无人机教材PPT课件

1、.,1,无人飞行器概述,.,2,1910年，在莱特兄弟所取得的成功的鼓舞下，来自俄亥俄州的年轻军事工程师查尔斯科特林建议使用没有人驾驶的飞行器：用钟表机械装置控制飞机，使其在预定地点抛掉机翼并象炸弹一样落向敌人。在美国陆军的支持和资助下，他制成并试验了几个模型，取名为“科特林空中鱼雷”、“科特林虫子”。 1933年，英国研制出了第一架可复用无人驾驶飞行器“蜂王”。使用3架经修复的“小仙后”双翼机进行试验，从海船上对其进行无线电遥控，其中2架失事，但第三架试飞成功，使英国成为第一个研制并试飞成功无线电遥控靶机的国家。,无人飞行器发展简史,无人飞行器发展简史,.,3,二战期间，美国海军首先将无人机

2、作为空面武器使用。1944年，美国海军为了对德国潜艇基地进行打击，使用了由B-17轰炸机改装的遥控舰载机。 美国特里达因瑞安公司生产的“火蜂”系列无人机是当时设计独一无二、产量最大的无人机。1948-1995年，该系列无人机产生多种变型：无人靶机（亚音速和超音速），无人侦察机，无人电子对抗机，无人攻击机，多用途无人机等。美国空军、陆军和海军多年来一直在使用以BQM-34“火蜂”靶机为原型研制的多型无人机。,无人飞行器发展简史,美国“火蜂”无人机,.,4,上世纪70-90年代及其以后，以色列军事专家、科学家和设计师对无人驾驶技术装备的发展做出了突出贡献，并使以色列在世界无人驾驶系统的研制和作战使

3、用领域占有重要地位。,无人飞行器发展简史,以色列“侦察兵”无人机,.,5,全世界都在造无人机！ 8090年代，除了美国和以色列外，其他国家的许多飞机制造公司也在从事无人机的研制与生产。 西方国家中在无人机研制与生产领域占据领先位置的是美国。今天，美军有用于各指挥层次从高级司令部到营、连长的全系列无人侦察机。许多无人机可以携带制导武器（炸弹、导弹）、目标指示和火力校射装置。最著名的是“捕食者” 可复用无人机，世界上最大的无人机“全球鹰”，“影子-200”低空无人机， “扫描鹰”小型无人机，“火力侦察兵” 无人直升机。,无人飞行器发展简史,.,6,无人飞行器发展简史,美国“全球鹰”无人机,美国“捕

4、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,.,7,中国“翼龙”无人机,中国“翔龙”无人机,中国“暗箭”无人机,中国“彩虹5”无人机,.,8,多旋翼无人飞行器发展简史,.,9,多旋翼飞行器作为无线电遥控的一种类型，历史尚浅。 1、理论开创阶段 多旋翼无人飞行器理论开创于上世纪10年代，直升机研发之前。几家主要飞机生产商开发出的在多个螺旋桨中搭乘飞行员的机型。这种设计开创了多旋翼飞行器的理论。 2、加速发展阶段 2007年以后，装配高性能压电陶瓷陀螺仪和角速度传感器（六轴陀螺仪）的多旋翼无人飞行器开始出现加速发展。,多旋翼无人飞行器发展简史,.,1

5、0,3、未来发展阶段。 伴随着飞行器技术的进步，多旋翼无人飞行器使用者会急剧增加。这样一来，事故和故障也会相应增加，甚至会发展成社会问题。今后不仅是制造商和商店一级，协会和主管部门面向多旋翼无人飞行器的飞行会和培训班也会增加。,多旋翼无人飞行器发展简史,多旋翼无人飞行器,.,11,无人飞行器的优缺点,.,12,优点 避免牺牲空勤人员，因为飞机上不需要飞行人员，所以最大可能地保障了人的生命安全。 无人机尺寸相对较小，设计时不受驾驶员生理条件限制，可以有很大的工作强度，不需要人员生存保障系统和应急救生系统等，大大地减轻了飞机重量。 制造成本与寿命周期费用低，没有昂贵的训练费用和维护费用，机体使用寿

