无人机专业知识讲座

1、无人机概述试讲人：XXX试讲课程无人机专业知识讲座第1页小讨论聊一聊你所了解无人机/48368“ 视频在线播放 ”90后小伙拍出“最潮南京宣传片”立刻爆红网络这不是纽约、也不是曼哈顿，这是我们天天生活城市南京。昨天黄昏，南京市委宣传部官方微信“南京公布”独家首映了一部大片The Best of NanKing，大片里南京三四十个地标，在镜头展示下超级震撼.问题思索无人机是什么样？除了航拍外无人机还能做什么？课程预热：课程导入：无人机专业知识讲座第2页无人机概念目录无人机分类及用途无人机系统组成无人机主要技术PART 1PART 3PART 2PART 4无人机专业知识讲座第3页无人机概念PAR

2、T 1无人机专业知识讲座第4页 无人驾驶航空器（UA： Unmanned Aircraft），是一架由遥控站管理（包含远程操纵或自主飞行）航空器，也称遥控驾驶航空器（RPA：Remotely Piloted Aircraft），以下简称无人机。 无人机定义无人机专业知识讲座第5页 无人机系统（UAS： Unmanned Aircraft System），也称无人驾驶航空器系统（RPAS： Remotely Piloted Aircraft Systems），是指一架无人机、相关遥控站、所需指令与控制数据链路以及同意型号设计要求任何其它部件组成系统。 无人机系统定义无人机专业知识讲座第6页 无人

3、机系统驾驶员，由运行人指派对无人机运行负有必不可少职责并在飞行期间适时操纵飞行控制人。 无人机系统机长，是指在系统运行时间内负责整个无人机系统运行和安全驾驶员。 无人机系统驾驶员定义无人机专业知识讲座第7页无人机近况全世界都在造无人机！ 8090年代，除了美国和以色列外，其它国家许多飞机制造企业也在从事无人机研制与生产。西方国家中在无人机研制与生产领域占据领先位置是美国。今天，美军有用于各指挥层次从高级司令部到营、连长全系列无人侦察机。许多无人机能够携带制导武器（炸弹、导弹）、目标指示和火力校射装置。最著名是“捕食者” 可复用无人机，世界上最大无人机“全球鹰”，“影子-200”低空无人机， “

4、扫描鹰”小型无人机，“火力侦察兵” 无人直升机。美国“全球鹰”无人机美国“捕食者”无人机美国“影子200”无人机美国“扫描鹰”无人机美国“火力侦察兵”无人直升机无人机专业知识讲座第8页无人机分类及用途PART 2无人机专业知识讲座第9页军用无人机分类方式之按照用途分类：以用途作为划分无人机标准，是比较惯用做法。按照用途分类，无人机能够分为：当前超出 70% 无人机使用于军事用途民用无人机军用无人机可分为侦察无人机、诱饵无人机、电子反抗无人机、通信中继无人机、无人战斗机以及靶机等民用无人机可分为巡查监视无人机、农用无人机、气象无人机、勘探无人机以及测绘无人机等。无人机专业知识讲座第10页燃爆8月

5、电影战狼2同学们都去看了吗？ 回想下战狼2里无人机用途是什么？战狼2人脸识别无人机“大出风头” 从空中武器“展示”来看，影片中最精彩就是雇佣兵利用基于人脸识别无人机手控追踪、射击影片主角一行，并一度给他们造成了很多麻烦。 战狼2中人脸识别无人机表现不俗,在电影中，雇佣军使用无人机潜入工厂，利用图像采集和传输获取了工厂里实时情况。在接下来战斗中，无人机还能搜寻目标、连续扫射，甚至携带了小型火箭弹，即使它们出现只是为了增强影片视觉效果及精彩程度，但这也代表了无人机未来趋势课堂思索Little tips无人机专业知识讲座第11页分类方式之按照平台角度分类：旋翼无人机固定翼无人机多旋翼无人机无人飞艇伞

