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