)的功能飛控子系統(tǒng)無(wú)人機(jī)完成起飛、空中飛行、執(zhí)行任務(wù)、返場(chǎng)回收等整個(gè)飛行過(guò)程的核心系統(tǒng)對(duì)無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)全權(quán)控制與管理飛控系統(tǒng)的功能飛控子系統(tǒng)功能：①無(wú)人機(jī)姿態(tài)穩(wěn)定與控制②與導(dǎo)航子系統(tǒng)協(xié)調(diào)完成航跡控制③無(wú)人機(jī)起飛（發(fā)射）與著陸（回收）控制④無(wú)人機(jī)飛行管理⑤無(wú)人機(jī)任務(wù)設(shè)備管理與控制⑥應(yīng)急控制⑦信息收集與傳遞飛控系統(tǒng)的功能導(dǎo)航子系統(tǒng)向無(wú)人機(jī)提供相對(duì)于所選定的參考坐標(biāo)系的位置、速度、飛行姿態(tài)，引導(dǎo)無(wú)人機(jī)沿指定航線安全、準(zhǔn)時(shí)、準(zhǔn)確的飛行飛控系統(tǒng)的功能導(dǎo)航子系統(tǒng)功能：①獲得必要的導(dǎo)航要素：高度、速度、姿態(tài)、航向②給出滿足精度要求的定位信息：經(jīng)度、緯度③引導(dǎo)飛機(jī)按規(guī)定計(jì)劃飛行④接收預(yù)定任務(wù)航線計(jì)劃的裝定、并對(duì)任務(wù)航線的執(zhí)行進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理飛控系統(tǒng)的功能導(dǎo)航子系統(tǒng)功能：⑤接收控制站的導(dǎo)航模式控制指令并執(zhí)行；并具有指令導(dǎo)航模式與預(yù)定航線飛行模式相互切換的功能⑥具有接收并融合無(wú)人機(jī)其它設(shè)備的輔助導(dǎo)航定位信息的能力⑦配合其它系統(tǒng)完成各種任務(wù)第四課時(shí)無(wú)人機(jī)的地面站和載荷BU

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AVIATION目錄/CONTENTS§2無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)§3無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷§1無(wú)人機(jī)地面站§1無(wú)人機(jī)地面站無(wú)人機(jī)地面站別名：控制站、遙控站、任務(wù)規(guī)劃與控制站在規(guī)模較大的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中，不同功能的若干個(gè)控制站通過(guò)通信設(shè)備連接起來(lái)，構(gòu)成無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)無(wú)人機(jī)地面站主要功能無(wú)人機(jī)地面站的主要功能：指揮控制與任務(wù)規(guī)劃無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)的功能：指揮調(diào)度、任務(wù)規(guī)劃、操作控制、顯示記錄等§2無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)主要功能指揮調(diào)度功能：上級(jí)指令接收、系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)、系統(tǒng)內(nèi)部調(diào)度任務(wù)規(guī)劃功能：飛行航路規(guī)劃與重規(guī)劃、任務(wù)載荷工作規(guī)劃與重規(guī)劃操作控制功能：起降操縱、飛行控制操作、任務(wù)載荷操作、數(shù)據(jù)鏈控制無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)主要功能④顯示記錄功能：飛行狀態(tài)參數(shù)顯示與記錄、航跡顯示與記錄、任務(wù)載荷信息顯示與記錄等無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)硬件設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)人機(jī)地面站通常由數(shù)據(jù)鏈路控制、飛行控制、載荷控制、載荷數(shù)據(jù)處理等四類硬件設(shè)備機(jī)柜構(gòu)成無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)控制站模塊①指揮處理中心制定無(wú)人機(jī)飛行任務(wù)、完成無(wú)人機(jī)載荷數(shù)據(jù)的處理和應(yīng)用通過(guò)無(wú)人機(jī)控制站等間接地實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的控制和數(shù)據(jù)接收無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)控制站模塊②無(wú)人機(jī)控制站組成：飛行操縱、任務(wù)載荷控制、數(shù)據(jù)鏈路控制和通信指揮操縱控制無(wú)人機(jī)機(jī)載任務(wù)載荷等一個(gè)無(wú)人機(jī)控制站可以指揮控制一架或多架無(wú)人機(jī)一架無(wú)人機(jī)可以由一個(gè)或多個(gè)控制站完成指揮控制工作無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)控制站模塊③載荷控制站與無(wú)人機(jī)控制站功能類似，只能控制無(wú)人機(jī)的機(jī)載任務(wù)設(shè)備，不能進(jìn)行無(wú)人機(jī)的飛行控制無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)控制站模塊④顯示系統(tǒng)飛行控制席位、任務(wù)設(shè)備控制席位、數(shù)據(jù)鏈管理席位都設(shè)有相應(yīng)分系統(tǒng)的顯示裝置飛行參數(shù)綜合顯示可根據(jù)飛行與任務(wù)需要，選擇需要的系統(tǒng)信息予以顯示，便于無(wú)人機(jī)駕駛員判讀無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)控制站模塊顯示系統(tǒng)——飛行參數(shù)綜合顯示①飛行與導(dǎo)航信息：無(wú)人機(jī)駕駛員控制無(wú)人機(jī)執(zhí)行任務(wù)必需的信息顯示內(nèi)容：無(wú)人機(jī)飛行姿態(tài)角及角速度信息；無(wú)人機(jī)飛行位置、高度、速度信息；大氣數(shù)據(jù)信息；發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)信息；伺服控制及舵面響應(yīng)信息無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)控制站模塊顯示系統(tǒng)——飛行參數(shù)綜合顯示②數(shù)據(jù)鏈狀態(tài)信息包括數(shù)據(jù)鏈設(shè)備工作狀態(tài)及信道狀態(tài)等顯示內(nèi)容：鏈路工作狀態(tài)的主要工作參數(shù)；各種鏈路設(shè)備的工作參數(shù)；各種鏈路設(shè)備的工作狀態(tài)無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)控制站模塊顯示系統(tǒng)——飛行參數(shù)綜合顯示③設(shè)備狀態(tài)信息：飛行過(guò)程中需要提供必要的系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)信息顯示內(nèi)容：機(jī)載航空電子狀態(tài)信息；機(jī)載任務(wù)設(shè)備狀態(tài)信息；地面設(shè)備狀態(tài)信息；機(jī)載供電信息；導(dǎo)航狀態(tài)信息；時(shí)鐘信息等無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)控制站模塊顯示系統(tǒng)——飛行參數(shù)綜合顯示④控制指令：無(wú)人機(jī)駕駛員判斷操縱指令發(fā)送有效性的重要信息明確表達(dá)和描述指令發(fā)送是否有效，可對(duì)指令通道簡(jiǎn)單故障定位顯示內(nèi)容：指令代碼；發(fā)送狀態(tài)；接收狀態(tài)無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)控制站模塊⑤告警告警信息——視覺告警：燈光告警、顏色告警和文字告警等聽覺告警：語(yǔ)音告警和音調(diào)告警等無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)控制站模塊⑤告警告警級(jí)別：提示、注意、警告提示：需要提示操縱人員重視系統(tǒng)安全或工作狀態(tài)、性能狀態(tài)以及提醒操縱人員進(jìn)行例行操縱的信息無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)控制站模塊⑤告警注意：即將出現(xiàn)危險(xiǎn)狀況，發(fā)展下去將危及飛行安全，或某系統(tǒng)、設(shè)備故障，將影響飛行任務(wù)完成或?qū)е孪到y(tǒng)、設(shè)備性能降低，需引起操縱人員注意，但無(wú)須立即采取措施的信息無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)控制站模塊⑤告警警告：表明已出現(xiàn)了危及飛行安全的狀況，需立即采取措施的信息，是告警的最高級(jí)別無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)控制站模塊⑥地圖航跡顯示為無(wú)人機(jī)駕駛員提供無(wú)人機(jī)位置等導(dǎo)航信息包括飛機(jī)的導(dǎo)航信息顯示、航跡繪制顯示以及地理信息的顯示無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)控制站模塊⑥地圖航跡顯示導(dǎo)航信息顯示：顯示無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)定位信息，機(jī)載定位傳感器設(shè)備狀態(tài)信息，無(wú)人機(jī)導(dǎo)航信息，導(dǎo)航控制器相關(guān)參數(shù)任務(wù)規(guī)劃信息航跡繪制顯示：應(yīng)能直觀形象、簡(jiǎn)捷明快顯示無(wú)人機(jī)圖標(biāo)、背景地圖、規(guī)劃航線和飛行航跡線等信息無(wú)人機(jī)地面站系統(tǒng)控制站模塊⑥地圖航跡顯示地理信息顯示：地理信息可視化是地圖航跡顯示軟件功能的重要組成部分，應(yīng)包含多層信息內(nèi)容，根據(jù)需要選擇若干層面顯示§3無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷指裝備到無(wú)人機(jī)上為完成任務(wù)的設(shè)備，包括執(zhí)行航拍、植保、測(cè)繪、物流所需無