6、翼无人机扑翼式无人机按照平台划分，无人机常见分为 无人机专业知识讲座第12页由多组动力系统组成飞行平台，普通常见有四旋翼、六旋翼、八旋翼甚至更多旋翼组成。多旋翼机械结构非常简单，动力系统只需要电机直接连桨就行。优点是机械简单，能垂直起降，缺点是续航时间最短，载荷小。旋翼无人机固定翼，顾名思义，就是机翼固定不变，靠流过机翼风提供升力。跟我们平时做飞机一样，固定翼无人机起飞时候需要助跑，降落时候必须要滑行，但这类无人机续航时间长、飞行效率高、载荷大。固定翼无人机多旋翼无人几分类方式之按照平台角度分类：旋翼飞行器是一类经过多个定距桨（螺旋桨）正反旋转与转速控制提供飞行器升力与飞行器姿态调整。这么定义

7、方式使我们准确了解多旋翼飞行器旋翼结构、升力起源、姿态控制方式。无人机专业知识讲座第13页这类飞行器是从鸟类或者昆虫启发而来，含有可变形小型翼翅。它能够利用不稳定气流空气动力学，以及利用肌肉一样驱动器代替电动机。在战场上，微型无人机、尤其是昆虫式无人机，不易引发敌人注意。即使在和平时期，微型无人机也是探测核生化污染、搜寻灾难幸存者、监视犯罪团伙得力工具 无人飞艇伞翼机扑翼式微型无人机分类方式之按照用途分类：飞艇是一个轻于空气航空器，它与热气球最大区分在于含有推进和控制飞行状态装置。这类飞行器是一个理想空中平台，不论是用来空中监视、巡查、中继通信还是空中广告飞行、任务搭载试验、电力架线，其应用范

8、围是广泛。一个用柔性伞翼代替刚性机翼飞机，伞翼大部分为三角形，也有长方形。伞翼可收叠存放，张开后利用迎面气流产生升力而升空，起飞和着陆滑跑距离短，只需百米左右跑道，惯用于运输、通信、侦察、勘探和科学考查等。扑翼无人机无人机专业知识讲座第14页课堂互动请同学经过连连看方式试着判断以下列图片对应无人机类型固定翼无人机旋翼无人机无人飞艇伞翼无人机扑翼无人机多旋翼无人机无人机专业知识讲座第15页扑翼式微型无人机其它分类方式：按照尺度分类微、轻、小、大。空机质量 7 （100 千米/小时、3000 米）1165700 按活动半径分类超近程：15km以内近程：15-50km之间短程：50-200km之间中

9、程：200-800km之间远程：大于800km。 按任务高度分类超低空：0-100m低空：100-1000m中空：1000-7000m高空：7000-18000m超高空：大于18000m 无人机专业知识讲座第16页无人机系统组成PART 3无人机专业知识讲座第17页无人机系统组成飞行器无人机专业知识讲座第18页无人机系统组成 飞行器是指能在地球大气层内外空间飞行器械。通常按照飞行环境和工作方式，把飞行器分为几大类： 航空器： 航天器： 空天飞行器： 火箭和导弹： 飞行器定义无人机专业知识讲座第19页无人机系统组成航空器定义依据产生升力原理航空器轻于空气航空器重于空气航空器气球飞艇固定翼航空器旋

10、翼航空器扑翼机变模态机飞机滑翔机旋翼机直升机无人机专业知识讲座第20页固定翼Fixed-wing无人机平台旋翼Rotary wing无人机平台无人飞艇平台及系留气球各类变模态平台飞行器-飞行平台多轴无人机专业知识讲座第21页机翼结构机身结构起落装置飞行器-飞行平台无人机专业知识讲座第22页 动力系统指无人机发动机以及确保发动机正常工作所必需系统和附件总称。 无人机使用动力装置主要有活塞式发动机、涡喷发动机、涡扇发动机、涡桨发动机、涡轴发动机、冲压发动机、火箭发动机、电动机等。当前主流民用无人机所采取动力系统通常为活塞式发动机和电动机两种。飞行器-动力装置分类无人机专业知识讲座第23页活塞式发动

