无人机 航空概论

无人机航空概论第1页/共75页§7.1无人机概况§7.1.1什么叫无人机§7.1.2无人机的发展概况§7.1.3无人机的特点第2页/共75页§7.1.1什么叫无人机（1）无人机其全称是无人驾驶飞机，从广义上讲有翼导弹也可以算一种无人驾驶的飞机，但一般情况下主要是指没有驾驶员的飞机。以下是一些人们对无人机的构想。第3页/共75页§7.1.1什么叫无人机（2）第4页/共75页§7.1.1什么叫无人机（3）第5页/共75页§7.1.2无人机的发展概况（1）最早的无人驾驶飞机是指用无线遥控飞机。后来出现了自动驾驶仪才使得研制真正的无人驾驶飞机可能成为。第6页/共75页§7.1.2无人机的发展概况（2）无人机的出现首先是作为靶机。最初的靶机都是有人驾驶飞机后方搞一拖靶——小旗或布袋，这样既不安全也不真实。上世纪三十年代有人驾驶飞机改装一番后就为无人驾驶靶机。长空一号（CK-1）第7页/共75页§7.1.2

无人机的发展概况（3）四十年代初第二次世界大战期间，通过改装一些现役轰炸机美国又研制了无人轰炸机。这些无人机安装了一些必要的自动控制系统，拆卸了一些多余的自卫武器和设备。当进行远距轰炸时，则先由驾驶员操纵一段时间，进入攻击区以前驾驶员跳伞离开，随即由伴航飞机遥控进行轰炸。第8页/共75页§7.1.2

无人机的发展概况（4）第二次世界大战末德国也曾秘密从事无人轰炸机的研究。V-1导弹就是当时他们的无人轰炸机。V-1导弹外型很象一架普通飞机。第9页/共75页§7.1.2无人机的发展概况（6）五六十年代，无人机有了很大的发展。这时除了将一些有人驾驶飞机改装成无人驾驶飞机外，还成功设计了无人靶机、无人侦察机、无人驾驶研究机。随着电子仪器的微型化，无人机在七十年代进入了一个崭新的时期。无人机向着小尺寸、高精度、多用途方向发展。到目前为止无人机仍在继续研究发展。第10页/共75页§7.1.3

无人机的特点（1）1.小巧灵活现代无人机犹如一个大航空模型，大型的也只相当于一般的小飞机。任务载重最高可达几百公斤，最小的只几十公斤；飞行高度最高可达30000米，最低可达30米；飞行速度最高4马赫；最长巡航时间可达20小时。它能承受的机动过载比有人飞机高一倍。第11页/共75页§7.1.3

无人机的特点（2）2.成本低廉由于机上没有驾驶员，省去了有人驾驶飞机上的许多昂贵系统以及整个驾驶舱。同时结构设计所需的安全系数比有人驾驶飞机小得多，为此可采用廉价、轻巧的结构材料和积木式组装。从寿命上考虑也不需要太昂贵的长寿命的发动机。无人机的操纵人员培训费用和使用费用也比有人驾驶飞机低得多。第12页/共75页§7.1.3

无人机的特点（3）3.易于“隐形”与有人驾驶飞机相比，无人机的机身小，若适当设计机体形状，尽可能采用非金属材料，可使无人机反射雷达电波的能力大大减弱，而不易被敌方雷达发现。无人机的发动机推理小，热辐射特性弱，不易被敌方的红外制导武器跟踪；发动机加装消音器，噪声也很小。第13页/共75页§7.2

