無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材——高等學(xué)校無人機(jī)專業(yè)無人機(jī)系列課程西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述

無人機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展歷程和人類其他工業(yè)產(chǎn)品一樣，都是從最初的簡單概念，久經(jīng)挫折和使用考驗(yàn)，通過不斷地改進(jìn)、試驗(yàn)、使用、再改進(jìn)、再試驗(yàn)、再使用這樣的反復(fù)迭代過程，最終走向成熟和現(xiàn)代化。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.1世界無人機(jī)發(fā)展歷程1903年12月7日，美國萊特兄弟（WrightBrothers）發(fā)明的“飛行者一號”飛行器完成了人類歷史上第一次完全依靠自身動力、人工操作、自重高于空氣的飛行器試飛試驗(yàn)，開創(chuàng)了人類的航空時代。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.1世界無人機(jī)發(fā)展歷程

二十世紀(jì)四十年代末，人類載人航空器已經(jīng)從最初的飛行者一號發(fā)展到活塞發(fā)動機(jī)的動力極限速度近800km/h（P-51“野馬”式戰(zhàn)斗機(jī)）,航程由最初的區(qū)區(qū)一百米拓展到6000km（B-29“同溫層堡壘”遠(yuǎn)程轟炸機(jī)）。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.1世界無人機(jī)發(fā)展歷程

美國電氣工程師埃爾默·A·斯佩里（ElmerA.Sperry）發(fā)明了世界上第一臺自動陀螺穩(wěn)定器（陀螺儀）。這是一種不但對載人飛行器，同樣對無人機(jī)而言也是非常關(guān)鍵的設(shè)備，因?yàn)檎沁@種陀螺儀的誕生從而使得人類能夠時刻掌握飛行器在空中飛行時的姿態(tài)，為日后實(shí)施自動飛行控制奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.1世界無人機(jī)發(fā)展歷程

寇蒂斯公司將該公司的N-9型雙翼水上教練機(jī)進(jìn)行了開拓性的改裝，去掉飛行員座艙改成全封閉的機(jī)身結(jié)構(gòu)，并且安裝了自動陀螺儀和無線電控制裝置，換裝功率更大的活塞發(fā)動機(jī)，具有在機(jī)身底部搭載一枚300磅炸彈或者魚雷的能力，成為人類航空史上第一架無人機(jī)。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.1世界無人機(jī)發(fā)展歷程

1917年通用公司為美國陸軍研發(fā)出一種攻擊性的無人航空器——“凱特靈”空中魚雷機(jī)。這是一種全木質(zhì)的超小型活塞動力飛行器，整個機(jī)身非常流暢，宛如一枚魚雷。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.1世界無人機(jī)發(fā)展歷程

在無人機(jī)技術(shù)發(fā)展的初期，真正讓無人機(jī)技術(shù)大放異彩的卻是二戰(zhàn)中的德國，看來戰(zhàn)爭需求對航空技術(shù)的推動作用異常強(qiáng)大。二十世紀(jì)三十年代到四十年代，德國為了實(shí)現(xiàn)跨越英吉利海峽攻擊英國的戰(zhàn)略目標(biāo)，對于無人駕駛技術(shù)持續(xù)進(jìn)行了投入研發(fā)，并于1944年完成了一種全新遠(yuǎn)程無人攻擊系統(tǒng)的研發(fā)，這就是著名的V-1型飛航式導(dǎo)彈。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.1世界無人機(jī)發(fā)展歷程

冷戰(zhàn)時期，美國為了能夠深入到敵對國家進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)/戰(zhàn)略偵查，并且盡可能的降低被發(fā)現(xiàn)和被擊落帶來的政治風(fēng)險(xiǎn)，從二十世紀(jì)五十年代專門研發(fā)了兩款不同類型的無人機(jī)。第一種就是美國瑞安公司研發(fā)的“火蜂”無人偵察機(jī)西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.1世界無人機(jī)發(fā)展歷程

冷戰(zhàn)時期，美國為了能夠深入到敵對國家進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)/戰(zhàn)略偵查，并且盡可能的降低被發(fā)現(xiàn)和被擊落帶來的政治風(fēng)險(xiǎn)，從二十世紀(jì)五十年代專門研發(fā)了兩款不同類型的無人機(jī)。第二種無人機(jī)產(chǎn)品就是D-21型高空高速隱身無人偵察機(jī)西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.1世界無人機(jī)發(fā)展歷程

在整個冷戰(zhàn)時期，美國僅僅發(fā)展了這幾個為數(shù)不多的型號，而且量產(chǎn)有限，使用的范圍也僅僅停留在靶機(jī)和偵查兩大領(lǐng)域。但是卻有一個國家在無人機(jī)領(lǐng)域里另辟蹊徑，并最終成為一個無人機(jī)強(qiáng)國，某種程度上說，二十一世紀(jì)的無人機(jī)熱潮就是由這個國家所引發(fā)的。這就是中東強(qiáng)國——以色列。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.1世界無人機(jī)發(fā)展歷程

1968年以色列為了戰(zhàn)爭需要整合國內(nèi)相關(guān)軍工企業(yè)成立以色列航空工業(yè)有限公司（IsraelAerospaceIndustriesLtd.縮寫IAI）。進(jìn)入到上個世紀(jì)八十年代，以色列國防軍從歷次中東戰(zhàn)爭中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)無人機(jī)在軍事領(lǐng)域的用途非常具有使用價值，因此，要求IAI研發(fā)相關(guān)產(chǎn)品。1982年開始，IAI先后研發(fā)出了三代非常著名的無人機(jī)產(chǎn)品。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.1世界無人機(jī)發(fā)展歷程

第一代Scout“偵察兵”中程通用型無人機(jī)，這種無人機(jī)采用了后推式動力布局，使用活塞發(fā)動機(jī)，雙尾翼雙尾撐、上單翼、前三點(diǎn)起落架總體布局。這種布局有利于機(jī)頭搭載各種類型的偵查、通信設(shè)備。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.1世界無人機(jī)發(fā)展歷程

第二代Pioneer“先鋒”中程通用型無人機(jī)，這種無人機(jī)依然延續(xù)了第一代“偵察兵”無人機(jī)的布局形式，但是根據(jù)客戶的實(shí)際需求，采用了火箭助推的零長發(fā)射方式，不再依賴任何機(jī)場跑道，返航時采用傘降方式降落，這就可以實(shí)現(xiàn)在陸地和軍艦上靈活部署。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.1世界無人機(jī)發(fā)展歷程

第三代產(chǎn)品比較多，以Hermes“赫爾墨斯”系列（Hermes-450、900、1500）、蒼鷺系列等遠(yuǎn)程通用型無人機(jī)。

這一代無人機(jī)的布局方式不再局限于活塞式動力那樣的雙尾撐后退式布局，而是表現(xiàn)出一種多樣性，后推式和前拉式布局都有，動力方面采用高端的帶有渦輪增壓大馬力發(fā)動機(jī)，甚至一些采用了渦軸發(fā)動機(jī)，動力更為強(qiáng)勁。

這一代無人機(jī)最重要的特性就是裝備了現(xiàn)代化的合成孔徑雷達(dá)（SAR）和衛(wèi)星通信系統(tǒng)，創(chuàng)新性改變了無人機(jī)控制操作和使用模式，可以投入千里之外的任務(wù)飛行，并能夠?qū)崿F(xiàn)全天候、二十四小時不間斷的部署，將偵查信息同步傳輸?shù)交?。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.1世界無人機(jī)發(fā)展歷程西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.1世界無人機(jī)發(fā)展歷程

