第三章無人機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)CONTENTS

3.1固定翼飛行平臺(tái)布局與結(jié)構(gòu)目錄3.2多旋翼飛行平臺(tái)布局與結(jié)構(gòu)3.3無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)3.4無人機(jī)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)3.5無人機(jī)任務(wù)載荷系統(tǒng)3.6無人機(jī)發(fā)射回收系統(tǒng)3.1固定翼飛行平臺(tái)布局與結(jié)構(gòu)3.1.1固定翼無人機(jī)的構(gòu)型3.1.2固定翼無人機(jī)的結(jié)構(gòu)形式3.1.1固定翼無人機(jī)的構(gòu)型固定翼無人機(jī)各部分名稱3.1.1固定翼無人機(jī)的構(gòu)型1.機(jī)翼（1）機(jī)翼（2）副翼（3）襟翼3.1.1固定翼無人機(jī)的構(gòu)型2.機(jī)身3.尾翼（1）水平尾翼（2）垂直尾翼3.1.1固定翼無人機(jī)的構(gòu)型4.起落裝置（1）三輪式、前三點(diǎn)式、前輪可操縱式（2）兩輪式、后三點(diǎn)尾輪可動(dòng)式（3）收放式起落架3.1.2固定翼無人機(jī)的結(jié)構(gòu)形式1.機(jī)翼結(jié)構(gòu)（1）機(jī)翼承受的外力載荷3.1.2固定翼無人機(jī)的結(jié)構(gòu)形式1.機(jī)翼結(jié)構(gòu)（2）無人機(jī)的機(jī)翼結(jié)構(gòu)1）實(shí)體式2）構(gòu)架式3）薄殼式3.1.2固定翼無人機(jī)的結(jié)構(gòu)形式1.機(jī)翼結(jié)構(gòu)（2）無人機(jī)的機(jī)翼結(jié)構(gòu)機(jī)翼前后緣的結(jié)構(gòu)形式示意圖3.1.2固定翼無人機(jī)的結(jié)構(gòu)形式1.機(jī)翼結(jié)構(gòu)（3）機(jī)翼的固定方式1）螺栓固定式3.1.2固定翼無人機(jī)的結(jié)構(gòu)形式1.機(jī)翼結(jié)構(gòu)（3）機(jī)翼的固定方式2）插接式3.1.2固定翼無人機(jī)的結(jié)構(gòu)形式2.尾翼結(jié)構(gòu)

尾翼的效率取決于尾翼面積、形狀、位置和剛度。對(duì)尾翼的基本要求是在最小重量下，保證無人機(jī)在所有飛行狀態(tài)時(shí)具有一定的穩(wěn)定性和操縱性。3.1.2固定翼無人機(jī)的結(jié)構(gòu)形式2.尾翼結(jié)構(gòu)（1）尾翼承受的載荷（2）尾翼結(jié)構(gòu)（3）尾翼翼型（4）尾翼固定方式3.1.2固定翼無人機(jī)的結(jié)構(gòu)形式3.機(jī)身結(jié)構(gòu)（1）機(jī)身承受的載荷（2）機(jī)身結(jié)構(gòu)形式1）架式機(jī)身2）桁條式機(jī)身3）殼式機(jī)身3.1.2固定翼無人機(jī)的結(jié)構(gòu)形式4.發(fā)動(dòng)機(jī)艙結(jié)構(gòu)3.1.2固定翼無人機(jī)的結(jié)構(gòu)形式5.起落架結(jié)構(gòu)（1）對(duì)起落架的要求1）良好的操縱性和穩(wěn)定性2）減振緩沖作用3）有靈活機(jī)動(dòng)的轉(zhuǎn)彎能力4）機(jī)輪大小、形狀和質(zhì)量5）收放、鎖定機(jī)構(gòu)6）盡可能小7）重量應(yīng)盡可能輕。3.1.2固定翼無人機(jī)的結(jié)構(gòu)形式5.起落架結(jié)構(gòu)（2）起落架的配置形式1）后三點(diǎn)式；2）前三點(diǎn)式；3）自行車式3.1.2固定翼無人機(jī)的結(jié)構(gòu)形式5.起落架結(jié)構(gòu)（3）起落架的結(jié)構(gòu)形式1）主起落架板式結(jié)構(gòu)3.1.2固定翼無人機(jī)的結(jié)構(gòu)形式5.起落架結(jié)構(gòu)（3）起落架的結(jié)構(gòu)形式2）機(jī)械或氣動(dòng)式收放起落架3）大型無人機(jī)采用的彈簧減振起落架3.2多旋翼飛行平臺(tái)布局與結(jié)構(gòu)3.2多旋翼飛行平臺(tái)布局與結(jié)構(gòu)多旋翼無人機(jī)組成機(jī)架起落架電機(jī)和電調(diào)電池螺旋槳飛控系統(tǒng)遙控裝置GPS模塊任務(wù)設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路3.2多旋翼飛行平臺(tái)布局與結(jié)構(gòu)1.機(jī)架（1）機(jī)架按材質(zhì)分類1）塑膠機(jī)架2）玻璃纖維機(jī)架3）碳纖維機(jī)架3.2多旋翼飛行平臺(tái)布局與結(jié)構(gòu)1.機(jī)架（2）機(jī)架的主要作用如下1）提供安裝接口2）提供整體的穩(wěn)定和堅(jiān)固的平臺(tái)3）起落架等緩沖設(shè)備4）保證足夠低的重量5）提供相應(yīng)的保護(hù)裝置3.2多旋翼飛行平臺(tái)布局與結(jié)構(gòu)2.起落架飛控主要由陀螺儀、加速度計(jì)、角速度計(jì)、氣壓計(jì)、GPS、指南針和控制電路等組成，主要功能是計(jì)算并調(diào)整無人機(jī)的飛行姿態(tài)，控制無人機(jī)自主或半自主飛行。3.飛控