6、命长，检修和维护简单。 无人机的技术优势是能够定点起飞，降落，对起降场地的条件要求不高，可以通过无线电遥控或通过机载计算机实现远程遥控。,无人飞行器的优缺点,.,13,缺点 主要表现在生存力低，在与有较强防空能力的敌人作战时，无优势可言。 无人机速度慢，抗风和气流能力差，在大风和乱流的飞行中，飞机易偏离飞行线路，难以保持平稳的飞行姿态。 无人机受天气影响较大，结冰的飞行高度比过去预计的要低，在海拔3000-4500m的高度上，连续飞行10-15min后会使飞机受损。 无人机的应变能力不强，不能应付意外事件，当有强信号干扰时，易造成接收机与地面工作站失去联系。 无人机机械部分也有出现故障的可能，

7、一旦出现电子设备失灵现象，那对无人机以及机载设备将是致命的。,无人飞行器的优缺点,.,14,无人飞行器应用领域,.,15,无人飞行器的应用非常广泛，可以用于军事，也可以用于民用和科学研究。 在民用领域，无人飞行器已经和即将使用的领域多达40多个，例如影视航拍、农业植保、海上监视与救援、环境保护、电力巡线、渔业监管、消防、城市规划与管理、气象探测、交通监管、地图测绘、国土监察等。,无人飞行器应用领域,城市规划与管理,影视航拍,.,16,无人飞行器应用领域,地图测绘,农业植保,电力巡线,消防救援,交通监管,.,17,无人飞行器的分类,.,18,无人飞行器的种类繁多，主要包括飞艇、固定翼无人机、伞翼

8、无人机、扑翼无人机、变翼无人机、旋翼式无人机等。,无人飞行器的分类,飞艇,.,19,无人飞行器的分类,固定翼无人机,伞翼无人机,扑翼无人机,变翼无人机,.,20,无人飞行器的分类,旋翼式无人机多旋翼,旋翼式无人机直升机,.,21,多旋翼概述及分类,.,22,多旋翼飞行器也称为多轴飞行器，是直升机的一种，它通常有3个以上的旋翼。飞行器的机动性通过改变不同旋翼的扭力和转速来实现。相比传统的单水平旋翼直升机，它构造精简，易于维护，操作简便，稳定性高且携带方便。常见的多旋翼飞行器，如：四旋翼，六旋翼和八旋翼，被广泛用于影视航拍、安全监控、农业植保、电力巡线等领域。,多旋翼概述及分类,三轴多旋翼,.,2

9、3,无人飞行器的分类,四轴多旋翼,八轴多旋翼,六轴多旋翼,.,24,多旋翼飞行器的构造,.,25,多旋翼飞行器主要由机架、电机、电调和桨叶组成，为了满足实际飞行需要，一般还需要配备电池、遥控器及飞行辅助控制系统。,多旋翼飞行器的构造,.,26,机架 机架是指多旋翼飞行器的机身架，是整个飞行系统的飞行载体。一般使用高强度重量轻的材料，例如碳纤维、PA66+30GF等材料。,多旋翼飞行器的构造,风火轮F550(PA66+30GF),筋斗云S1000(碳纤维),.,27,电机 电机是由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。在整个飞行系统中，起到提供动力的作用。,多旋翼飞行器的构造,.,

10、28,电调 电调全称电子调速器，英文electronic speed controller,简称ESC。在整个飞行系统中，电调主要提供驱动电机的指令，来控制电机，完成规定的速度和动作等。,多旋翼飞行器的构造,.,29,桨叶 桨叶是通过自身旋转，将电机转动功率转化为动力的装置。在整个飞行系统中，桨叶主要起到提供飞行所需的动能。按材质一般可分为尼龙桨，碳纤维桨和木桨等。,多旋翼飞行器的构造,尼龙桨,碳纤维桨,木桨,.,30,电池 电池是将化学能转化成电能的装置。在整个飞行系统中，电池作为能源储备，为整个动力系统和其他电子设备提供电力来源。目前在多旋翼飞行器上，一般采用普通锂电池或者智能锂电池等。,多旋翼飞行器的构造,普通锂电池,智能锂电池,.,31,遥控系统 遥控系统由遥控器和接收机组成，是整个飞行系统的无线控制终端。,多旋翼飞行器的构造,遥控器,接收机,.,32,飞行控制系统 飞行控制系统集成了高精度的感应器元件，主要由陀螺仪（飞行姿态感知），加速计，角速度计，气压计，GPS及指南针模块（可选配），以及控制电路等部件组成。通过高效的控制算法内核，能够精准地感应并计算出飞行器的飞行姿态等数据，再通过主控制单元实现精准