無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第1章無(wú)人機(jī)系統(tǒng)概述1.1無(wú)人機(jī)系統(tǒng)分類及與航空器、航模的區(qū)別1.2無(wú)人機(jī)系統(tǒng)組成及性能指標(biāo)1.3無(wú)人機(jī)的用途和發(fā)展趨勢(shì)1.1無(wú)人機(jī)系統(tǒng)分類及與航空器、航模的區(qū)別一、無(wú)人機(jī)的分類1.按飛行平臺(tái)構(gòu)型分類無(wú)人機(jī)可分為固定翼無(wú)人機(jī)、旋翼無(wú)人機(jī)、無(wú)人飛艇、傘翼無(wú)人機(jī)、撲翼無(wú)人機(jī)等。其中固定翼無(wú)人機(jī)、旋翼無(wú)人機(jī)應(yīng)用比較廣泛。2.按用途分類無(wú)人機(jī)可分為軍用無(wú)人機(jī)和民用無(wú)人機(jī)。軍用無(wú)人機(jī)可分為偵察無(wú)人機(jī)、誘餌無(wú)人機(jī)、電子對(duì)抗無(wú)人機(jī)、通信中繼無(wú)人機(jī)、無(wú)人戰(zhàn)機(jī)以及靶機(jī)等；民用無(wú)人機(jī)可分為巡查/監(jiān)視無(wú)人機(jī)、農(nóng)用無(wú)人機(jī)、氣象無(wú)人機(jī)、勘探無(wú)人機(jī)以及測(cè)繪無(wú)人機(jī)等。一、無(wú)人機(jī)的分類3.按尺度分類無(wú)人機(jī)可分為微型、輕型、小型以及大型無(wú)人機(jī)。微型無(wú)人機(jī)，是指空機(jī)質(zhì)量小于等于7kg的無(wú)人機(jī)。輕型無(wú)人機(jī)是指空機(jī)質(zhì)量大于7kg，但小于等于116kg的無(wú)人機(jī)。小型無(wú)人機(jī)，是指空機(jī)質(zhì)量大于116kg，但小于等于5700kg的無(wú)人機(jī)。大型無(wú)人機(jī)，是指空機(jī)質(zhì)量大于5700kg的無(wú)人機(jī)。4.按活動(dòng)半徑分類無(wú)人機(jī)可分為超近程無(wú)人機(jī)、進(jìn)程無(wú)人機(jī)、短程無(wú)人機(jī)、中程無(wú)人機(jī)和遠(yuǎn)程無(wú)人機(jī)。超近程無(wú)人機(jī)活動(dòng)半徑在15km以內(nèi)，近程無(wú)人機(jī)活動(dòng)半徑在15~50km之間，短程無(wú)人機(jī)活動(dòng)半徑在50~200km之間，中程無(wú)人機(jī)活動(dòng)半徑在200~800km之間，遠(yuǎn)程無(wú)人機(jī)活動(dòng)半徑大于800km。一、無(wú)人機(jī)的分類一、無(wú)人機(jī)的分類5.按任務(wù)高度分類無(wú)人機(jī)可以分為超低空無(wú)人機(jī)、低空無(wú)人機(jī)、中空無(wú)人機(jī)、高空無(wú)人機(jī)和超高空無(wú)人機(jī)。超低空無(wú)人機(jī)任務(wù)高度一般在0~100m之間，低空一般在無(wú)人機(jī)任務(wù)高度一般在100~1000m之間，中空無(wú)人機(jī)任務(wù)高度一般在1000~7000m之間，高空無(wú)人機(jī)任務(wù)高度一般在7000~18000m之間，超高空無(wú)人機(jī)任務(wù)高度一般大于18000m。一、無(wú)人機(jī)的分類6.按飛行速度分類無(wú)人機(jī)按照飛行速度分類可分為亞音速無(wú)人機(jī)、超音速無(wú)人機(jī)和高超音速無(wú)人機(jī)。7.按使用次數(shù)分類無(wú)人機(jī)按照使用次數(shù)分類可以分為單次和多次。單次使用無(wú)人機(jī)發(fā)射后不收回，也不需要在機(jī)上安裝回收系統(tǒng)。多次使用無(wú)人機(jī)則指需重復(fù)使用的，要求回收的無(wú)人機(jī)。

二、航空器、無(wú)人機(jī)與航模的區(qū)別

1.航空器與無(wú)人機(jī)的區(qū)別從航空器的功用看，可以分為載人航空器和不載人航空器兩大類。載人航空器包括飛機(jī)、直升機(jī)、動(dòng)力傘、觀光氣球飛艇等，不載人航空器包括無(wú)人機(jī)、探空氣球、飛艇、航模等。無(wú)人機(jī)是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的具有一定功用的不載人飛行器，它包括無(wú)人飛機(jī)、無(wú)人機(jī)直升機(jī)、多旋翼飛行器等。無(wú)人機(jī)通常有三個(gè)部分組成：飛行平臺(tái)、控制系統(tǒng)和任務(wù)載荷。2.無(wú)人機(jī)與航模的主要區(qū)別飛行平臺(tái)控制系統(tǒng)任務(wù)載荷