要求強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)牢固，和機(jī)身保持相當(dāng)可靠的連接，能夠承受一定的沖力。3.2多旋翼飛行平臺(tái)布局與結(jié)構(gòu)4.動(dòng)力裝置（1）螺旋槳電機(jī)（KV值）漿800~100011~10英寸漿1000~120010~9英寸漿1200~18009~8英寸漿1800~22008~7英寸漿2200~26007~6英寸漿2600~28006~5英寸漿2800以上9050漿3.2多旋翼飛行平臺(tái)布局與結(jié)構(gòu)4.動(dòng)力裝置（2）電調(diào)1）電調(diào)的作用與連接a.電調(diào)的輸入線與電池連接；b.電調(diào)的輸出線（有刷兩根，

無刷三根）與電機(jī)連接；c.電調(diào)的信號(hào)線與接收機(jī)連接2）電調(diào)的選擇3.2多旋翼飛行平臺(tái)布局與結(jié)構(gòu)4.動(dòng)力裝置（3）電機(jī)1）特點(diǎn)2）常用參數(shù)T數(shù)，KV值，尺寸3.2多旋翼飛行平臺(tái)布局與結(jié)構(gòu)4.動(dòng)力裝置（4）電池1）鋰聚合物電池規(guī)格參數(shù)a.電池容量b.電池電壓（a）3S1P(b)2S2P鋰電池電芯組合方式3.2多旋翼飛行平臺(tái)布局與結(jié)構(gòu)4.動(dòng)力裝置（4）電池1）鋰聚合物電池規(guī)格參數(shù)c.放電倍率d.充電倍率e.放電終止電壓f.放電溫度2）智能鋰電池3.3無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)3.3.1遙控器3.3.2飛控3.3.3地面站3.3.4執(zhí)行機(jī)構(gòu)3.3.1遙控器1、構(gòu)成（1）發(fā)射電路常用的發(fā)射電路由高頻振蕩器、中間放大極、高頻功率放大器及調(diào)制電路組成。（2）接收電路接收電路用于對(duì)發(fā)射電路發(fā)出的無線電載波信號(hào)進(jìn)行接收、放大、解調(diào)，將其還原為控制信號(hào)。3.3.1遙控器2、遙控器的使用方法（1）先開發(fā)射機(jī)，后開接收機(jī)（2）防止其他干擾防止同頻干擾，在實(shí)際使用中要注意選擇較好的環(huán)境。3.3.2飛控