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷的快速發(fā)展極大地?cái)U(kuò)展了無(wú)人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷大多需要安裝在各種平臺(tái)上面以實(shí)現(xiàn)在水平和豎直方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到使任務(wù)載荷充分發(fā)揮其功能目的云臺(tái)：連接攝像機(jī)與攝像機(jī)支撐架，承載攝像機(jī)進(jìn)行水平和垂直兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷無(wú)人機(jī)上的各種任務(wù)載荷，如:光電/紅外傳感器、合成孔徑雷達(dá)、激光雷達(dá)、激光測(cè)距機(jī)和各種武器設(shè)備等都需要云臺(tái)云臺(tái)的功能：接收遙控指令、根據(jù)指令進(jìn)行調(diào)整或保持一個(gè)特定角度、防爆、防水、耐高溫、抗風(fēng)無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷常用的任務(wù)載荷按任務(wù)設(shè)備用途分類：偵查搜索設(shè)備、測(cè)繪設(shè)備、軍用專用設(shè)備、民用專用設(shè)備等偵察搜索設(shè)備：光電平臺(tái)、SRA雷達(dá)、紅外傳感器等，測(cè)繪設(shè)備則是測(cè)繪雷達(dá)、航拍相機(jī)等無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷常用的任務(wù)載荷①可見光相機(jī)無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)的傳感器類型有70%以上為光學(xué)數(shù)碼相機(jī)，是無(wú)人機(jī)傳感器的主要構(gòu)成國(guó)內(nèi)外無(wú)人機(jī)上使用的光學(xué)相機(jī)系統(tǒng)機(jī)身重量較輕，外形尺寸校，有效像素一般在8000萬(wàn)像素以下無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷常用的任務(wù)載荷②傾斜攝影相機(jī)主要功能：三維實(shí)景模型重建廣泛應(yīng)用于數(shù)字（智慧）城市，電力巡檢、數(shù)字旅游、數(shù)字文物和數(shù)字地形圖測(cè)繪等方面無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷常用的任務(wù)載荷②傾斜攝影相機(jī)按照相機(jī)數(shù)量分類：五鏡頭傾斜相機(jī)、三鏡頭傾斜相機(jī)和兩鏡頭傾斜相機(jī)按照配置相機(jī)類型分類：中畫幅傾斜相機(jī)、全畫幅相機(jī)、APS畫幅傾斜相機(jī)和小畫幅傾斜相機(jī)無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷常用的任務(wù)載荷③紅外行掃描儀熱成像裝置，利用掃描鏡收集紅外輻射并投射到紅外探測(cè)器上形成紅外圖像信號(hào)，用其調(diào)制光源并記錄在感光膠片上，構(gòu)成紅外照相機(jī)這種紅外圖像信號(hào)調(diào)制視頻通道，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)發(fā)送回地面接收站無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷常用的任務(wù)載荷③紅外行掃描儀屬于機(jī)載無(wú)源探測(cè)設(shè)備，最大的優(yōu)勢(shì)為探測(cè)物體自然的紅外輻射而不借助環(huán)境光的照射可以進(jìn)行夜間監(jiān)視和偵察，自身隱蔽性好、不受一般目視偽裝的欺騙無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷常用的任務(wù)載荷③紅外行掃描儀——前視紅外設(shè)備與點(diǎn)源紅外探測(cè)器的區(qū)別：具有較高的空間分辨力，能分辨出景物的各個(gè)細(xì)節(jié)，反映出景物自身熱特征的圖像無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷常用的任務(wù)載荷③紅外行掃描儀——前視紅外設(shè)備探測(cè)景物自身紅外輻射無(wú)須環(huán)境光照射目前能在黑夜發(fā)揮作用，并且不會(huì)被目視偽裝和假目標(biāo)欺騙的無(wú)可替代的夜間無(wú)源成像探測(cè)器，被廣泛用于夜間圖像情報(bào)探測(cè)設(shè)備無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷常用的任務(wù)載荷③紅外行掃描儀——前視紅外設(shè)備技術(shù)復(fù)雜、造價(jià)高，目前還不是無(wú)人偵察機(jī)普遍裝備的實(shí)時(shí)成像探測(cè)沒備常作為核心與電視攝像機(jī)或激光測(cè)距器／照射器綜合成為多探測(cè)器轉(zhuǎn)塔，晝夜執(zhí)行多種任務(wù)無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷常用的任務(wù)載荷④合成孔徑雷達(dá)利用合成孔徑天線和先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)，分析運(yùn)動(dòng)飛行器的一系列雷達(dá)掃描的多普勒頻移，產(chǎn)生數(shù)百米寬的虛擬天線可以獲得遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)雷達(dá)的分辨力無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷常用的任務(wù)載荷④合成孔徑雷達(dá)在夜間和惡劣氣候時(shí)能有效工作，穿透云層、霧和戰(zhàn)場(chǎng)遮蔽，以高分辨力進(jìn)行大范圍成像設(shè)備質(zhì)量和能量消耗非常大，限制在戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)上目前只有大型無(wú)人機(jī)具備搭載合成孔徑雷達(dá)的能力無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷常用的任務(wù)載荷④合成孔徑雷達(dá)戰(zhàn)術(shù)用途：從雷達(dá)圖像中提取附加信息的將合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)與來(lái)自其他傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷常用的任務(wù)載荷⑤激光雷達(dá)主動(dòng)式的現(xiàn)代光學(xué)遙感技術(shù)，是傳統(tǒng)雷達(dá)技術(shù)與現(xiàn)代激光技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)物系統(tǒng)包括：激光測(cè)距儀、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS、動(dòng)態(tài)DGPS接收機(jī)用于測(cè)定激光雷達(dá)信號(hào)發(fā)射點(diǎn)到地面目標(biāo)點(diǎn)間的距離無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷常用的任務(wù)載荷⑤激光雷達(dá)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)：利用慣性測(cè)量單元IMU測(cè)定飛機(jī)的掃描裝置主光軸的姿態(tài)參數(shù)，動(dòng)態(tài)DGPS接收機(jī)來(lái)確定激光雷達(dá)信號(hào)發(fā)射點(diǎn)的空間位置第五課時(shí)固定翼無(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)BU

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AVIATION目錄/CONTENTS§2固定翼飛機(jī)的機(jī)翼§4固定翼飛機(jī)的尾翼§3固定翼飛機(jī)的機(jī)身§5固定翼飛機(jī)的起落架§1固定翼飛機(jī)主要結(jié)構(gòu)組成§1固定翼飛機(jī)主要結(jié)構(gòu)組成固定翼飛機(jī)主要結(jié)構(gòu)組成固定翼飛機(jī)：由動(dòng)力裝置產(chǎn)生前進(jìn)的推力或拉力，由機(jī)身上的固定機(jī)翼產(chǎn)生升力，在大氣層內(nèi)飛行的重于空氣的航空器固定翼無(wú)人機(jī)與有人機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造大體一致，主要由機(jī)身、機(jī)翼、動(dòng)力裝置、尾翼和起落裝置等部分組成固定翼飛機(jī)主要結(jié)構(gòu)組成機(jī)翼作用：產(chǎn)生升力機(jī)翼具有上反角時(shí)，可為飛機(jī)提供一定的橫側(cè)穩(wěn)定性機(jī)翼上安裝有多個(gè)舵面，其前緣有前緣縫翼和襟翼，后緣有副翼和襟翼，上表面有擾流板固定翼飛機(jī)主要結(jié)構(gòu)組成機(jī)翼很多飛機(jī)的起落架和發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在機(jī)翼的結(jié)構(gòu)上機(jī)翼的內(nèi)部的油箱，用來(lái)存儲(chǔ)燃油固定翼飛機(jī)主要結(jié)構(gòu)組成機(jī)翼薄壁型結(jié)構(gòu)，構(gòu)造主要分成蒙皮和骨架結(jié)構(gòu)兩部分骨架結(jié)構(gòu)中，縱向構(gòu)件有翼梁、長(zhǎng)桁和墻（腹板），橫向構(gòu)件有普通肋和加強(qiáng)肋固定翼飛機(jī)主要結(jié)構(gòu)組成機(jī)翼翼面結(jié)構(gòu)在根部與其他翼段或機(jī)身相連翼面構(gòu)件的基本功用是形成和保持翼面外形，以產(chǎn)生氣動(dòng)力，同時(shí)承受和傳遞外載荷§2固定翼飛機(jī)的機(jī)翼固定翼飛機(jī)的機(jī)翼翼梁最強(qiáng)有力的縱向構(gòu)件主要作用：承受機(jī)翼的剪力和彎矩，在機(jī)翼根部與機(jī)身用固定連接接頭連接結(jié)構(gòu)形式：腹板式、整體式、桁架式固定翼飛機(jī)的機(jī)翼翼梁腹板式金屬翼梁：由緣條和腹板鉚接而成，截面為T形和L形整體式翼梁：鋁合金鍛制的腹板式翼梁，剛度大，截面面積尺寸可以更好地符合強(qiáng)度要求桁架式翼梁：由上、下緣條和許多直支柱、斜支柱連接而成，多用于低速重型飛機(jī)固定翼飛機(jī)的機(jī)翼翼梁分類：普通翼肋、加強(qiáng)翼肋主要作用：支持蒙皮、桁條、翼梁腹板，提高它們的穩(wěn)定性以及把蒙皮和桁條傳給它的局部空氣動(dòng)力傳給翼梁腹板固定翼飛機(jī)的機(jī)翼桁條主要由薄鋁板制成主要作用：1.