航模概论全套教学课件

第一章航空模型的基本知识

1第一章航空模型的基本知识2第二章航空模型材料3第三章航空模型的起源与飞机的诞生4第四章航空模型运动5第五章无人机的发展历程6第六章无人机7第七章无人机的发展应用与无人机驾驶员合格证8第八章纸飞机的制作与试飞全套可编辑PPT课件一、航空模型的基本常识航空模型的定义

航空模型是一种重于空气的，有尺寸限制的，带有或不带有发动机的，不能载人的航空器

。其技术要求是：最大飞行重量同燃料在内为五千克；最大升力面积一百五十平方分米；最大的翼载荷100克/平方分米；活塞式发动机最大工作容积10亳升。遥控特技模型牵引模型滑翔机模型飞机的组成

模型飞机一般与载人的飞机一样，主要由机翼（含副翼和襟翼）、尾翼、机身、起落架和发动机五部分组成。发动机机翼：是模型飞机在飞行时产生升力的装置，以支持飞机在空中飞行，同时也起到一定的横侧安定作用。在机翼上一般安装有副翼和襟翼。尾翼：包括水平尾翼和垂直尾翼两部分。水平尾翼可保持模型飞机飞行时的俯仰（纵向）安定性，水平尾翼上的升降舵能控制模型飞机的升降；垂直尾翼保持模型飞机飞行时的方向安定性，垂直尾翼上的方向舵可控制模型飞机的航向，用于修正飞机航向和操纵飞机小角度转向。机身：将模型飞机的各部分连接成一个整体的主干部分。同时机身内可以装载动力装置、遥控设备、操纵机构和燃料等。

起落架：供模型飞机起飞、着陆和停放的装置。前部一个起落架，后面两面个起落架叫前三点式；前部两个起落架，后面一个起落架叫后三点式。前三点式起落架后三点式起落架发动机：它是模型飞机产生飞行动力的装置。模型飞机常用的动力装置有：橡筋束、活塞式发动机、喷气式发动机、电动机等。

橡筋弹射模型活塞式发动机喷气式发动机无刷电动机二、航空模型常用术语与主要数据

1、翼展：机翼（尾翼）左右翼尖间的直线距离（穿过机身部分也计算在内）。2、机身全长：模型飞机最前端到最末端的直线距离。3、前缘：机翼前面的边缘。4、后缘：机翼后面的边缘。5、翼弦：机翼前后缘之间的直线距离。6、机翼（升力）面积：矩形机翼的面积为翼展乘翼弦；梯形和椭圆形机翼以翼展和平均几何弦长的乘积来计算，单位一般为dm²。7、展弦比：翼展和平均几何弦长之比，等于翼展的平方除以翼面积。展弦比大说明机翼狭长。8、模型飞机全重：装有发动机、遥控设备等装置的模型飞机全部重量（不包括燃料）。9、翼载荷：模型飞机全重除以机翼面积所得的机翼单位面积承载量，单位一般为g/dm²。

10、重心：模型飞机各部分重力的合力作用点称为重心。一般的遥控模型飞机重心在机翼前缘后平均翼弦的1/4~1/3处；滑翔机的重心在翼弦的1/3~1/2处。重心11、模型飞机的坐标轴：它是通过飞机重心的三条互相垂直的坐标轴，是用来描述飞机各部分围绕重心转动的机体坐标系，坐标原点（O)固定在飞机的重心。机体纵轴（y）通过飞机重心，位于飞机对称面内，沿机身轴线，指向机头方向为正；机体立轴（z）通过重心，位于飞机对称面内，并与纵轴（y）垂直，指向座舱上方为正；机体横轴（x）通过飞机重心，并与纵轴（y）和立轴（z）垂直，指向右机翼方向为正。(y)横轴（x）(z)O12、尾力（心）臂：由模型飞机的重心到距水平尾翼前缘约四分之一弦长处的距离。13、上反角：机翼左右两端向上翘的角度。练习机为获得更好的横侧安定性，上反角较大，多为3˚~6˚。尾力臂正常飞行时，两边升力相等遇到侧风飞机倾斜时，向下的机翼升力大，产生恢复力矩。14、机翼安装角：机翼翼根弦与机身中心轴线的夹角。一般遥控模型飞机机翼安装角为0˚~1˚，滑翔机为3˚~5˚。15、下拉角：上单翼机飞行中机翼所产生的升力和阻力，会使模型飞机围绕重心产生抬头力矩。为抵消这个抬头力矩，保证发动机的拉力在变大或变小时，模型飞机都处在相对平稳的飞行姿态。安装发动机时要有适当下拉角，以使发动机的拉力产生向下的分力，减少在发动机功率增大和速度增加时，所产生的不必要的抬头力矩。上单翼练习机的下拉角一般为3˚~5˚。16、右拉角：右旋螺旋桨会产生使机头向左的反作用力，同时螺旋桨所产生的螺旋滑流作用到尾翼，也会使模型飞机向左偏航。为克服这些力产生向左的力矩，在安装发动机时需要将其向右倾斜1˚~3˚。17、发动机气缸工作容积：活塞顶端面积和行程的乘积，一般以立方厘米为单位，或毫升来表示；英制以立方英寸表示，如通常说的20级，指的是其气缸工作容积为0.2立方英寸。1in³=16.387cm³(ml),由此可知英制20级发动机气缸工作容积为0.2×16.387=3.2744cm³（或3.2744c.c）。15~25级发动机一般用在小型遥控练习机、线操纵和自由飞模型飞机。活塞式发动机气缸工作容积示意图18、电动机：电动模型飞机目前普遍使用效率高的无刷电机，它分外转子和内转子两种。内转子无刷电机经过齿轮减速带动螺旋桨，多用在遥控动力滑翔机上；其它模型一般使用效率略高的外转子无刷电机。19、电调：是航空模型用电子调速器的简称,现在的航模电子调速器一般都是与无刷电机匹配使用。