以色列IAI公司在上世紀(jì)九十年代還研發(fā)了一種針對敵方雷達(dá)系統(tǒng)的攻擊性無人機(jī)——Harpy“哈比”無人機(jī)，這也是世界上第一種現(xiàn)代化的攻擊性無人機(jī)。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.1世界無人機(jī)發(fā)展歷程

進(jìn)入二十一世紀(jì)，得益于以色列在歷次中東戰(zhàn)爭中使用無人機(jī)表現(xiàn)出的成功戰(zhàn)績，美國重新審視了自身的無人機(jī)技術(shù)路線圖，明確指出“無人機(jī)是未來軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的倍增器”

。依靠自身強(qiáng)大的航空工業(yè)基礎(chǔ)，美國從2000年開始重新大規(guī)模部署了一系列自主研發(fā)的無人機(jī)產(chǎn)品。這些美制無人機(jī)無論是從部署規(guī)模上，還是技術(shù)水平方面，都讓美國在很短時間內(nèi)就超越了以色列，成為世界無人機(jī)第一流水平。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.1世界無人機(jī)發(fā)展歷程西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.1世界無人機(jī)發(fā)展歷程西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.2中國無人機(jī)發(fā)展歷程

相比于西方航空大國，新中國的航空事業(yè)起步比較晚，加上國內(nèi)工業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱，不僅是在無人機(jī)領(lǐng)域，即使是載人機(jī)方面也落后于歐美。但是，在這種不利情形下，新中國第一代領(lǐng)導(dǎo)集體極具戰(zhàn)略眼光的大力開展了面向全社會的航空模型運(yùn)動，立足于各高等院校、研究所和相關(guān)單位，培養(yǎng)航模專業(yè)人才隊(duì)伍。正是這種培養(yǎng)體制作用下，孕育出了新中國的無人機(jī)事業(yè)，并通過之后近五十年時間的成長，最終形成了可以和美國相媲美的世界一流無人機(jī)水平。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.2中國無人機(jī)發(fā)展歷程1955年，在原有國立西北工學(xué)院、西安航空學(xué)院（原上海交通大學(xué)、中央大學(xué)航空系合并成為華東航空學(xué)院整體遷入西安組建而成）基礎(chǔ)上成立的西北工業(yè)大學(xué)組建了第一只航模隊(duì)，由陶考德前輩擔(dān)當(dāng)教練員。1956年西工大航模隊(duì)派出由薛民獻(xiàn)和劉明道擔(dān)當(dāng)運(yùn)動員，陶考德?lián)?dāng)教練員的比賽團(tuán)隊(duì)代表中國參加在匈牙利舉行的國際航模比賽，薛民獻(xiàn)獲得第三名。1958年再次參加匈牙利的國際航模比賽獲得活塞發(fā)動機(jī)模型第二名、牽引模型滑翔機(jī)第三名的成績。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.2中國無人機(jī)發(fā)展歷程1957年，西工大航模隊(duì)開始探索當(dāng)時最先進(jìn)的無線電遙控航模技術(shù)，在陶考德前輩帶領(lǐng)下組建了由劉明道（主攻發(fā)動機(jī)技術(shù)）、薛民獻(xiàn)（主攻氣動技術(shù)）等15名師生參加的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，獨(dú)立自主的研發(fā)出04型無線電遙控飛機(jī)。1958年8月3日在西安窯村機(jī)場首飛成功，這是新中國成立以來第一個完全脫離航模范疇的、純粹意義上的無人機(jī)。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.2中國無人機(jī)發(fā)展歷程

上個世紀(jì)五十年代末期，朝鮮戰(zhàn)爭剛剛結(jié)束，國家總結(jié)戰(zhàn)爭經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為了防范未來可能發(fā)生的空中侵略威脅，迫切需要提高我國防空部隊(duì)的訓(xùn)練水平和戰(zhàn)斗水平。因此，當(dāng)時軍委總參軍訓(xùn)部向西北工業(yè)大學(xué)下達(dá)了研發(fā)一種無線電遙控操作無人靶機(jī)的命令，代號“B-1”。。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.2中國無人機(jī)發(fā)展歷程1986年在B-1靶機(jī)的基礎(chǔ)上，西工大進(jìn)行了全新的改進(jìn)設(shè)計(jì)，換裝劉明道老師自主研發(fā)的無人機(jī)專用小型活塞發(fā)動機(jī)HS-350，新的靶機(jī)稱之為“B-1B”型，再次進(jìn)行批量生產(chǎn)。在此之后，西工大在原無人機(jī)教研室基礎(chǔ)上成立了中國第一個無人機(jī)研究所——第365研究所，陶考德?lián)蔚谝蝗嗡L。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.2中國無人機(jī)發(fā)展歷程

之后的二十多年里，365研究所先后研發(fā)出了ASN-102靶機(jī)、ASN-206系列通用型無人機(jī)、ASN-209通用中型無人機(jī)等諸多型號產(chǎn)品，逐漸成為我國軍用中小型無人機(jī)的研發(fā)中心。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.2中國無人機(jī)發(fā)展歷程

之后的二十多年里，365研究所先后研發(fā)出了ASN-102靶機(jī)、ASN-206系列通用型無人機(jī)、ASN-209通用中型無人機(jī)等諸多型號產(chǎn)品，逐漸成為我國軍用中小型無人機(jī)的研發(fā)中心。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.2中國無人機(jī)發(fā)展歷程

北京航空航天大學(xué)所屬的無人機(jī)所1972年在“火蜂”無人機(jī)的基礎(chǔ)上研制成功了長虹-1型高空高亞音速無人偵察機(jī)，2000年后推出高空長航時的BZK005型無人機(jī)，逐漸形成了以高空長航時無人機(jī)產(chǎn)品為核心的研發(fā)體系。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.2中國無人機(jī)發(fā)展歷程

南京航空航天大學(xué)開展以無人旋翼機(jī)特別是共軸旋翼機(jī)為核心的研發(fā)方向，從上個世紀(jì)七十年代至今先后研發(fā)了M28“海鷗”、LE110、“翔鳥”等多款無人直升機(jī)。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.2中國無人機(jī)發(fā)展歷程