支撐蒙皮，防止它在承受局部空氣動(dòng)力時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的局部變形，并與蒙皮一起把局部空氣動(dòng)力傳給翼肋2.提高蒙皮的抗剪和抗壓穩(wěn)定性，使它能更好地承受機(jī)翼的扭矩和彎矩3.與蒙皮一起承受由彎矩引起的軸向力固定翼飛機(jī)的機(jī)翼蒙皮作用：1.承受局部空氣動(dòng)力、形成機(jī)翼外形2.在金屬蒙皮機(jī)翼結(jié)構(gòu)中，蒙皮還要承受機(jī)翼的扭矩和彎矩現(xiàn)代民航客機(jī)的機(jī)翼多采用整體式壁板結(jié)構(gòu)固定翼飛機(jī)的機(jī)翼外載荷形式：1.以分布載荷的形式作用于機(jī)翼上2.以集中載荷的形式作用于機(jī)翼上固定翼飛機(jī)的機(jī)翼外載荷分布載荷包括空氣動(dòng)力和自身質(zhì)量力（重力和慣性力）機(jī)翼上部的尖頭：氣動(dòng)力沿翼展方向的分布機(jī)翼下部的尖頭：質(zhì)量力沿翼展方向的分布與飛機(jī)飛行方向相反的空氣阻力和機(jī)翼中燃油重量作用在機(jī)翼上固定翼飛機(jī)的機(jī)翼外載荷集中載荷由其他部件通過(guò)接頭傳給機(jī)翼結(jié)構(gòu)，一般集中作用在個(gè)別連接點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)傳給機(jī)翼的質(zhì)量力和拉力都是集中載荷當(dāng)飛機(jī)在地面停放、滑行和起飛著陸時(shí)，裝在機(jī)翼上的起落架傳給機(jī)翼的機(jī)身反作用力也是集中載荷固定翼飛機(jī)的機(jī)翼外載荷集中載荷力和力矩在機(jī)翼結(jié)構(gòu)中形成內(nèi)力平衡在剪力、彎矩和扭矩的作用下，機(jī)翼會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形彎矩使得機(jī)翼產(chǎn)生彎曲變形，扭矩導(dǎo)致機(jī)翼產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形§3固定翼飛機(jī)的機(jī)身固定翼飛機(jī)的機(jī)身主要作用：裝載人員、貨物、設(shè)備、武器和燃料等飛機(jī)其他結(jié)構(gòu)部件的安裝基礎(chǔ)將尾翼、機(jī)翼及發(fā)動(dòng)機(jī)等連接成一個(gè)整體固定翼飛機(jī)的機(jī)身構(gòu)架式早期的低速飛機(jī)機(jī)身的承力構(gòu)架都做成四緣條的立體構(gòu)架為了減小飛機(jī)的阻力，在承力構(gòu)架外面固定有整形用的隔框、桁條和蒙皮，只承受局部空氣動(dòng)力，不參加整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力機(jī)身的剪力、彎矩和扭矩全部由構(gòu)架承受固定翼飛機(jī)的機(jī)身硬殼式機(jī)身結(jié)構(gòu)由蒙皮與少數(shù)隔框組成特點(diǎn)：沒有縱向構(gòu)件，硬殼式機(jī)身蒙皮厚，由蒙皮承受主要的應(yīng)力優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、氣動(dòng)外形光滑、內(nèi)部空間可全部利用缺點(diǎn)：蒙皮材料的利用率不高、增重較大固定翼飛機(jī)的機(jī)身半硬殼式機(jī)身結(jié)構(gòu)使機(jī)身結(jié)構(gòu)的剛度能滿足飛行速度日益增大的要求，需要使蒙皮參加整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力使用金屬蒙皮，并將蒙皮與隔框、大梁、桁條牢固地鉚接起來(lái)成為一個(gè)受力的整體固定翼飛機(jī)的機(jī)身半硬殼式機(jī)身結(jié)構(gòu)與機(jī)翼相比的區(qū)別：梁式機(jī)身的承力梁本身沒有腹板，利用機(jī)身蒙皮當(dāng)作它的腹板來(lái)承受載荷分類：桁梁式、桁條式固定翼飛機(jī)的機(jī)身半硬殼式機(jī)身結(jié)構(gòu)桁條與大梁：主要承受彎矩引起的軸向力蒙皮：除了承受部分軸向力外，還要承受全部扭矩與剪力隔框：保持機(jī)身的外形和承受局部空氣動(dòng)力，承受各部件傳來(lái)的集中載荷，并將這些載荷分散地傳給蒙皮固定翼飛機(jī)的機(jī)身半硬殼式機(jī)身結(jié)構(gòu)桁梁式機(jī)身由幾根較強(qiáng)的大梁、桁條、蒙皮與隔框組成桁條和蒙皮較強(qiáng)，受壓穩(wěn)定性好，彎矩引起的軸向力全部由桁條式機(jī)身上、下部的蒙皮和桁條組成的壁板受拉、受壓來(lái)承受固定翼飛機(jī)的機(jī)身半硬殼式機(jī)身結(jié)構(gòu)桁梁式機(jī)身桁條和蒙皮較強(qiáng)，受壓穩(wěn)定性好，彎矩引起的軸向力全部由桁條式機(jī)身上、下部的蒙皮和桁條組成的壁板受拉、受壓來(lái)承受蒙皮加厚，改變機(jī)身空氣動(dòng)力性能，增大機(jī)身結(jié)構(gòu)抗扭剛度§4固定翼飛機(jī)的尾翼固定翼飛機(jī)的尾翼主要功能：保持飛機(jī)的縱向平衡、保持飛機(jī)縱向和方向穩(wěn)定性、實(shí)現(xiàn)飛機(jī)縱向和方向操縱水平尾翼：由固定水平安定面和安裝在其后部的升降舵構(gòu)成垂直尾翼：由固定垂直安定面和安裝在其后部的方向舵組成固定翼飛機(jī)的尾翼升降舵：操控飛機(jī)的縱向運(yùn)動(dòng)方向舵：操縱飛機(jī)的橫向運(yùn)動(dòng)固定翼飛機(jī)的尾翼一般由梁、肋、桁條和蒙皮構(gòu)成，構(gòu)造方法與機(jī)翼相似尾翼形的種類：常規(guī)型、T形、十字形、Y形等§5固定翼飛機(jī)的起落架固定翼飛機(jī)的起落架主要功能：支撐飛行器停放、滑行、起飛和著陸滑跑一般由支柱、緩沖器、機(jī)輪、剎車裝置和收放機(jī)構(gòu)組成陸地上起降時(shí)，起落裝置一般由減震支柱和機(jī)輪構(gòu)成水上起降時(shí)，起落裝置為浮筒式或是雪地起降用的滑橇式固定翼飛機(jī)的起落架組成部分減震器：吸收著陸和滑跑時(shí)的沖擊能量，減小沖擊載荷，有利于減輕結(jié)構(gòu)重量，改善乘坐品質(zhì)支柱：承受地面各個(gè)方向的載荷并作為安裝機(jī)輪的支撐部件機(jī)輪：用于地面運(yùn)動(dòng)，并有一定的減震作用收放機(jī)構(gòu)：用于起落架的收起和放下、用于固定支柱，使支柱與機(jī)體成為一個(gè)整體受力的構(gòu)件固定翼飛機(jī)的起落架前三點(diǎn)式在飛機(jī)重心后并排安置兩個(gè)主輪，在飛機(jī)前部安置一個(gè)前輪優(yōu)點(diǎn)：前輪遠(yuǎn)離飛機(jī)重心，允許強(qiáng)力制動(dòng)而無(wú)倒立危險(xiǎn)，因此能有效地縮短著陸滑跑距離飛機(jī)滑跑方向穩(wěn)定性好，起飛著陸容易操縱；機(jī)身軸線與地面基本水平，可避免噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)鉄龎呐艿里w行員視界好固定翼飛機(jī)的起落架前三點(diǎn)式缺點(diǎn)：1.前起落架承受的載荷大，構(gòu)造復(fù)雜，尺寸大，重量大2.前輪會(huì)產(chǎn)生擺振現(xiàn)象，需要防止擺振的措施固定翼飛機(jī)的起落架后三點(diǎn)式在飛機(jī)重心前并排安置兩個(gè)主輪，在飛機(jī)尾部有一個(gè)較小的尾輪優(yōu)點(diǎn)：1.易于在飛機(jī)上安裝尾輪，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸、重量都較小2.著陸滑跑時(shí)迎角大，可利用較大的阻力來(lái)進(jìn)行減速，縮短滑跑距離固定翼飛機(jī)的起落架后三點(diǎn)式缺點(diǎn)：1.在大速度滑跑時(shí)，遇到前方撞擊或強(qiáng)力剎車時(shí)，容易發(fā)生倒立2.速度較大時(shí)著陸容易跳起，造成低空失速3.滑跑過(guò)程中方向穩(wěn)定性差4.起飛滑跑時(shí)機(jī)身仰起第七課時(shí)無(wú)人直升機(jī)目錄/CONTENTS§2無(wú)人直升機(jī)結(jié)構(gòu)§4無(wú)人直升機(jī)的缺點(diǎn)§3無(wú)人直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)§1無(wú)人直升機(jī)概述無(wú)人直升機(jī)介紹§1無(wú)人直升機(jī)概述無(wú)人直升機(jī)概述一種由一個(gè)或多個(gè)水平旋轉(zhuǎn)的旋翼提供向上升力和推進(jìn)力而進(jìn)行飛行的航空器具有垂直升降、懸停、小速度向前或向后飛行的特點(diǎn)主要包括：?jiǎn)涡韼矘獰o(wú)人直升機(jī)、共軸無(wú)人直升機(jī)無(wú)人直升機(jī)概述單旋翼帶尾槳無(wú)人直升機(jī)目前應(yīng)用最廣泛的機(jī)型優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操縱靈便水平旋翼負(fù)責(zé)提供升力，小型垂直旋翼（尾槳）負(fù)責(zé)抵消旋翼產(chǎn)生的反扭矩?zé)o人直升機(jī)概述共軸無(wú)人直升機(jī)采用上下共軸反轉(zhuǎn)的兩組旋翼平衡旋翼扭矩，不需要尾槳，消除了單旋翼無(wú)人直升機(jī)存在的尾槳故障隱患和飛行中因尾梁的振動(dòng)和變形而引起的尾槳傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障隱患§2無(wú)人直升機(jī)結(jié)構(gòu)無(wú)人直升機(jī)結(jié)構(gòu)主要由機(jī)體和升力（含旋翼和尾槳）、動(dòng)力、傳動(dòng)三大系統(tǒng)以及機(jī)載飛行設(shè)備等組成無(wú)人直升機(jī)結(jié)構(gòu)機(jī)體作用：1.支持和固定直升機(jī)的部件和系統(tǒng)2.裝載物資和設(shè)備3.機(jī)體外形對(duì)直升機(jī)飛行性能、操縱性和穩(wěn)定性有重要影響4.承受運(yùn)動(dòng)部件、武器發(fā)射和貨物吊裝等動(dòng)載荷無(wú)人直升機(jī)結(jié)構(gòu)旋翼主要作用：產(chǎn)生拉力拉力的作用：1.平衡直升機(jī)的重力，起到升力作用2.為直升機(jī)的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力旋轉(zhuǎn)時(shí)，槳葉與周圍空氣相互作用，產(chǎn)生空氣動(dòng)力無(wú)人直升機(jī)結(jié)構(gòu)旋翼由旋翼軸、槳轂和槳葉構(gòu)成按槳葉與槳轂連接方式的不同分為：較接式、無(wú)較式、半無(wú)較式、無(wú)軸承式無(wú)人直升機(jī)結(jié)構(gòu)鉸接式旋翼槳葉的運(yùn)動(dòng)：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、繞揮舞鉸的上下?lián)]舞運(yùn)動(dòng)、繞擺振鉸的前后擺動(dòng)（擺振運(yùn)動(dòng)）、通過(guò)操縱變距鉸的變距運(yùn)動(dòng)槳轂有水平方向的擺振鉸、垂直方向的揮舞鉸和軸向的變距鉸槳葉繞槳轂的三個(gè)鉸分別進(jìn)行揮舞運(yùn)動(dòng)、擺振運(yùn)動(dòng)和變距運(yùn)動(dòng)無(wú)人直升機(jī)結(jié)構(gòu)鉸接式旋翼特點(diǎn)：槳葉根部的彎曲載荷較小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)不便擺振鉸帶有擺振阻尼器，為槳葉繞擺振鉸的擺振運(yùn)動(dòng)提供阻尼，防止直升機(jī)出現(xiàn)“地面共振”現(xiàn)象，保證足夠的穩(wěn)定裕度無(wú)人直升機(jī)結(jié)構(gòu)無(wú)鉸式旋翼無(wú)擺振鉸和揮舞鉸，槳葉與只有軸向鉸的槳轂相連，有總距和變距鉸分類：1.