11、机也叫往复式发动机，由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成主要结构。动力装置-活塞式动力装置-电动出于成本和使用方便考虑，微型无人机中普遍使用是电动动力系统。动力装置-涡喷涡轮喷气发动机组成：进气道压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管。 飞行器-动力装置有哪些？无人机专业知识讲座第24页25可编辑无人机专业知识讲座第25页 导航子系统功效：向无人机提供相对于所选定参考坐标系位置、速度、飞行姿态，引导无人机沿指定航线安全、按时、准确飞行。所以导航子系统之于无人机相当于领航员之于有些人机。飞行器-导航飞控系统 飞控子系统是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务、返场回收等整个飞行过程关键

12、系统，对无人机实现全权控制与管理，所以飞控子系统之于无人机相当于驾驶员之于有些人机，是无人机执行任务关键。 无人机导航飞控系统惯用传感器包含角速率传感器、姿态传感器、位置传感器、迎角侧滑角传感器、加速度传感器、高度传感器及空速传感器等，这些传感器组成无人机导航飞控系统设计基础。无人机专业知识讲座第26页 导航飞控计算机是导航飞控系统关键部件，飞控计算机应具备以下功效：姿态稳定与控制；导航与制导控制；自主飞行控制；自动起飞、着陆控制；飞行器-导航飞控系统 无人机执行机构都是伺服作动设备，是导航飞控系统主要组成部分。其主要功效是依据飞控计算机指令，按要求静态和动态要求，经过对无人机各控制舵面和发动

13、机节风门等控制，实现对无人机飞行控制无人机专业知识讲座第27页 无人机电气系统可分为机载电气系统和地面供电系统两部分。机载电气系统主要由主电源、应急电源、电气设备控制与保护装置及辅助设备组成。 电气系统普通包含电源、配电系统、用电设备3个部分，电源和配电二者组合统称为供电系统。供电系统功效是向无人机各用电系统或设备提供满足预定设计要求电能。正常汇流条（发电机汇流条或主汇流条）主要汇流条（转换汇流条）应急汇流条（不间断汇流条或备用汇流条）飞行器-电气系统无人机专业知识讲座第28页 按任务设备用途，能够分为侦查搜索设备、测绘设备、军用专用设备、民用专用设备等。侦搜设备惯用有光电平台、SRA雷达、激

14、光测距仪等，测绘设备则是测绘雷达、航拍相机等。飞行器-任务设备无人机专业知识讲座第29页无人机系统组成飞行器无人机专业知识讲座第30页 无人机地面站也称控制站、遥控站或任务规划与控制站。在规模较大无人机系统中，能够有若干个控制站，这些不一样功效控制站经过通信设备连接起来，组成无人机地面站系统 指挥调度功效主要包含上级指令接收、系统之间联络、系统内部调度；任务规划功效主要包含飞行航路规划与重规划、任务载荷工作规划与重规划；操作控制功效主要包含起降操纵、飞行控制操作、任务载荷操作、数据链控制；显示统计功效主要包含飞行状态参数显示与统计、航迹显示与统计、任务载荷信息显示与统计等。无人机系统组成-控制

15、站无人机专业知识讲座第31页四类硬件： 数据链路控制、飞行控制、载荷控制、载荷数据处理等四类硬件设备机柜或机箱组成。三类不一样功效控制站模块： 指挥处理中心：制订任务、完成载荷数据处理和应用，普通都是经过无人机控制站等间接地实现对无人机控制和数据接收； 无人机控制站：飞行操纵、任务载荷控制、数据链路控制和通信指挥。 载荷控制站：载荷控制站与无人机控制站功效类似，但载荷控制站只能控制无人机机载任务设备，不能进行无人机飞行控制。 控制站无人机专业知识讲座第32页 地面控制站内飞行控制席位、任务设备控制席位、数据链管理席位都设有对应分系统显示装置，所以需综合规划，确定所显示内容、方式、范围。A、飞行