在2005年之前，國內(nèi)無人機(jī)研發(fā)格局形成了以西工大365所、北航無人機(jī)所、南航無人機(jī)所三家單位為核心的局面，產(chǎn)品基本上以中小型無人機(jī)為主，少量涉足大型無人機(jī)。在2005年之后，中航工業(yè)集團(tuán)、中國航天科工集團(tuán)、中國電子科技集團(tuán)等大型國有企業(yè)紛紛開始進(jìn)軍無人機(jī)行業(yè)，憑借多年在大型航空飛行器、航天飛行器領(lǐng)域積累的技術(shù)沉淀，數(shù)年之間就推出了諸如彩虹系列、翼龍系列、翔龍系列等一大批高端無人機(jī)產(chǎn)品，迅速推廣到海外市場，使得我國在高端無人機(jī)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入到世界第一流梯隊(duì)。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.2中國無人機(jī)發(fā)展歷程西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.2中國無人機(jī)發(fā)展歷程2006年之前，國內(nèi)無人機(jī)產(chǎn)品都是以軍用為主，民用產(chǎn)品極少。但是2006年是一個非常關(guān)鍵的風(fēng)水嶺，這一年在深圳，大疆創(chuàng)新科技有限公司成立了。大疆公司成立之初就憑借所掌握的四旋翼自穩(wěn)控制算法的核心技術(shù)，迅速推出了面向航空攝影市場的“精靈”系列、“御”系列、“悟”系列等小型四旋翼無人機(jī)，依靠飛控介入背景下的簡單人工操作，專業(yè)的云臺攝影設(shè)備以及高清圖傳功能，讓這種小巧的航拍無人機(jī)投放市場之初就大受歡迎，不但暢銷國內(nèi)市場，還遠(yuǎn)銷歐美，徹底激活了民用無人機(jī)市場。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.1無人機(jī)發(fā)展歷程1.1.2中國無人機(jī)發(fā)展歷程西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.2無人機(jī)系統(tǒng)組成無人機(jī)系統(tǒng)通常包括無人機(jī)機(jī)體平臺、航電分系統(tǒng)、地面站分系統(tǒng)、任務(wù)設(shè)備和地面保障設(shè)備等。無人機(jī)機(jī)體平臺主要包括無人機(jī)機(jī)身、機(jī)翼、尾翼、起落架、舵面、發(fā)動機(jī)和螺旋槳等部件。無人機(jī)航電分系統(tǒng)主要包括飛控系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、機(jī)載電源、舵機(jī)、空中交通管制等子系統(tǒng)。無人機(jī)地面站分系統(tǒng)主要包括地面站、通訊鏈路、控制軟件等組成部分。無人機(jī)的任務(wù)設(shè)備（特指民用任務(wù)設(shè)備）主要常見的有光學(xué)攝影設(shè)備、微波成像設(shè)備、傾斜攝影設(shè)備、液體噴灑設(shè)備等。無人機(jī)的地面保障設(shè)備主要常見的有地面發(fā)射車輛、運(yùn)輸車輛、地面維修保養(yǎng)設(shè)備等組成部分。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.2無人機(jī)系統(tǒng)組成西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.3無人機(jī)種類與典型產(chǎn)品目前行業(yè)公認(rèn)的無人機(jī)劃分標(biāo)準(zhǔn)是將無人機(jī)依據(jù)行業(yè)應(yīng)用類別劃分成三大類：消費(fèi)級無人機(jī)工業(yè)級無人機(jī)軍用級無人機(jī)民用無人機(jī)西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.3無人機(jī)種類與典型產(chǎn)品常見的消費(fèi)級無人機(jī)產(chǎn)品有：大疆“精靈4Pro”型航拍無人機(jī)、大疆“御”型無人機(jī)、大疆“Spark曉”型無人機(jī)、零度“DOBBY”便攜型航拍無人機(jī)等。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.3無人機(jī)種類與典型產(chǎn)品

工業(yè)級無人機(jī)主要是面向各個不同行業(yè)用戶，目前以農(nóng)業(yè)植保、土地測繪、電力巡線、安全防護(hù)、快遞物流等領(lǐng)域?yàn)橹?。主要以多旋翼無人機(jī)、固定翼無人機(jī)和混合式無人機(jī)三類為主，其中多旋翼無人機(jī)以六旋翼、八旋翼居多。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.3無人機(jī)種類與典型產(chǎn)品航拍領(lǐng)域：大疆“Inspire2”型專業(yè)級航拍無人機(jī)、

零度“E-EPIC”電影級航拍無人機(jī)。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.3無人機(jī)種類與典型產(chǎn)品植保領(lǐng)域：大疆“MG-1S”型植保無人機(jī)

零度“Z10守護(hù)者”型植保無人機(jī)。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.3無人機(jī)種類與典型產(chǎn)品測繪領(lǐng)域：大白科技“DB-4”固定翼測繪無人機(jī)，

縱橫科技“CW-30”垂直起降固定翼無人機(jī)，

零度“雨燕”固定翼測繪無人機(jī)西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.3無人機(jī)種類與典型產(chǎn)品安防領(lǐng)域：鷹眼科技“鷹眼6”警用無人機(jī)，

科比特科技“獵鷹P8”警用無人機(jī)西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.3無人機(jī)種類與典型產(chǎn)品物流領(lǐng)域：京東物流無人機(jī)，

順豐物流無人機(jī)西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.3無人機(jī)種類與典型產(chǎn)品軍用級無人機(jī)大體上可以分成小型無人機(jī)、通用近程無人機(jī)、通用中程無人機(jī)、大型無人機(jī)四大類。小型軍用無人機(jī)：美軍“大烏鴉”手拋無人機(jī)、RQ-16A涵道風(fēng)扇無人機(jī)西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.3無人機(jī)種類與典型產(chǎn)品軍用級無人機(jī)大體上可以分成小型無人機(jī)、通用近程無人機(jī)、通用中程無人機(jī)、大型無人機(jī)四大類。通用近程無人機(jī)：“影子200”無人機(jī)、“先鋒”無人機(jī)西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.3無人機(jī)種類與典型產(chǎn)品軍用級無人機(jī)大體上可以分成小型無人機(jī)、通用近程無人機(jī)、通用中程無人機(jī)、大型無人機(jī)四大類。通用中程無人機(jī)：“Hermes-450”無人機(jī)、“ASN-209”無人機(jī)西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章節(jié)---無人機(jī)綜述1.3無人機(jī)種類與典型產(chǎn)品軍用級無人機(jī)大體上可以分成小型無人機(jī)、通用近程無人機(jī)、通用中程無人機(jī)、大型無人機(jī)四大類。大型無人機(jī)：“蒼鷺”無人機(jī)、“全球鷹”無人機(jī)無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材——高等學(xué)校無人機(jī)專業(yè)無人機(jī)系列課程西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺

無人機(jī)機(jī)體平臺是無人機(jī)系統(tǒng)中最為重要的組成部分，它承載著實(shí)現(xiàn)整個無人機(jī)系統(tǒng)任務(wù)性能的關(guān)鍵。

一般而論，無人機(jī)機(jī)體平臺主要由機(jī)身、機(jī)翼、尾翼、舵面、發(fā)動機(jī)、螺旋槳、起落架等構(gòu)成。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.1機(jī)身結(jié)構(gòu)

無人機(jī)機(jī)身是承載任務(wù)設(shè)備、燃油/電池、通訊裝置、起落架等諸多裝置，以及連接機(jī)翼和尾翼的大型部件。機(jī)身的外形必須遵循無人機(jī)總體設(shè)計(jì)方案中確定的曲面外形，內(nèi)部空間需要進(jìn)行細(xì)致布局，以確保整個機(jī)身在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的前提下，盡可能提供更多的有效空間，這樣便于后續(xù)任務(wù)設(shè)備的安裝以及日后產(chǎn)品的改進(jìn)改型。

機(jī)身機(jī)構(gòu)形式主要以構(gòu)架式、桁梁式、半硬殼式、硬殼式四種為主，但是目前現(xiàn)代無人機(jī)主要以桁梁式、半硬殼式兩種為主，構(gòu)架式和硬殼式已經(jīng)很少見了，除非在某些特種飛機(jī)上使用。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.1機(jī)身結(jié)構(gòu)2.1.1構(gòu)架式