旋翼槳轂為揮舞半剛性，槳葉的揮舞靠槳轂部件的彈性變形來(lái)實(shí)現(xiàn)2.旋翼槳轂為揮舞剛性，槳葉的揮舞靠槳葉根部的彎曲變形來(lái)實(shí)現(xiàn)與鉸接式旋翼相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但槳葉和槳毅的彎曲載荷較大無(wú)人直升機(jī)結(jié)構(gòu)無(wú)鉸式旋翼特點(diǎn)：1.只有兩片槳葉，彼此連成整體，共用一個(gè)中心水平鉸（蹺蹺板鉸鏈），沒有擺振鉸，有變距鉸2.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操縱性差無(wú)人直升機(jī)結(jié)構(gòu)無(wú)鉸式旋翼槳葉的揮舞、擺振和變距運(yùn)動(dòng)都通過(guò)槳葉根部的柔性元件來(lái)完成要求槳葉根部的材料彎曲強(qiáng)度和剛度高，且扭轉(zhuǎn)剛度低無(wú)人直升機(jī)結(jié)構(gòu)尾槳作用：1.產(chǎn)生的拉力（或推力）通過(guò)力臂形成偏轉(zhuǎn)力矩，用于平衡旋翼的反作用力矩2.相當(dāng)于一個(gè)直升機(jī)的垂直安定面，不僅可以改善直升機(jī)的方向穩(wěn)定性，還可以通過(guò)加大或減小尾槳拉力（推力）來(lái)實(shí)現(xiàn)直升機(jī)的航向操縱無(wú)人直升機(jī)結(jié)構(gòu)尾槳構(gòu)造：與旋翼相似，只需要改變尾槳的總距，并根據(jù)操縱方向和動(dòng)作量大小來(lái)增大或減小槳距尾槳和旋翼的動(dòng)力均來(lái)源于發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)，按需要傳給旋翼和尾槳轉(zhuǎn)速很高，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的離心力無(wú)人直升機(jī)結(jié)構(gòu)尾槳1.常規(guī)尾槳：構(gòu)造與旋翼類似，由槳葉和槳轂組成2.涵道尾槳：由置于尾斜梁中的涵道和位于涵道中央的轉(zhuǎn)子組成，特點(diǎn)是尾槳直徑小、葉片數(shù)目多無(wú)人直升機(jī)結(jié)構(gòu)尾槳無(wú)尾槳系統(tǒng)：空氣系統(tǒng)代替常規(guī)尾槳，該系統(tǒng)由進(jìn)氣口、噴氣口、壓力風(fēng)扇、帶縫尾梁等組成(1)壓力風(fēng)扇位于主減速器后，由尾傳動(dòng)軸帶動(dòng)，風(fēng)扇葉片的角度可調(diào)，與油門總距桿聯(lián)動(dòng)(2)尾梁后部有一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的排氣罩與腳蹬聯(lián)動(dòng)無(wú)人直升機(jī)結(jié)構(gòu)尾槳無(wú)尾槳系統(tǒng)：(3)工作時(shí)風(fēng)扇使空氣增壓并沿空心的尾梁向后流動(dòng)(4)飛行過(guò)程中，一部分壓縮空氣從尾梁側(cè)面的兩道細(xì)長(zhǎng)縫中排出，和旋翼下洗氣流一起形成不對(duì)稱氣流，使尾梁一側(cè)產(chǎn)生吸力；另一部分壓縮空氣由尾部的噴口噴出，產(chǎn)生側(cè)向力無(wú)人直升機(jī)結(jié)構(gòu)起落裝置作用：1.吸收著陸時(shí)的沖擊能量，減小著陸時(shí)撞擊引起的過(guò)載，保證在整個(gè)使用過(guò)程中不發(fā)生“地面共振”2.使直升機(jī)具有在地面運(yùn)動(dòng)的能力，減少滑行時(shí)由于地面不平而產(chǎn)生的撞擊與顛簸§3無(wú)人直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)無(wú)人直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)方便維護(hù)無(wú)尾槳結(jié)構(gòu)由于上下旋翼反向旋轉(zhuǎn)，形成了直升機(jī)水平方向的力矩平衡，所以雙槳共軸直升機(jī)不需要尾槳來(lái)平衡直升機(jī)水平方向上的力矩共軸式直升機(jī)取消了尾槳，可節(jié)省尾槳所耗用的額外功率無(wú)人直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)氣動(dòng)特性對(duì)稱使用相同發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，兩副共軸式旋翼的升力比單旋翼/尾槳布局的旋翼升力大12%共軸式旋翼不存在各軸之間互相交連的影響，機(jī)動(dòng)飛行時(shí)易于操縱，改變航向時(shí)容易保持飛行高度無(wú)人直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)外廓尺寸緊湊提供同樣升力，雷達(dá)識(shí)別特征和目視識(shí)別特征小，便于隱蔽受彈面小，戰(zhàn)斗損傷概率小共軸雙槳的機(jī)身短，受側(cè)風(fēng)影響較小共軸雙槳的振動(dòng)由于兩副反轉(zhuǎn)的旋翼對(duì)消，平穩(wěn)性和懸停性好共軸雙槳在同等升力下，旋翼直徑較小，直升機(jī)總尺寸較緊湊，適合海軍上艦的需要無(wú)人直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)共軸式直升機(jī)國(guó)際無(wú)人直升機(jī)發(fā)展方向趨于認(rèn)同共軸式直升機(jī)，它在相同級(jí)別的發(fā)動(dòng)機(jī)下，有效載荷較單槳直升機(jī)更大，更安全，體積相對(duì)較小，也便于更小的場(chǎng)地起降，適合更小的地面車輛進(jìn)行運(yùn)載無(wú)人直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)共軸式直升機(jī)沈陽(yáng)通飛航空科技的直升機(jī)采用同軸雙層主旋翼反向轉(zhuǎn)動(dòng)工作方式，在為直升機(jī)提供升力的同時(shí)，克服了單旋翼直升機(jī)的反扭力，使飛行姿態(tài)更穩(wěn)定，可避免傳統(tǒng)直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)15%的尾槳功率損耗、急轉(zhuǎn)彎時(shí)的打槳意外，比傳統(tǒng)單旋翼直升機(jī)的安全性增加400%§4無(wú)人直升機(jī)的缺點(diǎn)無(wú)人直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)共軸雙槳直升機(jī)共軸雙槳用套筒軸驅(qū)動(dòng)上下兩副反轉(zhuǎn)的旋翼，有串列雙槳的下旋翼之間的間距問(wèn)題1.間距小：上下旋翼互相妨礙2.間距大：阻力高，對(duì)驅(qū)動(dòng)軸的剛度要求高，而大功率的套筒軸在機(jī)械上難度很大無(wú)人直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)共軸雙槳直升機(jī)現(xiàn)役直升機(jī)采用“柔性槳葉”為了補(bǔ)償左右的升力不均勻、減少槳葉疲勞，在翼根采用容許槳葉載回轉(zhuǎn)過(guò)程中上下?lián)]舞的揮舞鉸柔性槳葉在旋轉(zhuǎn)中容許上下?lián)]動(dòng)和前后擺動(dòng)第八課時(shí)垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)目錄/CONTENTS§2垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)分類§3垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)發(fā)展趨勢(shì)§1垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)簡(jiǎn)介§1垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)簡(jiǎn)介垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)簡(jiǎn)介垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)簡(jiǎn)介定義：同時(shí)融合多旋翼垂直起降和固定翼巡航飛行的新型無(wú)人機(jī)優(yōu)點(diǎn)：1.減少飛行器對(duì)跑道的依賴2.執(zhí)行多樣化的飛行任務(wù)，減少綜合使用成本垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)簡(jiǎn)介發(fā)展前景以直升機(jī)方式垂直起降，以固定翼方式巡航前飛與傳統(tǒng)直升機(jī)相比：前飛速度快、航程遠(yuǎn)、航時(shí)長(zhǎng)與常規(guī)固定翼飛行器相比：能夠定點(diǎn)起降和懸停，對(duì)機(jī)場(chǎng)跑道沒有依賴，任務(wù)能力顯著增強(qiáng)無(wú)人機(jī)無(wú)需考慮飛行員的生命保障、生理極限等問(wèn)題，將垂直起降技術(shù)應(yīng)用于無(wú)人機(jī)領(lǐng)域?qū)⒏鼮殪`活，且更容易實(shí)現(xiàn)垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)簡(jiǎn)介發(fā)展前景起降場(chǎng)地要求低，無(wú)需跑道，無(wú)進(jìn)場(chǎng)障礙物問(wèn)題，無(wú)需發(fā)射回收系統(tǒng)機(jī)動(dòng)靈活、使用性好，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，附加設(shè)備少，運(yùn)輸和使用維護(hù)方便，操作人員少成本費(fèi)用較低垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)簡(jiǎn)介優(yōu)勢(shì)與直升機(jī)相比：廉價(jià)、高可靠、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)與多旋翼飛行器相比：續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、抗風(fēng)性能好、飛行速度高、任務(wù)覆蓋面積大與常規(guī)固定翼飛機(jī)相比：不需要跑道、使用范圍廣、使用費(fèi)用低與傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器相比：動