无人机系统概述 教案

无人机系统概述1.1无人机系统分类及与航空器、航模的区别1.2无人机系统组成及性能指标1.3无人机的用途和发展趋势知识目标：1.1无人机系统分类及与航空器、航模的区别一、无人机的分类1.按飞行平台构型分类无人机可分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机、扑翼无人机等。其中固定翼无人机、旋翼无人机应用比较广泛。2.按用途分类无人机可分为军用无人机和民用无人机。军用无人机可分为侦察无人机、诱饵无人机、电子对抗无人机、通信中继无人机、无人战机以及靶机等；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一、无人机的分类3.按尺度分类无人机可分为微型、轻型、小型以及大型无人机。微型无人机，是指空机质量小于等于7kg的无人机。轻型无人机是指空机质量大于7kg，但小于等于116kg的无人机。小型无人机，是指空机质量大于116kg，但小于等于5700kg的无人机。大型无人机，是指空机质量大于5700kg的无人机。4.按活动半径分类无人机可分为超近程无人机、进程无人机、短程无人机、中程无人机和远程无人机。超近程无人机活动半径在15km以内，近程无人机活动半径在15~50km之间，短程无人机活动半径在50~200km之间，中程无人机活动半径在200~800km之间，远程无人机活动半径大于800km。一、无人机的分类一、无人机的分类5.按任务高度分类无人机可以分为超低空无人机、低空无人机、中空无人机、高空无人机和超高空无人机。超低空无人机任务高度一般在0~100m之间，低空一般在无人机任务高度一般在100~1000m之间，中空无人机任务高度一般在1000~7000m之间，高空无人机任务高度一般在7000~18000m之间，超高空无人机任务高度一般大于18000m。一、无人机的分类6.按飞行速度分类无人机按照飞行速度分类可分为亚音速无人机、超音速无人机和高超音速无人机。7.按使用次数分类无人机按照使用次数分类可以分为单次和多次。单次使用无人机发射后不收回，也不需要在机上安装回收系统。多次使用无人机则指需重复使用的，要求回收的无人机。

二、航空器、无人机与航模的区别

1、航空器与无人机的区别从航空器的功用看，可以分为载人航空器和不载人航空器两大类。载人航空器包括飞机、直升机、动力伞、观光气球飞艇等，不载人航空器包括无人机、探空气球、飞艇、航模等。无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的具有一定功用的不载人飞行器，它包括无人飞机、无人机直升机、多旋翼飞行器等。无人机通常有三个部分组成：飞行平台、控制系统和任务载荷。2、无人机与航模的主要区别飞行平台控制系统任务载荷

二、航空器、无人机与航模的区别

图1植保无人机图2航模1.2无人机系统组成及性能指标

一、无人机系统组成

1.飞行器飞行器是无人机系统中的空中部分，包括飞机机体、推进装置、飞行操控装置、供电系统。图1典型的飞行器一、无人机系统组成2.发射与回收设备发射与回收的技术有好几种，从在现成的场地上进行的常规起飞及降落，到使用旋转翼或风扇系统垂直降落等。弹射也是无人机常用的发射方式，它使用引爆式火箭或气动、液压两者结合的方式。着陆拦阻网及装置被用于在地域不大的地区内截获固定翼飞机，伞降回收及翼伞回收应用于狭小地域的定点回收。一、无人机系统组成3.任务载荷任务载荷指的是无人机执行任务所需携带的任务设备。携带有效载荷是使用无人机系统的主要原因，而且有效载荷通常是无人机最昂贵的子系统，包括用于完成侦察任务的日间摄像机及夜间(红外)摄像机。无人机系统也使用照相机。如果需要确定目标的话，可以在成像设备上加上激光设备。雷达传感器也是无人机实施侦察任务的重要的有效载荷的一部分。一、无人机系统组成4.通信链路无人机通信链路需要使用无线电资源，目前我国工信部无线电管理局制定了《无人机系统频率使用事宜》，其中规定：（1）840.5~845MHz频段可用于无人机系统的上行遥控链路。（2）1430~1446MHZ频段可用于无人机系统下行遥测与信息传输链路。（3）2408~2440MHz频段可用于无人机系统下行链路，该无线电台工作时不得对其他合法无线电业务造成影响，也不能寻求无线电干扰保护。一、无人机系统组成4.通信链路通信链路由机载链路设备和地面链路设备组成。机载链路设备是指无人机上用于通信联络的电子设备。机载电台一般由发信机、收信机、天线、控制盒和电源等组成。民用通信链路的地面终端硬件一般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的显示控制界面。视距内通信链路地面天线采用鞭状天线、八木天线和自跟踪抛物面天线，需要进行超视距通信的控制站还会采用固定卫星通信天线。一、无人机系统组成5.任务规划和控制站

任务规划与控制站，也称无人机地面站，是无人机系统的作战指挥中心，无人机上传输过来的图像、指令及遥测数据在此进行处理及显示。数据通常通过地面终端进行中转，地面终端是数据链路的地面部分。任务规划及控制站由任务规划设备、控制及显控台、图像及遥测设施、计算机及信号处理器、地面数据终端、通讯设备、环境控制及生存能力保护设备组成。主要包括以下内容：一、无人机系统组成5.任务规划和控制站(1)指挥处理中心(2)无人机控制站(3)载荷控制站6.地面支援设备地面支援设备变得越来越重要，因为无人机系统是一种高精尖的电子系统，也是复杂的机械系统，地面支援设备除包活移动无人机所需的设备外，还包括测试及维护设备。

二、

无人机的性能指标

1.续航时间续航时间是检验无人机持续完成任务能力的重要标准。2.航程决定无人机航程的因素有机体结构、翼型、发动机、携带能量等，当然无人机的控制系统对航程也有着不可忽视的影响。3.飞行高度无人机的飞行高度就是升限，是指无人机能够维持平飞的最大高度，是一项重要的指标。4.飞行速度飞行速度对于无人机来说也是一项重要的指标。二、

无人机的性能指标5.本体尺寸无人机机体的尺寸能够影响其使用性能和抵抗恶劣环境的能力。6.有效载荷质量有效载荷质量是衡量无人机能够携带任务载荷多少的重要指标。7.爬升率指在一定飞行质量和一定的发动机工作状态下，无人机在单位时间内上升的高度。8.经济型无人机的设计、制造和维护成本是一项重要的指标，它是由无人机要执行的任务重要性来决定的。二、

无人机的性能指标9.可靠性是指在执行预期任务期间，无故障运行的可能

性。良好的可靠性是无人机稳定使用的重要保障。10.发射回收方式常用的发射方式有轨道发射、火箭发射、滑

跑发射、空中发射和垂直起飞等几种；常用

的回收方式有降落伞回收、空中回收、拦截

网回收、起落架滑轮着陆、气垫着陆和垂立

着陆等类型。1.3无人机的用途和发展趋势一、无人机的用途

1.航拍摄影/飞行表演竞技/极限运动自拍2.农药喷洒/虫灾监测/森林防护/牧场管理3.电力巡检/架线/电网“大数据”建设4.路况勘察/事故取证/交通疏导/智慧交通5.环境监测/管道巡检/溢油处理/危险采样一、无人机的用途6.群体活动监控/罪犯追捕/反恐侦察指挥7.航拍测绘