在構(gòu)架式機(jī)身中，利用四根金屬櫞條組成了一個四邊形基本受力結(jié)構(gòu)，通過一系列的這種四邊形結(jié)構(gòu)組成了一種構(gòu)架型的機(jī)身基本框架?？蚣苤g布置一些隔框、桁條形成較為封閉的形式，再用布質(zhì)蒙皮或者木質(zhì)蒙皮包裹，這就形成了一個完整的機(jī)身。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.1機(jī)身結(jié)構(gòu)2.1.1構(gòu)架式剛度不足，尤其是抗扭特性較差；機(jī)身內(nèi)部利用空間有限，有效容積率較小，無法提供一個沒有障礙物干涉的純凈空間；機(jī)身表面流線型不佳，從而影響到全機(jī)的空氣動力學(xué)特性；西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.1機(jī)身結(jié)構(gòu)2.1.1構(gòu)架式

主要應(yīng)用于早期（一戰(zhàn)）的三翼/雙翼等低速飛行器，而隨著航空工程領(lǐng)域的加工技術(shù)、工藝水平和材料的進(jìn)步，很快就被新的構(gòu)型代替。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.1機(jī)身結(jié)構(gòu)2.1.2桁梁式

桁梁式機(jī)身最典型的特點(diǎn)就是采用了若干根貫穿前后機(jī)身的大梁受力結(jié)構(gòu)和金屬蒙皮。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合一些較細(xì)的，同樣貫穿前后機(jī)身的桁條，并結(jié)合一些框板和蒙皮形成了一種完整的機(jī)身結(jié)構(gòu)。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.1機(jī)身結(jié)構(gòu)2.1.2桁梁式

機(jī)身的主要受力和扭矩都是由截面積較大的大梁來承受?？虬濉⒚善ず丸鞐l構(gòu)成的封閉結(jié)構(gòu)只是承受其中一小部分彎矩引起剪切力。正是因?yàn)槿绱耍@種結(jié)構(gòu)可以很好的適應(yīng)機(jī)身表面需要設(shè)立艙蓋的要求，甚至是更大面積的口蓋。此外，由于沒有構(gòu)架式結(jié)構(gòu)那種數(shù)量繁多的框架櫞條，使得機(jī)身表面較為光滑流暢，且內(nèi)部空間也得到有效釋放，加上可以設(shè)置若干個框板，從而有效分割機(jī)身形成各種類型機(jī)載設(shè)備安裝艙室，更有利于飛機(jī)總體設(shè)備布置。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.1機(jī)身結(jié)構(gòu)2.1.3半硬殼式

在桁梁式的基礎(chǔ)上演變出了一種優(yōu)化的機(jī)身結(jié)構(gòu)——桁條式。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.1機(jī)身結(jié)構(gòu)2.1.3半硬殼式桁條式相比于桁梁式結(jié)構(gòu)，取消了原先的梁結(jié)構(gòu)，取而代之的采用了較多的、貫穿前后機(jī)身的長桁條，這樣一來，結(jié)構(gòu)重量大幅下降，原先由梁結(jié)構(gòu)承受的力和彎矩全部交由眾多桁條來分布承擔(dān)。桁條式結(jié)構(gòu)中的金屬蒙皮進(jìn)行了加厚處理，加厚的蒙皮和桁條組成的壁板結(jié)構(gòu)就具有比較好的抗拉、抗壓能力。在實(shí)際飛行中，當(dāng)機(jī)身表面在均勻分布承受的氣動力擠壓作用下，厚蒙皮反而具有較好的抗變形能力。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.1機(jī)身結(jié)構(gòu)2.1.3半硬殼式缺點(diǎn)——桁條式結(jié)構(gòu)由于承受均勻，反而對集中力載荷承受能力比較差，機(jī)身艙蓋、艙門等這些開口部位應(yīng)力較為集中，因此，為了避免損壞，桁條式機(jī)身一方面盡量避免大面積的開口，另一方面需要在這些開口部位進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)設(shè)計(jì)，比如設(shè)置加強(qiáng)框等，這樣能夠保證整體機(jī)身的強(qiáng)度和剛度。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.1機(jī)身結(jié)構(gòu)2.1.3半硬殼式缺點(diǎn)——桁條式結(jié)構(gòu)由于承受均勻，反而對集中力載荷承受能力比較差，機(jī)身艙蓋、艙門等這些開口部位應(yīng)力較為集中，因此，為了避免損壞，桁條式機(jī)身一方面盡量避免大面積的開口，另一方面需要在這些開口部位進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)設(shè)計(jì)，比如設(shè)置加強(qiáng)框等，這樣能夠保證整體機(jī)身的強(qiáng)度和剛度。正是得益于這種加強(qiáng)結(jié)構(gòu)和加厚蒙皮的特點(diǎn)，桁條式機(jī)身機(jī)構(gòu)又被稱之為“半硬殼式”機(jī)身。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.1機(jī)身結(jié)構(gòu)2.1.4硬殼式

通過完全取消縱向的桁條和桁梁結(jié)構(gòu)，單純性依靠多個框板和再度加厚的蒙皮，形成完整的機(jī)身結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，機(jī)身的縱向和橫向應(yīng)力以及彎矩主要由加厚的蒙皮承受，框板則承受較小的彎矩，以便更好的保證蒙皮氣動外形。

這種無桁條桁梁、加厚蒙皮的機(jī)身，

我們稱之為“硬殼式”機(jī)身。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.1機(jī)身結(jié)構(gòu)

隨著復(fù)合材料的大面積使用，特別是碳纖維、玻璃鋼、蜂窩夾層等這種特殊復(fù)合材料的工藝普及，在一些輕小型飛機(jī)、無人機(jī)領(lǐng)域，尤其是固定翼無人機(jī)領(lǐng)域，這種硬殼式機(jī)身反而應(yīng)用較為廣泛。因?yàn)椋矚な綑C(jī)身最大的優(yōu)點(diǎn)就是零部件數(shù)量比較少，加工工藝簡單，耗費(fèi)工時較短。而且對厚蒙皮的需求正好迎合了碳纖維、玻璃鋼這些復(fù)合材料非常適合于快速成型加工、且利于加工成整張大面積蒙皮的優(yōu)勢。在具體的無人機(jī)研發(fā)工程中，應(yīng)該根據(jù)產(chǎn)品的定位、性能、成本等諸多方面綜合考慮，選擇合適的機(jī)身構(gòu)型。沒有什么最先進(jìn)的機(jī)身結(jié)構(gòu)，只有最合適的機(jī)身機(jī)構(gòu)。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼

機(jī)翼，不僅是所有有人航空飛行器，也是絕大多數(shù)無人機(jī)的核心部件。因?yàn)?，機(jī)翼是飛行器中最為重要的空氣動力學(xué)部件，飛行所依賴的升力，并不是由我們通常看到的發(fā)動機(jī)所直接產(chǎn)生的，而恰恰是機(jī)翼。

現(xiàn)代飛行器飛行機(jī)理完全基于空氣動力學(xué)中的一個關(guān)鍵性方程——伯努利方程

西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼

只要?dú)饬饕砸欢ǖ乃俣攘鹘?jīng)過機(jī)翼，下表面的壓強(qiáng)就會高于上表面的壓強(qiáng)，那么，這種上下壓強(qiáng)差就導(dǎo)致的一個向上的作用力，這個作用力在垂直方向上的分量——升力（Lift，符號為L），就這樣產(chǎn)生了。更進(jìn)一步分析，當(dāng)流動速度繼續(xù)增大，這個升力也會持續(xù)上升，當(dāng)這個升力超過飛機(jī)重力時，飛機(jī)就會離開地面。