无人机的飞行控制

无人机上没有驾驶员，因此它主要依靠“遥控”或“自控”飞行。§7.2.1遥控飞行§7.2.2自控飞行§7.2.3遥控与自控结合第14页/共75页§7.2.1遥控飞行（1）遥控即对被控对象进行远距离控制，使用的方法很多，如有线遥控、无线电遥控、声音遥控、光学遥控等。其中，无线电遥控是最重要、应用最广泛的遥控方式。第15页/共75页§7.2.2自控飞行（1）自控飞行就是不依赖地面控制，一切动作都自动完成的飞行。为此，机上需要有一套装置以保证飞行航向和飞行姿态的正确。保证航向和姿态正确要有导航装置，导航的方法很多，最普通的是用罗盘指示航向，其他有无线电导航、多普勒导航、惯性导航系统或捷联导航系统等。第16页/共75页§7.2.2自控飞行（9）3.自控飞行的利与弊利：（1）航程加大；（2）无人机可以独立、自主地工作，不需要任何地面设备，也不需要与地面进行无线电联络，因而不易被敌方发现和收到电子干扰或破坏。弊：机上需一套复杂的自主导航和控制系统，不仅增加重量，也提高了无人机成本。第17页/共75页§7.2.3遥控与自控结合（1）实际上，遥控与自控这两种控制方式常结合使用。一架现代无人机可以在不同的飞行段，交替地采用遥控或自控飞行。这样可以充分利用遥控和自控两种控制方式各自的优势，克服彼此的缺陷。第18页/共75页§7.2.3遥控与自控结合（2）第19页/共75页§7.3无人机的起飞与着陆有人驾驶飞机的起飞与降落是飞行中的两大“难关”，无人驾驶飞机则更是如此。§7.3.1无人机的起飞§7.3.2无人机的着陆第20页/共75页§7.3.1

无人机的起飞（1）1.母机投放由有人驾驶轰炸机、攻击机或运输机把无人机带上天，在适当的地方投放起飞。这种方法简便易行，运用灵活，成功率高，并可增加无人机的航程。第21页/共75页§7.3.1

无人机的起飞（2）第22页/共75页§7.3.1

无人机的起飞（3）第23页/共75页§7.3.1

无人机的起飞（4）2.火箭助推借助固体火箭助推器，无人机从发射架上起飞。这种方法所需发射场地很小，适合在前沿地区、山区或船上使用。第24页/共75页§7.3.1

无人机的起飞（5）第25页/共75页§7.3.1

无人机的起飞（6）3.起飞跑车将无人机安装在带轮小车上，靠无人机的发动机推进，当速度达到后，无人机脱开小车升空。这种方法可利用现成的机场条件起飞；无需复杂的起落架，起飞跑车结构简单；比其他方法更经济。第26页/共75页§7.3.1

无人机的起飞（7）第27页/共75页§7.3.1

无人机的起飞（8）4.垂直起飞利用直升机的起飞原理起飞。第28页/共75页§7.3.2

无人机的着陆（1）1.脱“壳”而落此法回收回收无人机上有价值的那一部分，如照相机舱等。这种方法不多用，因为回收舱与无人机分离并不容易，而且也不经济。美国的GTD-30型高空超音速无人侦察机就利用这种回收方法。第29页/共75页§7.3.2无人机的着陆（2）2.网捕而归用网拦挡无人机进行回收，这是回收小型无人机的常用方法。以色列“侦察兵”无人机就是用这种方法回收。第30页/共75页§7.3.2