二、航空器、無(wú)人機(jī)與航模的區(qū)別

圖1植保無(wú)人機(jī)圖2航模2.無(wú)人機(jī)與航模的主要區(qū)別飛行平臺(tái)無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)平臺(tái)和系統(tǒng)的制造均遵循嚴(yán)格的工程應(yīng)用要求，采用先進(jìn)的制造技術(shù)，并要求具備較高的可靠性，以滿足其功用的需要。航模僅為滿足單一的觀賞或競(jìng)技需求而設(shè)計(jì)的用于娛樂(lè)運(yùn)動(dòng)的航空器，其飛行平臺(tái)的技術(shù)水平遠(yuǎn)不及無(wú)人機(jī)。

二、航空器、無(wú)人機(jī)與航模的區(qū)別

2.無(wú)人機(jī)與航模的主要區(qū)別

二、航空器、無(wú)人機(jī)與航模的區(qū)別

控制系統(tǒng)無(wú)人機(jī)具備飛行控制系統(tǒng)或自動(dòng)駕駛儀，可自主控制亦可人工遙控控制，并能實(shí)現(xiàn)速度矢量控制。而航模僅能通過(guò)遙控器直接操控其舵面從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向爬升等操作。任務(wù)載荷無(wú)人機(jī)搭載一定的任務(wù)載荷具備一定的功用，航模用于競(jìng)技等體育運(yùn)動(dòng)。1.2無(wú)人機(jī)系統(tǒng)組成及性能指標(biāo)

一、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)組成

1.飛行器飛行器是無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中的空中部分，包括飛機(jī)機(jī)體、推進(jìn)裝置、飛行操控裝置、供電系統(tǒng)。圖1典型的飛行器一、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)組成2.發(fā)射與回收設(shè)備發(fā)射與回收的技術(shù)有好幾種，從在現(xiàn)成的場(chǎng)地上進(jìn)行的常規(guī)起飛及降落，到使用旋轉(zhuǎn)翼或風(fēng)扇系統(tǒng)垂直降落等。彈射也是無(wú)人機(jī)常用的發(fā)射方式，它使用引爆式火箭或氣動(dòng)、液壓兩者結(jié)合的方式。著陸攔阻網(wǎng)及裝置被用于在地域不大的地區(qū)內(nèi)截獲固定翼飛機(jī)，傘降回收及翼傘回收應(yīng)用于狹小地域的定點(diǎn)回收。一、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)組成3.任務(wù)載荷任務(wù)載荷指的是無(wú)人機(jī)執(zhí)行任務(wù)所需攜帶的任務(wù)設(shè)備。攜帶有效載荷是使用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的主要原因，而且有效載荷通常是無(wú)人機(jī)最昂貴的子系統(tǒng)，包括用于完成偵察任務(wù)的日間攝像機(jī)及夜間(紅外)攝像機(jī)。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)也使用照相機(jī)。如果需要確定目標(biāo)的話，可以在成像設(shè)備上加上激光設(shè)備。雷達(dá)傳感器也是無(wú)人機(jī)實(shí)施偵察任務(wù)的重要的有效載荷的一部分。一、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)組成4.通信鏈路無(wú)人機(jī)通信鏈路需要使用無(wú)線電資源，目前我國(guó)工信部無(wú)線電管理局制定了《無(wú)人機(jī)系統(tǒng)頻率使用事宜》，其中規(guī)定：（1）840.5~845MHz頻段可用于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的上行遙控鏈路。（2）1430~1446MHZ頻段可用于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)下行遙測(cè)與信息傳輸鏈路。（3）2408~2440MHz頻段可用于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)下行鏈路，該無(wú)線電臺(tái)工作時(shí)不得對(duì)其他合法無(wú)線電業(yè)務(wù)造成影響，也不能尋求無(wú)線電干擾保護(hù)。一、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)組成4.通信鏈路通信鏈路由機(jī)載鏈路設(shè)備和地面鏈路設(shè)備組成。機(jī)載鏈路設(shè)備是指無(wú)人機(jī)上用于通信聯(lián)絡(luò)的電子設(shè)備。機(jī)載電臺(tái)一般由發(fā)信機(jī)、收信機(jī)、天線、控制盒和電源等組成。民用通信鏈路的地面終端硬件一般會(huì)被集成到控制站系統(tǒng)中，稱作地面電臺(tái)，部分地面終端會(huì)有獨(dú)立的顯示控制界面。視距內(nèi)通信鏈路地面天線采用鞭狀天線、八木天線和自跟蹤拋物面天線，需要進(jìn)行超視距通信的控制站還會(huì)采用固定衛(wèi)星通信天線。一、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)組成