在空氣動力學(xué)領(lǐng)域，為了更好的分析飛行器性能，經(jīng)常使用如下公式：式中，S表示的是機(jī)翼面積，單位為㎡，而CL為升力系數(shù)，這是無量綱單位。在機(jī)翼外形確定的情況下，升力系數(shù)上升，機(jī)翼升力必然上升，兩者之間是正相關(guān)關(guān)系。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼

上下表面壓力差所產(chǎn)生的合力垂直于機(jī)翼弦線向上，而弦線和氣流方向仍然存在夾角，這個夾角我們稱之為“迎角”，正是迎角的存在，導(dǎo)致合力在水平方向存在一個向后的分量，這個分量我們稱之為“升致阻力”，即由升力分量產(chǎn)生的阻力。

由于氣流流過機(jī)翼表面，空氣分子摩擦機(jī)翼也會產(chǎn)生阻礙作用力，這一作用力稱之為“摩擦阻力”。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼

考慮到機(jī)翼的三維效應(yīng)，當(dāng)飛機(jī)向前飛行時，機(jī)翼下表面壓力大于上表面，所以，機(jī)翼下方氣流會在壓力的作用下在翼梢附近流向機(jī)翼上表面，形成了一種氣流渦。這種渦流動產(chǎn)生的阻力稱之為“誘導(dǎo)阻力”。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼

對于機(jī)翼而言，升致阻力、摩擦阻力和誘導(dǎo)阻力共同構(gòu)成了機(jī)翼阻力的主要部分，阻力的符號為D（drag），參照升力的常用公式，阻力公式見如下公式。實(shí)際工程中常用的變量為CD。

任何一種機(jī)翼都包括翼型、翼展、安裝角、扭轉(zhuǎn)角、翼根弦長、翼梢弦長、后掠角等諸多參數(shù)以及關(guān)鍵性舵面（副翼和襟翼），這些參數(shù)決定著機(jī)翼的氣動性能，乃至飛行器的飛行性能。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼

機(jī)翼的翼型就是機(jī)翼剖面的曲線圍成一個幾何形狀。2.2.1翼型基礎(chǔ)知識西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼

機(jī)翼的翼型參數(shù)主要包括前緣、后緣、厚度、彎度、氣動中心、中弧線等。2.2.1翼型基礎(chǔ)知識西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼

翼型表面受到的氣流壓力作用并不是集中分布的，而是非均勻的分布在翼型上下表面，有的地方壓力較大，有的則比較低，翼型周圍流場壓力分布相當(dāng)復(fù)雜。但是，如果針對翼型表面壓力變量進(jìn)行積分處理，就會發(fā)現(xiàn)所有氣動力存在一個作用中心點(diǎn)，這一個點(diǎn)稱之為“翼型氣動中心”。

無論升力、阻力都可以集中到這一點(diǎn)，通常情況下，對于低速翼型，氣動中心點(diǎn)位于1/4弦長處，通常需要在這里設(shè)置一條工字型懸臂梁來確保整個機(jī)翼的強(qiáng)度和剛度。2.2.1翼型基礎(chǔ)知識西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.1翼型基礎(chǔ)知識西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.1翼型基礎(chǔ)知識

翼型的升力和阻力特性基本上由幾何外形來確定的，也就是說，一旦翼型外形確定，那么翼型的空氣動力學(xué)特性也就確定了。而在航空工程領(lǐng)域翼型的氣動特性主要由迎角-升力系數(shù)、迎角-阻力系數(shù)、迎角-力矩系數(shù)和迎角-升阻比四個曲線圖來表示。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.1翼型基礎(chǔ)知識西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.1翼型基礎(chǔ)知識

歐美各國相關(guān)科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)設(shè)計(jì)出成千上萬種各式翼型。這些翼型根據(jù)不同用途可以大致分為：低速翼型、超臨界翼型、跨音速翼型、超音速翼型和高超音速翼型。對于無人機(jī)，特別是民用無人機(jī)而言，低速翼型和層流翼型都是常用翼型。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.2機(jī)翼幾何參數(shù)

機(jī)翼的幾何參數(shù)主要包括翼展、機(jī)翼面積、平均氣動弦長、展弦比、尖削比、后掠角、安裝角、扭轉(zhuǎn)角、上反角、翼尖形式等。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.2機(jī)翼幾何參數(shù)翼展

機(jī)翼兩端最外側(cè)之間的直線距離就定義為翼展，符號為b，單位采用國際單位米。大型客機(jī)一般翼展超過50米，而對于普通的民用無人機(jī)，特別是固定翼無人機(jī)，一般翼展在5米以內(nèi)，其中以3米以內(nèi)最為常見。過大的翼展對機(jī)翼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求比較高，不容易實(shí)現(xiàn)。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.2機(jī)翼幾何參數(shù)機(jī)翼面積

機(jī)翼面積是氣動領(lǐng)域經(jīng)常用來無量綱化一些力學(xué)系數(shù)的關(guān)鍵量，它不是指的是機(jī)翼表面積，而是整個參考機(jī)翼（包括機(jī)身內(nèi)部延伸部分）在垂直方向的投影面積。符號為S，單位為㎡。由于現(xiàn)代航空設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)普遍使用CATIA等三維設(shè)計(jì)軟件，軟件中都有自動計(jì)算功能。如果手工計(jì)算，就要使用幾何學(xué)上的基本知識進(jìn)行處理，具體可以參考相關(guān)幾何知識。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.2機(jī)翼幾何參數(shù)平均氣動弦長

平均氣動弦長是機(jī)翼比較重要的參數(shù)，它不是簡單的等于參考機(jī)翼根部翼型的弦長和翼梢翼型弦長的1/2，而是需要通過專門的方法來進(jìn)行計(jì)算。目前計(jì)算的方法有很多種，本節(jié)介紹一種最為常見的作圖法（見圖2-23）。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.2機(jī)翼幾何參數(shù)展弦比機(jī)翼展長除以機(jī)翼平均氣動弦長就是展弦比，通常用A表示。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.2機(jī)翼幾何參數(shù)尖削比和后掠角

機(jī)翼尖削比是翼梢弦長和參考機(jī)翼根部翼型弦長的比值，符號為λ，其理論取值范圍從0到1。當(dāng)尖削比為0時，就是標(biāo)準(zhǔn)的三角翼，但是實(shí)際中不可能存在，因此，只能是接近于零；尖削比為1時，就是矩形直機(jī)翼，翼梢和翼根一樣寬。大多數(shù)低速飛行器尖削比在0.4-0.5之間，高速飛機(jī)一般在0.2-0.3之間（見圖2-25）。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.2機(jī)翼幾何參數(shù)安裝角

機(jī)翼與機(jī)身進(jìn)行連接安裝時，并不是都是水平的，而是往往已經(jīng)設(shè)立了一個很小的偏離角，這就是機(jī)翼安裝角。這種安裝角的作用是為了讓飛機(jī)巡航時處于升阻比最佳角度，且不用讓機(jī)身處于同樣的迎角中，這樣可以避免機(jī)身抬頭產(chǎn)生額外的阻力。

對于通航飛機(jī)和無人機(jī)而言，一般安裝角在2°左右，而運(yùn)輸機(jī)一般在1°，軍用飛機(jī)更小，大約0°。如果機(jī)翼有扭轉(zhuǎn)，那么安裝角需要略低于這些參考值。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.2機(jī)翼幾何參數(shù)扭轉(zhuǎn)角