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)可靠性更高§2垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)分類垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)分類傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)具有明顯的機(jī)翼，一般與機(jī)身固連，機(jī)身可以水平停放旋翼系統(tǒng)：通過(guò)推力輸出在鉛垂方向和水平方向之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)垂直起降或水平飛行具有垂直起降和空中懸停能力、高速巡航飛行能力螺旋槳固定翼模式效率較低，死重較大垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)分類動(dòng)力復(fù)合式垂直起降無(wú)人機(jī)采用垂直起降和水平飛行推進(jìn)系統(tǒng)分離的方案機(jī)身外部四周安裝四套電機(jī)螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng)作為垂直起降動(dòng)力機(jī)身頭部或尾部安裝一套電機(jī)螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng)作為平飛續(xù)航動(dòng)力垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)分類動(dòng)力復(fù)合式垂直起降無(wú)人機(jī)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)性好，遠(yuǎn)髙于尾坐式、傾轉(zhuǎn)旋翼、涵道升力風(fēng)扇等其他垂直起降技術(shù)作為一種新型髙效低成本垂直起降飛行器，能夠滿足用戶的各種需求，預(yù)期市場(chǎng)需求巨大，發(fā)展前景廣闊垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)分類復(fù)合傾轉(zhuǎn)式垂直起降無(wú)人機(jī)機(jī)身或者機(jī)翼上安裝多個(gè)升力旋翼，為垂直起降提供鉛垂方向的推力水平飛行階段將部分升力旋翼進(jìn)行傾轉(zhuǎn)，以克服平飛狀態(tài)時(shí)的機(jī)身阻力其余升力旋翼在水平飛行階段保持原狀并關(guān)閉動(dòng)力，帶來(lái)廢重升力旋翼的槳徑也受到機(jī)身尺寸的限制垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)分類復(fù)合傾轉(zhuǎn)式垂直起降無(wú)人機(jī)垂直起降階段的升力由三個(gè)螺旋槳提供機(jī)身尾部的螺旋槳在水平飛行階段時(shí)不工作，帶來(lái)死重垂直起降階段，機(jī)頭兩側(cè)的旋翼產(chǎn)生鉛錘向上的升力用于保證無(wú)人機(jī)的垂直起降和空中懸停水平飛行階段，機(jī)頭兩側(cè)的旋翼向前傾轉(zhuǎn)90度產(chǎn)生向前的拉力用于克服無(wú)人機(jī)在水平飛行狀態(tài)的阻力§3垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)發(fā)展趨勢(shì)垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)發(fā)展趨勢(shì)概述更高的飛行速度、更長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間、更強(qiáng)的任務(wù)載荷能力傾轉(zhuǎn)旋翼式和尾座式是軍民用無(wú)人機(jī)的主流，追求高效懸停、高速和遠(yuǎn)程能力是技術(shù)研發(fā)的主要任務(wù)新熱點(diǎn)：發(fā)展基于分布式電推進(jìn)的技術(shù)探索垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)新構(gòu)型、新原理十分必要垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)發(fā)展趨勢(shì)傾轉(zhuǎn)旋翼式和尾座式垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)主流構(gòu)型現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法滿足應(yīng)用需求，需主要在先進(jìn)旋翼系統(tǒng)設(shè)計(jì)、旋翼/機(jī)翼氣動(dòng)干擾、高可靠?jī)A轉(zhuǎn)傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)、系統(tǒng)建模技術(shù)、飛行控制技術(shù)等方面進(jìn)行突破創(chuàng)新垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)發(fā)展趨勢(shì)分布式電推進(jìn)技術(shù)2016年VXP項(xiàng)目中極光公司雷擊方案勝出，“分布式電推進(jìn)技術(shù)”是近幾年航空領(lǐng)域發(fā)展新熱點(diǎn)將飛行器總體、動(dòng)力、氣動(dòng)等進(jìn)行綜合，充分利用電推進(jìn)動(dòng)力單元高可靠、易分配、尺度無(wú)關(guān)特性，簡(jiǎn)化全機(jī)設(shè)備布置，有效提高了無(wú)人機(jī)的氣動(dòng)特性垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)發(fā)展趨勢(shì)分布式電推進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)：增加載運(yùn)量，提高升阻比以及降低油耗、尾氣排放量和低噪聲等可按照需求對(duì)機(jī)翼升力分布進(jìn)行調(diào)整，如在巡航階段實(shí)現(xiàn)橢圓形升力分布，從而使飛機(jī)具有更良好的氣動(dòng)效率等垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)發(fā)展趨勢(shì)分布式電推進(jìn)技術(shù)可通過(guò)差量控制實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的矢量運(yùn)轉(zhuǎn)，控制模式更多樣和直接與全機(jī)融合度高，采用多個(gè)小尺寸動(dòng)力單元不會(huì)引起重量的增加，且單個(gè)動(dòng)力在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都能保持較高效率，極大地提升了飛行器設(shè)計(jì)空間垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)發(fā)展趨勢(shì)分布式電推進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)：提高巡航效率，增大航時(shí)、航程減小垂直起降和巡航平飛階段需用功率之間差異，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力/氣動(dòng)最優(yōu)匹配增強(qiáng)飛行控制能力，提高控制冗余度和魯棒性垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)發(fā)展趨勢(shì)分布式電推進(jìn)技術(shù)電力系統(tǒng)技術(shù)是支撐分布式電推進(jìn)技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)需要可靠性更高、效率更高、質(zhì)量更輕的分布式電推進(jìn)系統(tǒng)分布式動(dòng)力與機(jī)體耦合程度更高，氣動(dòng)干擾顯著，應(yīng)依據(jù)分布式電推進(jìn)動(dòng)力/氣動(dòng)強(qiáng)耦合特征開展研究分布式動(dòng)力配置為飛行器高效控制帶來(lái)了更高的設(shè)計(jì)自由度垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)發(fā)展趨勢(shì)新構(gòu)型與新原理完全依靠發(fā)動(dòng)機(jī)推力來(lái)提供上升力，要求無(wú)人機(jī)動(dòng)力推力與重量之比（推重比）大于1固定翼飛行模式下，需用推重比一般在0.1~0.3左右問(wèn)題：垂直起降/巡航雙模態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)功率不匹配、巡航狀態(tài)動(dòng)力極度富余、發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法工作在最佳狀態(tài)解決方法：需要以“最小動(dòng)力代價(jià)”實(shí)現(xiàn)垂直起降第九課時(shí)無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)目錄/CONTENTS§2動(dòng)力裝置的系統(tǒng)組成§3燃油發(fā)動(dòng)機(jī)§1無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)§1無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)以及保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作所必需的系統(tǒng)和附件的總和無(wú)人機(jī)最重要的關(guān)鍵系統(tǒng)，性能品質(zhì)影響無(wú)人機(jī)的飛行安全核心設(shè)備：發(fā)動(dòng)機(jī)，能夠把其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，進(jìn)而產(chǎn)生拉力或推力無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)分類：燃油類發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、油電混合動(dòng)力系統(tǒng)主流民用無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)通常采用燃油類發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的油動(dòng)系統(tǒng)、以電池為能源的電動(dòng)系統(tǒng)油電混合系統(tǒng)更多應(yīng)用于汽車中，在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域較少應(yīng)用無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)電動(dòng)無(wú)人機(jī)以電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力來(lái)源，采用直流電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的能量由聚合物鋰電池或新能源方式提供優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、故障率低、維護(hù)簡(jiǎn)便、無(wú)空氣污染缺點(diǎn)：載重小、續(xù)航時(shí)間短、電池消耗大等。