16、参数综合显示 飞行与导航信息、数据链状态信息、设备状态信息、指令信息B、告警视觉普通分为提醒、注意和警告三个级别C、地图航迹显示 导航信息显示、航迹绘制显示以及地理信息显示。控制站-显示&操作系统飞行操纵 无人机操纵与控制主要包含起降操纵、飞行操纵、任务设备（载荷）控制和数据链管理等。无人机专业知识讲座第33页无人机系统组成飞行器无人机专业知识讲座第34页 无人机通讯链路：主要用于无人机系统传输控制、无载荷通讯、载荷通讯三部分信息无线电链路。 依据ITU-R M.2171汇报给出无人机系统通讯链路是指控制和无载荷链路，主要包含：指挥与控制（C&C），空中交通管制（ATC），感知和躲避（S&A）

17、三种链路。无人机系统组成-通讯链路无人机专业知识讲座第35页机载终端与天线无人机系统通讯链路机载终端常被称为机载电台，集成于机载设备中。视距内通讯无人机多数安装全向天线，需要进行超视距通讯无人机普通采取自跟踪抛物面卫通天线。地面终端与天线民用通讯链路地面终端硬件普通会被集成到控制站系统中，称作地面电台，部分地面终端会有独立显示控制界面。视距内通讯链路地面天线采取鞭状天线、八木天线和自跟踪抛物面天线，需要进行超视距通讯控制站还会采取固定卫星通讯天线。通讯链路分类无人机专业知识讲座第36页课堂Q&AQ1：无人机指挥控制非系统相对于传统飞机是什么？Q2：民用无人机惯用发动机有哪些？无人机专业知识讲座

18、第37页无人机主要基础技术PART 4无人机专业知识讲座第38页无人机主要基础技术1无人机遥感技术2无人机通讯技术3无人机自主控制技术4无人机材料技术无人机专业知识讲座第39页无人机遥感（Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing ), 即利用先进无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通讯技术、GPS差分定位技术和遥感应用技术，能够实现自动化、智能化、专用化快速获取国土资源、自然环境、地震灾区等空间遥感信息，且完成遥感数据处理、建模和应用分析应用技术。无人机遥感系统因为含有机动、快速、经济等优势，已经成为未来主要航空遥感技术之一 无人机遥感技术在苏

19、州地籍测绘项目中成功应用无人机遥感技术无人机专业知识讲座第40页 无人机通信利用通讯数据链通信。通讯链稳定性好能够做到可工作在各种恶劣环境下，温度范围-40+70。支持远距离传输60-100km，主要是用于飞控及机载（GPS、飞行姿态、航点、传感器）数据传输。 无人机上远距离数据链传输，能实时传回无人机各种数据，以及稳定视频画面。地面控制人员还能随时发出指令，下达新任务规划。 无人机通讯|数据传输|图像传输功率放大器无人机通讯技术无人机专业知识讲座第41页 无人机系统自主控制是指在不需要人干预条件下,系统经过在线环境感知和信息处理,自主生成优化控制策略,完成各种战略和战术任务,而且含有快速而有

20、效任务自适应能力。 无人机系统自主控制面临挑战包含复杂、非结构化、意外动态环境,不确定、意外事件和态势,远距离长航时条件下复杂网络通信链路故障、突发系统故障、实时外部威胁等环境不确定性 无人机自主控制技术无人机专业知识讲座第42页主要包含：机体材料（包含结构材料和非结构材料）、发动机材料和涂料，其中最主要是机体结构材料和发动机材料，结构材料应含有高比强度和比刚度，以减轻飞机结构重量，改进飞行性能或增加经济效益，还应含有良好可加工性，便于制成所需要零件。玻璃纤维碳纤维树脂无人机材料技术无人机专业知识讲座第43页无人机优缺点优点1234防止牺牲空勤人员，因为飞机上不需要飞行人员，所以最大可能地保障