翼型升力系數(shù)和迎角存在一個臨界點(diǎn)，當(dāng)迎角越過此點(diǎn)后，翼型上表面流動出現(xiàn)了分離現(xiàn)象，產(chǎn)生一系列分離渦（見圖2-27），這些分離渦的存在導(dǎo)致機(jī)翼壓力分部出現(xiàn)巨大變化，致使翼型升力大幅下降，進(jìn)入失速狀態(tài)。

為了避免出現(xiàn)機(jī)翼升力大幅喪失這樣的嚴(yán)重問題，機(jī)翼翼梢翼型的安裝角要比機(jī)翼（參考機(jī)翼）翼根翼型安裝角要低，一般會下降0°-5°之間。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.2機(jī)翼幾何參數(shù)上反角

從機(jī)頭正前方向機(jī)尾看過去，機(jī)翼與水平面的夾角就是上反角（見圖2-28）。這種上偏角度在飛行器受到突風(fēng)擾動時，如果發(fā)生滾轉(zhuǎn)現(xiàn)象，上反角的機(jī)翼得宜于左右機(jī)翼升力差，從而會自動產(chǎn)生一種“自我修復(fù)”的糾偏功能，這種功能也被稱之為橫向穩(wěn)定性。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.2機(jī)翼幾何參數(shù)上反角

對于無后掠機(jī)翼，采用下單翼取值5-7°；中單翼取值2-4°；上單翼取值0-2°。而目前大多是固定翼無人機(jī)都是采用上單翼布局，因此，上反角參考值取0-2°即可。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.2機(jī)翼幾何參數(shù)翼尖形式西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.2機(jī)翼幾何參數(shù)翼尖形式

航空工程領(lǐng)域?qū)τ谝砑馔捎靡恍┓绞阶柚箽饬鞯南孪醋饔冒l(fā)生（見圖2-30），最為常見的就是“霍納式”翼尖（見圖2-31），這是一種簡單的尖削式翼尖，能夠有效防止下洗作用。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.2機(jī)翼幾何參數(shù)翼尖形式

無人機(jī)領(lǐng)域翼尖處理方式包括：簡單的不做任何處理的“切尖式”、上翹式、翼梢小翼三種最為常見，其他的形式基本上很少見到，而“翼龍”無人機(jī)所使用的盒式翼結(jié)構(gòu)，已經(jīng)超出了翼梢小翼范疇。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.3常見機(jī)翼布局

總得來看，機(jī)翼整體布局形式主要有三大類：平直機(jī)翼、后掠翼、三角翼（見圖2-33）。除此之外，還有一些特種機(jī)翼布局形式，如前掠翼，但是由于只是停留在技術(shù)驗(yàn)證階段，并未投入實(shí)際工程應(yīng)用中。

這三大類布局形式中，平直機(jī)翼又包括矩形翼、梯形翼和橢圓機(jī)翼三種。平直機(jī)翼適用于低速飛行器，后掠翼和三角翼都適用于高速飛行器。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.4機(jī)翼結(jié)構(gòu)

機(jī)翼總的結(jié)構(gòu)部件見圖2-34所示，包括了翼梁、翼肋、桁條、蒙皮、接頭、墻等重要零部件?，F(xiàn)代無人機(jī)普遍采用復(fù)合材料一體化加工的機(jī)翼結(jié)構(gòu)上并沒有如此眾多的零部件，但其設(shè)計(jì)理念是一致，必須要要承受各種力和力矩。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.4機(jī)翼結(jié)構(gòu)翼梁，由櫞條和腹板等構(gòu)成，承擔(dān)機(jī)翼彎矩和剪切力?？v墻（又稱為腹板），相當(dāng)于簡化的翼梁，用來承受剪切力，以及和蒙皮組成封閉盒段承受扭矩。接頭，連接機(jī)身和機(jī)翼，分為固接和鉸接兩種，固接是固定接頭，不可移動也不可轉(zhuǎn)動，所以可以傳遞剪切力和彎矩；鉸接盡管也是固定的，但是可以繞軸旋轉(zhuǎn)，所以不能傳遞彎矩，而而只能傳遞剪切力。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.4機(jī)翼結(jié)構(gòu)蒙皮，主要用來承受氣動力并保持機(jī)翼外形，如果蒙皮足夠厚，如同“硬殼式”機(jī)身那樣，則可以承受部門彎矩。桁條，和蒙皮關(guān)系密切，一方面保持蒙皮形狀，另一方面將蒙皮所承受的氣動力和彎矩傳遞給翼肋。翼肋，翼肋主要有兩種：普通肋和加強(qiáng)肋。普通翼肋主要承受蒙皮所傳遞而來的氣動力，并支撐桁條；加強(qiáng)翼肋在普通翼肋的基礎(chǔ)上還可以承受機(jī)翼局部的集中載荷，如翼下掛載等。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.4機(jī)翼結(jié)構(gòu)

目前常見的機(jī)翼構(gòu)造形式有：梁式機(jī)翼（圖2-35）、單塊式機(jī)翼（圖2-36）、多墻式機(jī)翼。梁式機(jī)翼西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.4機(jī)翼結(jié)構(gòu)

目前常見的機(jī)翼構(gòu)造形式有：梁式機(jī)翼（圖2-35）、單塊式機(jī)翼（圖2-36）、多墻式機(jī)翼。單塊式機(jī)翼西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.4機(jī)翼結(jié)構(gòu)

目前常見的機(jī)翼構(gòu)造形式有：梁式機(jī)翼（圖2-35）、單塊式機(jī)翼（圖2-36）、多墻式機(jī)翼。多墻式機(jī)翼西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.4機(jī)翼結(jié)構(gòu)

無人機(jī)機(jī)體機(jī)構(gòu)所需要承受的強(qiáng)度和剛度要求較低，在機(jī)翼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中諸如桁條、墻等都進(jìn)行了省略處理，只是保留了翼梁、翼肋，而采用了厚蒙皮的結(jié)構(gòu)形式。這樣處理有利于使用碳纖維、玻璃鋼和蜂窩夾層等輕量化復(fù)合材料分別加工這些機(jī)翼結(jié)構(gòu)，并利用特定型號的環(huán)氧樹脂膠接方式組成機(jī)翼整體機(jī)構(gòu)（見圖2-38）。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.4機(jī)翼結(jié)構(gòu)

機(jī)翼和機(jī)身的鏈接方式主要有四種形式：盒式貫穿、環(huán)形框架、抗彎梁、外撐桿（見圖2-39）。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.5副翼

所有固定翼飛行器的飛行操作，都是通過相關(guān)舵面來實(shí)現(xiàn)的，舵面主要包括副翼、襟翼、升降舵、方向舵四種。其中，副翼就是機(jī)翼上最常見的活動部件，無論是軍用飛行器、民用飛行器，還是固定翼無人機(jī)，副翼是不可或缺的關(guān)鍵部件（見圖2-40）。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.5副翼當(dāng)飛行操作桿居中不動時，左右副翼不動保持水平，飛行器處于平飛狀態(tài)；當(dāng)飛行操作桿向左偏桿時，左副翼向上偏轉(zhuǎn)，右副翼向下偏轉(zhuǎn)，左右機(jī)翼產(chǎn)生繞機(jī)身軸線向左的力矩，飛行器向左滾轉(zhuǎn)；當(dāng)飛行操作桿向右偏桿時，左副翼向下偏轉(zhuǎn)，右副翼向上偏轉(zhuǎn)，左右機(jī)翼產(chǎn)生繞機(jī)身軸線向右的力矩，飛行器向右滾轉(zhuǎn)。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.5副翼