無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)油動(dòng)無(wú)人機(jī)動(dòng)力來(lái)源：燃油發(fā)動(dòng)機(jī)（航空發(fā)動(dòng)機(jī)）發(fā)動(dòng)機(jī)類型：活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)鉁u輪式發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鉁u輪式發(fā)動(dòng)機(jī)的分類：渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)油動(dòng)無(wú)人機(jī)優(yōu)點(diǎn)：1.載重能力強(qiáng)，適合中型、大型或重型無(wú)人機(jī)2.續(xù)航時(shí)間不受限制，主要取決于機(jī)上攜帶的油量無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)品質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)的基本功用：為無(wú)人機(jī)提供持續(xù)的動(dòng)力，以確保重于空氣的無(wú)人機(jī)能夠穩(wěn)定、可控、持續(xù)地在空中飛行主要指標(biāo)：性能參數(shù)、可靠性、耐久性無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)品質(zhì)功率質(zhì)量比大保證發(fā)動(dòng)機(jī)功率足夠大且質(zhì)量輕功率質(zhì)量比越大，表明發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生1馬力的功率所負(fù)擔(dān)的發(fā)動(dòng)機(jī)自身質(zhì)量越小，發(fā)動(dòng)機(jī)越輕無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)品質(zhì)耗能小耗電（油）率評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性耗電（油）率：?jiǎn)挝还β试?h內(nèi)所耗電的度數(shù)或油料的質(zhì)量一定的飛行條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)耗能率越低，運(yùn)行成本越低，經(jīng)濟(jì)性越好無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)品質(zhì)體積小應(yīng)在保證功率不減小的前提下，力求體積較小，以減小飛行中的空氣阻力，并減輕發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)品質(zhì)工作安全可靠無(wú)人機(jī)在空中的飛行安全，由其各組成部分可靠的工作保證描述發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的參數(shù):空中停車率（發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車數(shù)/每千飛行小時(shí)）無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)品質(zhì)壽命長(zhǎng)壽命長(zhǎng)可降低使用成本、節(jié)約原材料發(fā)動(dòng)機(jī)壽命：翻修壽命、總壽命翻修壽命：發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠商規(guī)定的從發(fā)動(dòng)機(jī)出廠到一次翻修或者兩次翻修之間的使用期限總壽命：指發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)若干次翻修后停止使用時(shí)的使用期限無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)品質(zhì)維護(hù)方便日常維護(hù)方便可提高維護(hù)質(zhì)量，確保發(fā)動(dòng)機(jī)隨時(shí)處于安全可靠狀態(tài)降低維護(hù)成本，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)、制造都應(yīng)有相應(yīng)要求§2動(dòng)力裝置的系統(tǒng)組成動(dòng)力裝置的系統(tǒng)組成動(dòng)力裝置的系統(tǒng)組成電動(dòng)機(jī)類型:無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)（無(wú)刷電機(jī)）、空心杯有刷直流電動(dòng)機(jī)（有刷電機(jī)）車模用電機(jī)全部為內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，靠里面圓形轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力裝置的系統(tǒng)組成有刷電機(jī)將磁鐵固定在電機(jī)外殼或者底座為定子，將線圈繞組為轉(zhuǎn)子碳刷：與繞組上的銅頭接觸，讓電機(jī)得以轉(zhuǎn)動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶來(lái)碳刷的磨損，更換碳刷后需要讓碳刷與銅頭的接觸面積最大化，提高電機(jī)的轉(zhuǎn)速/扭矩動(dòng)力裝置的系統(tǒng)組成無(wú)刷電機(jī)將線圈繞在定子上，把磁鐵做成轉(zhuǎn)子，取消碳刷利用無(wú)刷電調(diào)，給線圈組對(duì)應(yīng)地供電以產(chǎn)生相應(yīng)的磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)不停地驅(qū)動(dòng)磁鐵轉(zhuǎn)子保持轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力裝置的系統(tǒng)組成無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)：外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，沒有電刷2.電子調(diào)速器（ESC）：控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速3.電池：給電動(dòng)機(jī)供電，無(wú)人機(jī)常用聚合物鋰電池、燃料電池4.平衡充電器：無(wú)人機(jī)電池的電流極大，專用電池必須用平衡充電器進(jìn)行充電動(dòng)力裝置的系統(tǒng)組成空心杯有刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)MOS管：驅(qū)動(dòng)電路電池：鋰電池用給電動(dòng)機(jī)充電平衡充電器：給專用電池充電§3燃油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)為無(wú)人機(jī)提供動(dòng)力的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)主要有航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)兩大類作用：將燃油的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能燃油發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)不能自主點(diǎn)火啟動(dòng)，必須先由其他能源帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)常用的啟動(dòng)動(dòng)力源：電動(dòng)機(jī)、壓縮空氣小功率燃油發(fā)動(dòng)機(jī)所需功率小，采用啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)大功率燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，采用壓縮空氣燃油發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)固定裝置將發(fā)動(dòng)機(jī)固定在無(wú)人機(jī)機(jī)體上的部件系統(tǒng)無(wú)人機(jī)的受力結(jié)構(gòu)之一作用：支撐龐大的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、承擔(dān)無(wú)人機(jī)的動(dòng)力傳輸燃油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)與滑油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)：存貯和向航空發(fā)動(dòng)機(jī)的油泵供給燃油，保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作滑油系統(tǒng)：由帶過(guò)濾裝置的滑油箱、導(dǎo)管和空氣滑油散熱器組成，向發(fā)動(dòng)機(jī)供給需用的滑油，并進(jìn)行過(guò)濾和散熱，保證滑油循環(huán)使用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱裝置無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱方式：風(fēng)冷式、液冷式目前基本采用風(fēng)冷燃油發(fā)動(dòng)機(jī)防火和滅火裝置包括防火墻、預(yù)警和滅火系統(tǒng)防火墻：設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)艙周圍的防火隔板預(yù)警系統(tǒng)：向駕駛員指示發(fā)生火情的部位，以便及時(shí)妥善處置滅火系統(tǒng)：自動(dòng)撲滅火情于萌芽狀態(tài)，保證飛行安全燃油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣和排氣裝置包括進(jìn)氣道、排氣管和噴口燃油發(fā)動(dòng)機(jī)附件傳動(dòng)裝置將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的功率、轉(zhuǎn)速傳輸?shù)礁郊Ⅱ?qū)動(dòng)附件以一定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向工作的齒輪輪系及傳動(dòng)軸的組合體第十課時(shí)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)目錄/CONTENTS§2航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造§3航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理§1活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的分類§1活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的分類活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的分類根據(jù)工作原理分類：二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)按混合氣形成的方式分類：汽化器式發(fā)動(dòng)機(jī)、直接噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)汽化器式發(fā)動(dòng)機(jī)裝有汽化器，燃料和空氣預(yù)先在汽化器內(nèi)混合好，然后再進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒直接噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)裝有直接噴射裝置，燃料由直接噴射裝置直接噴入氣缸，然后同空氣在氣缸內(nèi)混合形成混合氣活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的分類按發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻方式分類：氣冷式發(fā)動(dòng)機(jī)、液冷式發(fā)動(dòng)機(jī)氣冷式發(fā)動(dòng)機(jī)：直接利用迎面氣流冷卻氣缸，氣缸暴露并設(shè)計(jì)散熱片的液冷式發(fā)動(dòng)機(jī)：利用循環(huán)流動(dòng)的冷卻液冷卻氣缸,由冷卻液把吸收的熱量耗散到周圍的大氣中活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的分類按照汽缸的排列形式分類：星形、直列式直列式發(fā)動(dòng)機(jī)：汽缸呈列隊(duì)式前后排列，汽缸在機(jī)匣的左右兩側(cè)各排成一行星形發(fā)動(dòng)機(jī)：汽缸排列呈輻射狀，分為單排星形和雙排星形活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的分類按空氣進(jìn)入氣缸前是否增壓分類：吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)：工作時(shí)外界空氣被直接吸入氣缸，多用于飛行高度較低的飛機(jī)增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)：裝有增壓器，外界空氣經(jīng)過(guò)增壓器提高壓力，然后進(jìn)入缸，多用于飛行高度較高的飛機(jī)航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)§2航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造無(wú)人機(jī)向前飛行的拉力由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的螺旋漿產(chǎn)生航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造主要機(jī)件包括汽缸、活塞、連桿、曲軸、氣門機(jī)構(gòu)和機(jī)匣汽缸：呈圓筒形，固定在機(jī)匣上活塞：裝在汽缸里面，并通過(guò)連桿和曲軸相連，曲軸由機(jī)匣支承曲軸：與螺旋漿軸相連航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造氣門機(jī)構(gòu)：由進(jìn)氣門、排氣門以及凸輪盤（或凸輪軸）、挺桿、推桿、搖臂等傳動(dòng)機(jī)件組成汽缸：混合氣進(jìn)行燃燒并將燃料燃燒釋放出來(lái)的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的場(chǎng)地主要機(jī)件航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造活塞在汽缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，燃?xì)獾膲毫ψ饔迷诨钊捻斆嫔?，活塞被推做功，最終用來(lái)帶動(dòng)螺旋漿旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生拉力,使飛機(jī)前進(jìn)活塞在汽缸內(nèi)只能作直線運(yùn)動(dòng)，必須把活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槁菪龢男D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由連桿和曲軸完成活塞、連桿和曲軸這三個(gè)在運(yùn)動(dòng)中密切關(guān)聯(lián)的機(jī)件，通常又合稱為曲拐機(jī)構(gòu)主要機(jī)件航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造氣門：1.控制氣門的開啟和關(guān)閉，以保證新鮮混合氣（或空氣）在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)進(jìn)入汽缸2.保證燃燒做功后的廢氣適時(shí)地從汽缸排出。機(jī)匣是發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體，機(jī)匣：安裝汽缸和支撐曲軸、連接發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)件主要機(jī)件航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造附件工作系統(tǒng)燃油系統(tǒng)不斷供給發(fā)動(dòng)機(jī)適當(dāng)數(shù)量的燃油，并將燃油霧化，同空氣均勻混合形成可燃混合氣點(diǎn)火系統(tǒng)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃汽缸內(nèi)的混合氣滑油系統(tǒng)不斷地將滑油送到各機(jī)件的摩擦面進(jìn)行潤(rùn)滑，以減小摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造冷卻系統(tǒng)把汽缸的一部分熱量散發(fā)到大氣中去，保證汽缸的溫度正常啟動(dòng)系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，將曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，使發(fā)動(dòng)機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)人正常工作附件工作系統(tǒng)§3航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，由活塞運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)行程完成四行程發(fā)動(dòng)機(jī)：活塞運(yùn)動(dòng)四個(gè)行程完成一個(gè)工作循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)二行程發(fā)動(dòng)機(jī)：活塞運(yùn)動(dòng)兩個(gè)行程完成一個(gè)工作循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理上死點(diǎn)：活塞頂距曲軸旋轉(zhuǎn)中心的最遠(yuǎn)距離的位置下死點(diǎn)：活塞頂距曲軸旋轉(zhuǎn)中心的最近距離的位置曲軸轉(zhuǎn)角：曲臂中心線與汽缸中心線的夾角基本名詞航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理

基本名詞航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理

基本名詞航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理每完成一個(gè)循環(huán)，活塞在上死點(diǎn)與下死點(diǎn)之間往返兩次，連續(xù)地移動(dòng)四個(gè)行程四行程發(fā)動(dòng)機(jī)航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理進(jìn)氣行程作用：使汽缸內(nèi)充滿新鮮混合氣進(jìn)氣行程開始時(shí)，活塞位于上死點(diǎn)，進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞在曲軸的帶動(dòng)下，由上死點(diǎn)向下死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，汽缸容積不斷增大,新鮮混合氣被吸入汽缸曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°，活塞到達(dá)下死點(diǎn)，進(jìn)氣門關(guān)閉，進(jìn)氣行程結(jié)束四行程發(fā)動(dòng)機(jī)航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理壓縮行程作用：對(duì)汽缸內(nèi)的新鮮混合氣進(jìn)行壓縮，為混合氣燃燒后膨脹做功創(chuàng)造條件壓縮行程開始時(shí)，活塞位于下死點(diǎn)，進(jìn)、排氣門關(guān)閉活塞在曲軸的帶動(dòng)下由下死點(diǎn)向上死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，汽缸容積不斷縮小，混合氣受到壓縮，氣體的溫度和壓力不斷升高當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)半圈，活塞到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)，壓縮行程結(jié)束四行程發(fā)動(dòng)機(jī)航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理膨脹行程作用：使燃料的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能膨脹行程開始時(shí)，活塞位于上死點(diǎn)，進(jìn)、排氣門關(guān)閉燃燒后的高溫高壓燃?xì)饷土遗蛎洠苿?dòng)活塞，使活塞從上死點(diǎn)向下死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)汽缸容積不斷增大，燃?xì)獾膲毫?