无人机的着陆（3）3.乘伞而降用降落伞回收无人机是普遍采用的方法。伞降回收一般只适合小型无人机使用。对于较大型的无人机，由于伞降回师的可靠性不高，操纵较困难，损失率较高。如今，虽然伞降回收技术已大大改进，但其损失率仍比其他方法高。第31页/共75页§7.3.2无人机的着陆（4）4.气垫着陆在无人机机腹四周装上“橡胶裙边”，其中有一带孔的气囊，发动机把空气经管道压入气囊，压缩空气从气囊中喷出，在机腹上形成高压空气区——气垫。气垫着陆的最大优点是无人机可在不平的地面、泥地、冰雪地或水面着陆，使用不受地形限制。其次大小无人机都可使用，回收率高，使用费用低。第32页/共75页§7.3.2无人机的着陆（5）5.冒险迫降利用机腹着陆。这种方法目的式为回收一套贵重的自动控制设备和无线电电子设备，并不在乎机壳或发动机的损伤。第33页/共75页§7.3.2无人机的着陆（6）随着计算机技术的逐渐发展与进步，计算机的应用也就越来越多，因此计算机技术可以方便地用于现代无人机。它可以控制无人机的起飞、飞行和降落。有了计算机控制，无人机的飞行和起降将更加安全可靠。第34页/共75页§7.3.2无人机的着陆（7）暗星无人机降落暗星无人机起飞第35页/共75页§7.4无人机的用途1.用作靶机2.用作侦察机3.用作电子对抗机4.用作无人作战机5.用作取样观测机6.用作无人驾驶研究机7.用作地质勘探机第36页/共75页§7.4无人机的用途1.用作靶机为了训练歼击机驾驶员、高射炮兵、雷达操纵员、导弹操纵员以及鉴定各种导弹的性能，就需要有一个模拟某些性能的靶机。最有名的靶机系列是美国瑞安航空公司生产的“火蜂”系列。第37页/共75页§7.4无人机的用途火蜂（firebee）第38页/共75页§7.4无人机的用途我国ASN－12型靶标无人机第39页/共75页§7.4无人机的用途长空一号第40页/共75页§7.4无人机的用途2.用作侦察机由于有人驾驶间谍飞机被击落屡有发生，无人侦察机便应运而生了。这种侦察机大多体积小巧，活动灵活，不易被人发现，机上装备先进的摄影、摄像设备，可以完成各种侦察任务。第41页/共75页§7.4无人机的用途我国ASN－104型无人侦察机第42页/共75页§7.4无人机的用途以色列“搜索者”无人侦察机第43页/共75页§7.4无人机的用途第44页/共75页§7.4无人机的用途我国“无侦－5”高空无人侦察机第45页/共75页§7.4

无人机的用途美国RQ-8火力侦察垂直起落无人机第46页/共75页§7.4无人机的用途美国Gnat-750第47页/共75页§7.4无人机的用途加拿大Cl227“哨兵”第48页/共75页§7.4无人机的用途美国RQ-3A“暗星”第49页/共75页§7.4无人机的用途第50页/共75页§7.4无人机的用途美国RQ-4AGlobalHawk全球鹰第51页/共75页§7.4无人机的用途美国RQ-4AGlobalHawk全球鹰第52页/共75页§7.4无人机的用途3.用作电子对抗机在现代战争中，电子对抗是一种十分重要的作战手段。无人机利用其自身体积小，隐蔽好的优势可以进行以下电子对抗：（1）装载主动式电子干扰机，对敌方雷达实施主动式电子干扰。第53页/共75页§7.4无人机的用途（2）在空中抛撒金属箔条等干扰物，为己方作战飞机铺设安全空中走廊。（3）向敌方阵地投放电声窃听器，收集电子情报或音响情报。（4）作小型伴飞无人机，吸引火力，辅助作战飞机突防。（5）作诱饵机，诱使敌方发射地空导弹，诱骗消耗敌防空力量。第54页/共75页§7.4无人机的用途第55页/共75页§7.4无人机的用途第56页/共75页§7.4无人机的用途第57页/共75页§7.4无人机的用途4.用作无人作战机这种无人机可外挂武器装备，由人遥控发射，发射后立即返航。这样既可执行高度危险的攻击任务又可减少人员伤亡。第58页/共75页§7.4无人机的用途RQ-1“掠夺者”无人驾驶飞机第59页/共75页§7.4无人机的用途RQ-1“掠夺者”无人驾驶飞机第60页/共75页§7.4无人机的用途5.用作取样、观测机我们知道，有些科学实验对人体的危害和对空域的污染使相当严重的。如核爆炸和化学战地等就是如此。为了分析研究实验效果所进行的空气取样或对现场的观测，使用无人驾驶飞机完成这项工作最为适宜。第61页/共75页§7.4无人机的用途我国ASN－7型无人机第62页/共75页§7.4无人机的用途我国ASN－9型无人机第63页/共75页§7.4无人机的用途西安爱生技术公司

D-4多用途无人机第64页/共75页§7.4