副翼偏轉(zhuǎn)運(yùn)動是依靠鉸鏈形式來實(shí)現(xiàn)的，對于無人機(jī)而言，副翼運(yùn)動機(jī)構(gòu)較為簡單，通常采用圖2-42所示的簡單模式，作動機(jī)構(gòu)（舵機(jī)）安置在機(jī)翼內(nèi)部，副翼和舵機(jī)之間用外露的桿件相連。一般情況下，外露部件不會設(shè)置整流包皮進(jìn)行減阻處理。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.6襟翼

襟翼是機(jī)翼上常見的另一種舵面形式，但是與副翼不同，襟翼并不是用來控制飛機(jī)的運(yùn)動方式，而是通過改變機(jī)翼翼型的彎度、機(jī)翼面積、流動狀況來提供額外的飛行升力，從而在飛機(jī)的起飛、降落階段有效的減少滑跑距離（見圖2-43）。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.2機(jī)翼2.2.6襟翼襟翼根據(jù)所處機(jī)翼位置分為兩大類：后緣襟翼和前緣襟翼。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.3尾翼

尾翼的種類和形式比較多，但依據(jù)最傳統(tǒng)的形式來看，主要包括：垂尾和平尾兩大部分，其中垂尾又由固定的垂直安定面和可以活動的方向舵組成，平尾由固定的水平安定面和可以活動的升降舵組成（見圖2-47）。安定面主要是用來提供穩(wěn)定性的，而方向舵和升降舵則是提供操作性。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.3尾翼

尾翼所產(chǎn)生的氣動力并不是主要用來克服飛機(jī)的重力，而是用來平衡機(jī)體的力矩（見圖2-48）2.3.1尾翼的作用西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.3尾翼

水平尾翼除了提供靜穩(wěn)定性能之外，還為飛行器提供了另一種關(guān)鍵的穩(wěn)定性能——縱向穩(wěn)定性（見圖2-49）。2.3.1尾翼的作用西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.3尾翼

垂尾同樣也提供了一種類似的飛行穩(wěn)定性，這就是——航向穩(wěn)定性（見圖2-50）。2.3.1尾翼的作用西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.3尾翼2.3.2常見尾翼形式西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.3尾翼T型尾翼也比較常見，但是相比于常規(guī)式尾翼而言結(jié)構(gòu)重量會增加不少，但是由于平尾高置，可以有效避開螺旋槳滑流或者發(fā)動機(jī)噴流，舵面效率反而表現(xiàn)的更好一些。十字型尾翼正好介于常規(guī)性和T型尾翼之間，算是一種改良設(shè)計(jì)，吸收了兩者的優(yōu)點(diǎn)。H型尾翼/三垂尾尾翼主要應(yīng)用于多發(fā)飛行器上，或者一些大型飛機(jī)，不但可以保持大迎角下的舵效，還可以有效的降低了垂直尾翼的高度。2.3.2常見尾翼形式西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.3尾翼V型尾翼/倒V型尾翼屬于一種混合型尾翼，將傳統(tǒng)上的兩個平尾和一個垂尾簡化成了兩個傾斜的尾翼，這樣有效降低了浸濕面積，減少阻力和結(jié)構(gòu)重量。這種布局在無人機(jī)領(lǐng)域使用的較多。Y型尾翼和V型尾翼類似，只是多了一個垂直尾翼，在無人機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用的相當(dāng)廣泛，比如典型的美國MQ-9C“死神”攻擊無人機(jī)。雙垂尾尾翼基本上都是廣泛應(yīng)用于雙發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)上，比如美國F-15、F-18，俄羅斯Su-27等，在無人機(jī)領(lǐng)域非常少見。雙尾撐/倒V型雙尾撐尾翼有效的縮短了機(jī)身長度，降低了結(jié)構(gòu)重量，而且雙垂尾設(shè)計(jì)模式同樣降低了垂尾高度，因此，這種尾翼方式在無人機(jī)領(lǐng)域特別是中小型無人機(jī)中非常普遍，幾乎成為一種“經(jīng)典”模式。2.3.2常見尾翼形式西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.3尾翼2.3.3尾翼參數(shù)在確定平尾和垂尾參數(shù)過程中，有兩個非常重要的計(jì)算公式，見式2-8、式2-9。

西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.3尾翼2.3.3尾翼參數(shù)通過工程估算方法就可以大致確定尾翼的面積，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)圖2-50所示，選擇合適的展弦比和尖削比就可以初步確定尾翼中的平尾和垂尾幾何形狀。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.3尾翼2.3.4升降舵在水平尾翼上的操作舵面，一般左右對稱單獨(dú)設(shè)置，但也有左右貫穿設(shè)計(jì)成一體的。升降舵的運(yùn)動都是聯(lián)動機(jī)制，即左右舵面都是同時向上或者向下偏轉(zhuǎn)運(yùn)動。升降舵的控制由飛行操作桿前后拉桿完成，操縱桿向前推桿時，升降舵向下偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生向上的氣動力作用于重心，形成低頭力矩，飛機(jī)機(jī)頭向下運(yùn)動；操作桿向后拉桿操作，升降舵向上偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生抬頭力矩。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.3尾翼2.3.5方向舵方向舵是設(shè)置在垂直尾翼上的操作舵面，通過左右偏轉(zhuǎn)來控制飛行器航向。方向舵的控制不是由飛行操作桿來控制的，而是由腳蹬來控制的。當(dāng)用力踩下右腳蹬時，方向舵向右偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生向左的氣動力作用于重心，形成向右的偏航力矩，飛機(jī)機(jī)頭向右運(yùn)動；用力踩下左腳蹬時，方向舵向左偏轉(zhuǎn)，形成向左的偏航力矩，飛機(jī)機(jī)頭向左運(yùn)動。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.1活塞式發(fā)動機(jī)

航空活塞式發(fā)動機(jī)大致上包含：燃油系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和啟動系統(tǒng)五個功能部分。

燃油系統(tǒng)包括油箱、供油管路、燃油過濾器、燃油泵、化油器和噴油嘴等部件。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.1活塞式發(fā)動機(jī)油箱主要有兩種類別：第一種是密封增壓硬質(zhì)油箱，油箱外殼采用金屬材料能夠在內(nèi)壓條件下保持現(xiàn)狀，內(nèi)殼則使用抗腐蝕抗氧化的橡膠貼附在外殼內(nèi)壁，這種油箱完全封閉不與外界大氣相連，甚至還填充惰性氣體，因此具有極佳的防爆性能，當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時通過額外加壓讓燃油通過供油管路流向燃燒室；第二種就是開放式油箱，油箱與外界大氣通過一個管口是相通的，當(dāng)發(fā)動機(jī)工作的時候燃油依靠自身重力或者燃油泵的吸力流向燃燒室，這種油箱通常采用塑料或者橡膠材料加工，滿油時油箱飽滿，無油時則塌扁，因此又稱之“軟油箱”。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.1活塞式發(fā)動機(jī)

化油器是燃油系統(tǒng)中重要的一個環(huán)節(jié)，負(fù)責(zé)將汽油汽化并和空氣按一定比率進(jìn)行混合形成混合燃油氣體輸入到燃燒室，因此化油器的性能關(guān)系到整個發(fā)動機(jī)動力輸出?；推靼垂ぷ髟矸殖蓛煞N：汽化器（見圖2-58）和直噴式（見圖2-59）。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.1活塞式發(fā)動機(jī)汽化器化油器西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.1活塞式發(fā)動機(jī)直噴式化油器西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.1活塞式發(fā)動機(jī)