飛控對(duì)于無人機(jī)相當(dāng)于駕駛員對(duì)于有人機(jī)的作用，是無人機(jī)最核心的技術(shù)之一。3.3.3地面站地面站作為整個(gè)無人機(jī)系統(tǒng)的指揮中心，其控制內(nèi)容包括：飛行器的飛行過程、飛行航跡、有效載荷的任務(wù)功能、通訊鏈路的正常工作，以及飛行器的發(fā)射和回收。3.3.4執(zhí)行機(jī)構(gòu)舵機(jī)是控制動(dòng)作，改變方向的重要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，不同類型的結(jié)構(gòu)根據(jù)角度、拉力的大小所需的舵機(jī)種類也隨之不同。3.4無人機(jī)機(jī)數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)3.4.1天線3.4.2圖傳3.4.3數(shù)傳電臺(tái)3.4.1天線1.電磁波傳播的基礎(chǔ)知識(shí)（1）無線電波的定義無線電波是一種信號(hào)和能量的傳播形式，在傳播過程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間中相互垂直，且都垂直于傳播方向。3.4.1天線1.電磁波傳播的基礎(chǔ)知識(shí)（1）無線電波的定義無線電波的傳播方向3.4.1天線1.電磁波傳播的基礎(chǔ)知識(shí)（2）無線電波的極化無線電的垂直及水平極化、±45度極化3.4.1天線1.電磁波傳播的基礎(chǔ)知識(shí)（2）無線電波的極化無線電圓極化3.4.1天線1.電磁波傳播的基礎(chǔ)知識(shí)（3）多徑傳播3.4.1天線2.天線的定義能夠有效地向空間某特定方向輻射電磁波或能夠有效地接收空間某特定方向來的電磁波的裝置。3.4.1天線2.天線的定義天線的輻射原理3.4.1天線2.天線的定義（1）天線半波振子半波振子是天線的基本輻射單元。多個(gè)半波振子通過一定形式組合，形成天線陣列。3.4.1天線2.天線的定義（2）天線輻射方向天線輻射方向圖用來表述天線在空間各個(gè)方向上所具有的發(fā)射和接收電磁波的能力。3.4.1天線2.天線的定義（2）天線輻射方向3.4.1天線3.天線主要性能參數(shù)（1）天線工作頻率（2）天線增益3.4.1天線3.天線主要性能參數(shù)（3）天線增益、方向圖和天線尺寸之關(guān)系天線方向圖3.4.1天線3.天線主要性能參數(shù)（3）天線增益、方向圖和天線尺寸之關(guān)系高低增益方向圖對(duì)比3.4.1天線4.交叉極化比交叉極化方向圖3.4.1天線5.天線常用參數(shù)計(jì)量單位3.4.1天線6.天線測(cè)量方法和常用儀器（1）輸入阻抗和駐波系數(shù)的測(cè)量：網(wǎng)絡(luò)分析儀、阻抗分析儀、阻抗電橋、駐波表等。（2）方向圖的測(cè)量：天線測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)、功率信號(hào)源、場(chǎng)強(qiáng)計(jì)及輔助天線。（3）增益測(cè)量天線增益測(cè)量所需儀器設(shè)備與方向圖測(cè)量相同。3.4.1天線7.電波傳播模式（1）天波傳播（2）空間波傳播（3）地波傳播3.4.2圖傳無人機(jī)圖傳系統(tǒng)，就是采用適當(dāng)?shù)囊曨l壓縮技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、信道編碼技術(shù)及調(diào)制解調(diào)技術(shù)，將現(xiàn)場(chǎng)無人機(jī)所搭載的攝像機(jī)拍攝到的視頻以無線方式實(shí)時(shí)傳送到遠(yuǎn)距離后方的一種無線電子傳輸設(shè)備。3.4.3數(shù)傳電臺(tái)3.4.3數(shù)傳電臺(tái)3.5無人機(jī)任務(wù)載荷系統(tǒng)3.5.1任務(wù)載荷的概念3.5.2軍用無人機(jī)任務(wù)載荷3.5.3民用無人機(jī)任務(wù)載荷3.5.1任務(wù)載荷的概念任務(wù)載荷，是指那些裝備到無人機(jī)上為某種完成任務(wù)的設(shè)備的總稱，包括執(zhí)行電子戰(zhàn)、偵察和武器運(yùn)輸?shù)热蝿?wù)所需的設(shè)備，如：信號(hào)發(fā)射機(jī)、傳感器等。3.5.2軍用無人機(jī)任務(wù)載荷（1）電視攝像機(jī)（2）紅外熱像儀1.光電/紅外載荷2.合成孔徑雷達(dá)3.激光雷達(dá)4.航空相機(jī)3.5.3民用無人機(jī)任務(wù)載荷（1）固定云臺(tái)（2）電動(dòng)云臺(tái)1.傾斜攝影相機(jī)2.空中喊話器3.空中探照燈4.氣體檢測(cè)儀5.云臺(tái)3.6無人機(jī)發(fā)射回收系統(tǒng)3.6.1發(fā)射系統(tǒng)3.6.2發(fā)射方式3.6.3無人機(jī)的回收方式3.6.1發(fā)射系統(tǒng)