5.任務(wù)規(guī)劃和控制站

任務(wù)規(guī)劃與控制站，也稱無(wú)人機(jī)地面站，是無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的作戰(zhàn)指揮中心，無(wú)人機(jī)上傳輸過(guò)來(lái)的圖像、指令及遙測(cè)數(shù)據(jù)在此進(jìn)行處理及顯示。數(shù)據(jù)通常通過(guò)地面終端進(jìn)行中轉(zhuǎn)，地面終端是數(shù)據(jù)鏈路的地面部分。任務(wù)規(guī)劃及控制站由任務(wù)規(guī)劃設(shè)備、控制及顯控臺(tái)、圖像及遙測(cè)設(shè)施、計(jì)算機(jī)及信號(hào)處理器、地面數(shù)據(jù)終端、通訊設(shè)備、環(huán)境控制及生存能力保護(hù)設(shè)備組成。主要包括以下內(nèi)容：一、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)組成5.任務(wù)規(guī)劃和控制站(1)指揮處理中心(2)無(wú)人機(jī)控制站(3)載荷控制站6.地面支援設(shè)備地面支援設(shè)備變得越來(lái)越重要，因?yàn)闊o(wú)人機(jī)系統(tǒng)是一種高精尖的電子系統(tǒng)，也是復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，地面支援設(shè)備除包活移動(dòng)無(wú)人機(jī)所需的設(shè)備外，還包括測(cè)試及維護(hù)設(shè)備。

二、

無(wú)人機(jī)的性能指標(biāo)

1.續(xù)航時(shí)間續(xù)航時(shí)間是檢驗(yàn)無(wú)人機(jī)持續(xù)完成任務(wù)能力的重要標(biāo)準(zhǔn)。2.航程決定無(wú)人機(jī)航程的因素有機(jī)體結(jié)構(gòu)、翼型、發(fā)動(dòng)機(jī)、攜帶能量等，當(dāng)然無(wú)人機(jī)的控制系統(tǒng)對(duì)航程也有著不可忽視的影響。3.飛行高度無(wú)人機(jī)的飛行高度就是升限，是指無(wú)人機(jī)能夠維持平飛的最大高度，是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。二、

無(wú)人機(jī)的性能指標(biāo)4.飛行速度飛行速度對(duì)于無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)也是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。5.本體尺寸無(wú)人機(jī)機(jī)體的尺寸能夠影響其使用性能和抵抗惡劣環(huán)境的能力。6.有效載荷質(zhì)量有效載荷質(zhì)量是衡量無(wú)人機(jī)能夠攜帶任務(wù)載荷多少的重要指標(biāo)。二、

無(wú)人機(jī)的性能指標(biāo)7.爬升率指在一定飛行質(zhì)量和一定的發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)下，無(wú)人機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)上升的高度。8.經(jīng)濟(jì)型無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)成本是一項(xiàng)重要的指標(biāo)，它是由無(wú)人機(jī)要執(zhí)行的任務(wù)重要性來(lái)決定的。二、

無(wú)人機(jī)的性能指標(biāo)

9.可靠性是指在執(zhí)行任務(wù)期間，無(wú)故障運(yùn)行的可能性。良好的可靠性是無(wú)人機(jī)穩(wěn)定使用的重要保障。10.發(fā)射回收方式常用的發(fā)射方式有軌道發(fā)射、火箭發(fā)射、滑

跑發(fā)射、空中發(fā)射和垂直起飛等幾種；常用

的回收方式有降落傘回收、空中回收、攔截

網(wǎng)回收、起落架滑輪著陸、氣墊著陸和垂立

著陸等類型。1.3無(wú)人機(jī)的用途和發(fā)展趨勢(shì)一、無(wú)人機(jī)的用途

1.航拍攝影/飛行表演競(jìng)技/極限運(yùn)動(dòng)自拍2.農(nóng)藥噴灑/蟲(chóng)災(zāi)監(jiān)測(cè)/森林防護(hù)/牧場(chǎng)管理3.電力巡檢/架線/電網(wǎng)“大數(shù)據(jù)”建設(shè)4.路況勘察/事故取證/交通疏導(dǎo)/智慧交通5.環(huán)境監(jiān)測(cè)/管道巡檢/溢油處理/危險(xiǎn)采樣一、無(wú)人機(jī)的用途6.群體活動(dòng)監(jiān)控/罪犯追捕/