、溫度不斷降低，熱能不斷轉(zhuǎn)換為機(jī)械能當(dāng)活塞到達(dá)下死點(diǎn)，曲軸旋轉(zhuǎn)了半圈，膨脹行程結(jié)束四行程發(fā)動(dòng)機(jī)航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理排氣行程作用：將廢氣排出汽缸，以便再次充入新鮮混合氣開始，活塞位于下死點(diǎn)，排氣門打開，進(jìn)氣門仍關(guān)閉活塞被曲軸帶動(dòng)，由下死點(diǎn)向上死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，廢氣被排出汽缸曲軸轉(zhuǎn)過(guò)半圈，活塞到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)，排氣行程結(jié)束，排氣門關(guān)閉四行程發(fā)動(dòng)機(jī)航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理排氣行程結(jié)束后，重復(fù)進(jìn)行進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣行程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)每完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈進(jìn)、排氣門各開關(guān)一次，點(diǎn)火一次，氣體膨脹做功一次活塞在四個(gè)行程運(yùn)動(dòng)中，只有膨脹行程獲得機(jī)械功，其余三個(gè)行程都要消耗一部分功，剩余功用于帶動(dòng)附件和螺旋漿轉(zhuǎn)動(dòng)四行程發(fā)動(dòng)機(jī)第十一課時(shí)航空用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的特性目錄/CONTENTS§2螺旋槳特性§4增壓特性§3高度特性§1負(fù)荷特性§1負(fù)荷特性老式活塞飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)合集負(fù)荷特性吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性：節(jié)氣門全開時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率和有效燃油消耗率隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律由圖可以看出，當(dāng)轉(zhuǎn)速由較小轉(zhuǎn)速增大時(shí)，有效功率增大，而后隨著轉(zhuǎn)速的增大而減小，且燃油消耗率隨轉(zhuǎn)速的一直增大負(fù)荷特性增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性：進(jìn)氣壓力保持為最大時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率和有效燃油消耗率隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律§2螺旋槳特性螺旋槳特性發(fā)動(dòng)機(jī)的螺旋槳特性：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)定距螺旋漿工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率和有效燃油消耗率隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律螺旋槳特性吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的螺旋漿特性有效功率隨轉(zhuǎn)速的增大而增大，燃油消耗率隨轉(zhuǎn)速的增大而先減小后增大負(fù)荷特性增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，有效功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比地增大，燃油消耗率隨轉(zhuǎn)速的增大，也是先減小再增大發(fā)動(dòng)機(jī)在巡航狀態(tài)工作時(shí)經(jīng)濟(jì)性最好負(fù)荷特性發(fā)動(dòng)機(jī)的幾個(gè)工作狀態(tài)起飛工作狀態(tài)。定義：起飛時(shí)為了最大限度地縮短起飛滑跑距離，發(fā)動(dòng)機(jī)所采用的工作狀態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)在起飛工作狀態(tài)所輸出的功率和所使用的轉(zhuǎn)速分別稱為起飛功率（最大功率）和起飛轉(zhuǎn)速（最大轉(zhuǎn)速）發(fā)動(dòng)機(jī)在起飛狀態(tài)下連續(xù)工作時(shí)間一般不得超過(guò)5min額定工作狀態(tài)。定義：設(shè)計(jì)時(shí)所規(guī)定的發(fā)動(dòng)機(jī)的基準(zhǔn)工作狀態(tài)額定轉(zhuǎn)速：設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行熱力計(jì)算時(shí)所依據(jù)的轉(zhuǎn)速額定功率：額定轉(zhuǎn)速和油門稍為關(guān)小的情況下發(fā)動(dòng)機(jī)所輸岀的功率，比油門全開時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)所輸出的功率小5%～15%螺旋槳特性發(fā)動(dòng)機(jī)的幾個(gè)工作狀態(tài)巡航工作狀態(tài)定義：飛機(jī)作巡航飛行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)所使用的工作狀態(tài)巡航功率一般為額定功率的50%～75%慢車工作狀態(tài)定義：發(fā)動(dòng)機(jī)保持穩(wěn)定工作的最小轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率最小，燃油消耗率最低§3高度特性高度特性吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)高度特性：在節(jié)氣門全開、混合氣的余氣系數(shù)保持不變、提前點(diǎn)火角保持在最有利數(shù)值的條件下獲得裝有變距螺旋漿的吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)高度變化時(shí)可利用螺旋槳變距來(lái)保持轉(zhuǎn)速不變高度特性吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)裝有定距螺旋漿的吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的高度升高時(shí)，由于槳葉角不能改變，轉(zhuǎn)速減小，發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率與轉(zhuǎn)速不變時(shí)相比，降低得更快吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)在高度升高時(shí)，不僅有效功率迅速減小，經(jīng)濟(jì)性也變差，不適用于高空飛行高度特性增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)在額定高度以下，隨著高度的升高，有效功率一直增大，燃油消耗率則不斷減小在額定高度以上，隨著高度的升高，有效功率一直減小，燃油消耗率則不斷增大高度特性增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)帶廢氣渦輪的增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)，從地面到額定高度范圍，借關(guān)小節(jié)氣門來(lái)保持進(jìn)氣壓力不變超過(guò)額定高度以后，廢氣渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速保持不變，進(jìn)氣壓力即隨高度的升高而減小高度特性增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)采用廢氣渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)，額定高度可達(dá)10000～14000m采用二速傳動(dòng)式增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)，其額定高度不超過(guò)6000～7000m廢氣渦輪增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造復(fù)雜、質(zhì)量較大，在飛行高度不高的飛機(jī)上不宜采用高度特性飛行速度對(duì)高度特性的影響飛機(jī)飛行時(shí)，相對(duì)氣流以與飛行速度相等的速度流過(guò)飛機(jī)，相對(duì)氣流具有很大的動(dòng)能，可用來(lái)提髙空氣的壓力，以增大發(fā)動(dòng)機(jī)的功率沖壓：空氣流入進(jìn)氣口以后，在通道內(nèi)速度降低，壓力提高，飛行度越大，獲得的沖壓也越大高度特性飛行速度對(duì)高度特性的影響對(duì)于吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，由于飛行時(shí)有了沖壓，充填量增大，引起發(fā)動(dòng)機(jī)的指示功率增大，而阻力功率基本沒有改變，故與不計(jì)人沖壓相比有效功率增大，同時(shí)機(jī)械效率提高，燃油消耗率減小高度特性飛行速度對(duì)高度特性的影響對(duì)于增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)，由于有了沖壓，增壓葉輪進(jìn)口處空氣的壓力提高，為了使進(jìn)氣壓力不超過(guò)額定值，就要相應(yīng)地關(guān)小節(jié)氣門有沖壓時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定高度將會(huì)提髙飛行速度越大，額定高度提高得越多§4增壓特性增壓特性增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)增壓特性：保持轉(zhuǎn)速不變的條件下，有效功率和燃油消耗率隨進(jìn)氣壓力變化的規(guī)律當(dāng)轉(zhuǎn)速保持不變時(shí)，有效功率隨著進(jìn)氣壓力的增大而一直增大，燃油消耗率則隨著進(jìn)氣壓力的增大先減小后增大第十二課