采用直噴式化油器的活塞式發(fā)動機(jī)往往額外配置了一個渦輪增壓器，專門用來給吸入的空氣進(jìn)行加壓處理，這樣就可以通過控制渦輪轉(zhuǎn)速的方式來精確控制空氣氣壓，從而更細(xì)致的調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)節(jié)油效率。而這種增壓渦輪的工作方法一般有兩種：僅僅對吸入的空氣進(jìn)行增壓，可以稱之為機(jī)械渦輪增壓；引入發(fā)動機(jī)燃燒不充分的廢氣，通過對廢氣和空氣混合氣體進(jìn)行渦輪增壓處理，然后再輸入到燃燒室，這樣有利于充分利用燃油，這種稱之為廢氣渦輪增壓。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.1活塞式發(fā)動機(jī)

點(diǎn)火系統(tǒng)是整個活塞式發(fā)動機(jī)工作的核心，在這里，燃油和空氣將發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)釋放出寶貴的能量，通過驅(qū)動活塞進(jìn)行往復(fù)式運(yùn)動來驅(qū)動轉(zhuǎn)軸進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)將化學(xué)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。點(diǎn)火系統(tǒng)主要包含：火花塞、機(jī)匣、氣門、活塞、曲軸、連桿等部件（見圖2-60）。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.1活塞式發(fā)動機(jī)根據(jù)活塞式發(fā)動機(jī)做功原理的不同，一般分為兩種類型：二沖程和四沖程。二沖程西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.1活塞式發(fā)動機(jī)根據(jù)活塞式發(fā)動機(jī)做功原理的不同，一般分為兩種類型：二沖程和四沖程。四沖程西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.1活塞式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.1活塞式發(fā)動機(jī)依據(jù)缸體數(shù)量和排列方式，航空活塞式發(fā)動機(jī)一般可以劃分為：直列式、V型、星型。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.1活塞式發(fā)動機(jī)

潤滑系統(tǒng)是活塞式發(fā)動機(jī)中主要的輔助部門，其主要用途是用來給所有活動部件提供潤滑油料，以減輕各個金屬部件之間的摩擦。對于二沖程發(fā)動機(jī)而言，一般為了盡量簡化系統(tǒng)降低系統(tǒng)重量通常直接使用燃油系統(tǒng)的管網(wǎng)，直接將燃油和潤滑油按標(biāo)號規(guī)定的比率混合，裝入油箱。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作之后，潤滑油會跟隨燃油進(jìn)入氣缸，潤滑活塞。對于大功率的四沖程發(fā)動機(jī)，為了更好的潤滑機(jī)械部件通常使用專門的潤滑油箱、管網(wǎng)和控制電路（如同當(dāng)今汽車發(fā)動機(jī)潤滑油路）。目前無人機(jī)領(lǐng)域活塞式發(fā)動機(jī)由于直接使用民用汽油，所以使用的潤滑油料一般也是直接選用汽車領(lǐng)域高端的潤滑油料，如?？松梨谝惶柕?。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.1活塞式發(fā)動機(jī)

冷卻系統(tǒng)是活塞式發(fā)動機(jī)工作時為了降低缸體溫度而專門設(shè)置的輔助系統(tǒng)，不過目前活塞式發(fā)動機(jī)主要只有兩種冷卻方式：一種是風(fēng)冷式、一種是水冷式。其實(shí)“冷卻系統(tǒng)”四個字在更多時候指的是水冷式。對于風(fēng)冷式而言，主要是在缸體外部設(shè)置了很多如同暖氣片一樣的散熱片（見圖2-68），在飛行器機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中會在發(fā)動機(jī)整流罩合適位置設(shè)置風(fēng)道進(jìn)口，引入冷卻氣流流進(jìn)這些散熱片表面（散熱片布置方向要順氣流設(shè)置），從而實(shí)現(xiàn)冷卻缸體的作用。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.1活塞式發(fā)動機(jī)啟動輔助系統(tǒng)一般選用電動機(jī)方式，通過皮帶連接發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)軸，從而實(shí)現(xiàn)對活塞發(fā)動機(jī)的啟動工作。但是，由于啟動電機(jī)一般只是在啟動時使用一次，飛行中無需再次使用，而啟動電機(jī)重量一般比較高，所以，為了降低發(fā)動機(jī)重量，在中小型無人機(jī)領(lǐng)域一般都將啟動系統(tǒng)從活塞式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中剝離出去，并入到地面輔助車輛體系中。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.2電動機(jī)電動機(jī)按電流類型分成直流電動機(jī)和交流電動機(jī)。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.2電動機(jī)交流電動機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向和磁場方向的關(guān)系分成異步電機(jī)和同步電機(jī)兩種，相同方向則為同步，反之為異步。同步電機(jī)由于具有更好的電壓適應(yīng)能力，適合在電壓不穩(wěn)定、工作環(huán)境較差的領(lǐng)域，比如礦山、建筑等，而異步電機(jī)工作穩(wěn)定性好，成本較低，且可靠性較高，因此在無人機(jī)領(lǐng)域異步電動機(jī)最為常見。無論是直流還是交流電機(jī)，早期型號上均設(shè)置有電刷，這是用來連接轉(zhuǎn)子線路、切換電流方向的環(huán)形金屬環(huán)，由于電動機(jī)工作時轉(zhuǎn)子需要時刻接觸電刷，導(dǎo)致反復(fù)摩擦，產(chǎn)生電火花，因此，有刷電機(jī)在電刷部件上功率損耗較多，產(chǎn)生額外熱能、使用壽命較短，尤其不利于高速運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，后續(xù)推出了改進(jìn)型的無刷電動機(jī)，將電刷徹底去掉，取而代之的就是一種控制電流方向變換的部件——電子調(diào)速器（簡稱“電調(diào)”）西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.2電動機(jī)電子調(diào)速器一段輸出三根交流電給電動機(jī)（圖2-72右側(cè)三根黑線），另一端連接鋰電池的正負(fù)極（圖2-72左側(cè)一根紅線接正極，一根黑線接負(fù)極），此外，還有兩個細(xì)線連接控制器（圖2-72左側(cè)細(xì)線構(gòu)成的小接頭）。這樣，就可以完成從直流電到交流電的轉(zhuǎn)換和控制過程。電子調(diào)速器除了連接電池、轉(zhuǎn)換電流和控制電流方向之外，還有一個非常重要的功能——控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.2電動機(jī)電子調(diào)速器一段輸出三根交流電給電動機(jī)（圖2-72右側(cè)三根黑線），另一端連接鋰電池的正負(fù)極（圖2-72左側(cè)一根紅線接正極，一根黑線接負(fù)極），此外，還有兩個細(xì)線連接控制器（圖2-72左側(cè)細(xì)線構(gòu)成的小接頭）。這樣，就可以完成從直流電到交流電的轉(zhuǎn)換和控制過程。西北工業(yè)大學(xué)出版社無人機(jī)專業(yè)系列教材高等學(xué)?！笆濉币?guī)劃教材-----無人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第二章節(jié)---無人機(jī)機(jī)體平臺2.4發(fā)動機(jī)和螺旋槳2.4.2電動機(jī)電子調(diào)速器主要參數(shù)包括：持續(xù)電流、瞬時電流、BEC能力、輸入電壓等參數(shù)。持續(xù)電流是電子調(diào)速