20、电池三、模型飞机的分类按机翼的位置：可分为高单翼机、上单翼机、中单翼机和下单翼机。高单翼机上单翼机中单翼机下单翼机高单翼机

飞机重心低，自动恢复横向平衡的性能好，适合入门者操纵。高单翼机上单翼机：飞机重心较低，安定性好，适合初学者练习简单的特技动作。上单翼机中单翼机：在模型飞机平飞、倒飞、正筋斗和倒筋斗时，舵面效率基本相同。中单翼机下单翼机：主要用来完成高难度特技动作，安定性比高、上、中单翼机差，但操纵灵活，机动性强。

下单翼机按机翼的数目可分为单翼机、双翼机和多翼机。（推荐电影：红男爵）按机翼的形式可分为普通翼机、前掠翼机、后掠翼机、双机身机、鸭式翼机、串列翼机、三角翼机、无尾翼机(飞翼)等。前掠翼飞机后掠翼飞机双机身飞机鸭式翼飞机串列翼机无尾翼（飞翼）机三角翼机按机翼平面形状可分为矩形机翼，梯形机翼，椭圆形机翼等。◆矩形机翼整个机翼翼弦相等，制作简单，练习机一般较多采用。

◆梯形机翼翼尖的翼弦小于机翼根部的翼弦。梯形机翼空气动力性能好、机动灵活，特技机较多采用。椭圆形机翼适用在滑翔机、竞速机、古典像真机。缺点是制作较困难。

按机翼的截面翼型（翼型：机翼或尾翼的横剖面形状。）可分为平凸翼型、对称翼型、双凸翼型、凹凸翼型、S翼型等。平凸翼型上弧弯曲，下弧平直，升力大，制作简单，适用在初学者使用的练习机。

对称翼型上下弧度曲线相同,做正倒特技动作时操纵效果相同，适合有遥控特技动作经验者使用的特技运动竞赛机。平凸翼型双凸翼型下弧弯曲程度比上弧小，升力系数相对小些，但有利于倒飞动作，适合航空模型中级练习者。

凹凸翼型适用于飞留空时间的模型飞机，滑翔性能好。S形翼型适用于无尾翼模型飞机。无尾翼(飞翼)机采用S翼型可以保持俯仰安定。空气动力包括两类：一类是压力，垂直于机翼表面；另一类是摩擦力，平行于机翼表面。空气动力合力中的升力和机翼翼弦的交点称为“压力中心”。距离机翼前缘25%弦长的点叫“焦点”，又名“空气动力中心”。机翼的升力对这一点的力矩叫“焦点力矩”。对称翼型机翼的压力中心作用在焦点上，不随迎角变化，在任何迎角焦点力矩都等于零。非对称翼型机翼的压力中心在焦点之后，升力对焦点产生一个低头力矩，迎角越大，压力中心前移越多。无尾飞翼式模型飞机的重心在焦点（就是空气动力中心）的前面。重心大约在距前缘16%翼弦的地方。当机翼的迎角增大时，增加的升力使机翼产生低头力矩，减少迎角，恢复俯仰平衡，保持模型飞机的水平飞行姿态，当迎角减小成负角时，升力的增量成负值，使机翼产生抬头力矩。四、航模的结构方式模型飞机的结构通常包括：机翼结构、尾翼结构、机身结构、发动机舱结构和起落架结构。四、航模的结构方式机身结构四、航模的结构方式整机结构透视四、航模的结构方式结构强度不足案例作业：1、航空模型的定义是什么？其技术要求有哪些？2、模型飞机一般有哪几部分组成？3、请解释以下几个航空模型术语：①翼载荷；②模型飞机的重心；③模型飞机的上反角；④活塞发动机气缸工作容积。第二章航空模型材料

航模材料木材优点：1.密度小2.比强度大3.容易加工4.价格相对低廉缺点：1.木纹不一致，强度不均匀2.木材的细孔容易吸水变形

轻木(又称“巴尔沙木”）

产于南美洲厄瓜多尔、巴西等热带地区，我国云南、海南岛等地曾试种成功，但质量不如原产地。

材质松软，纹理均匀，不易变形，密度很小，在0.06～0.36g/立方厘米。

可用来制作：翼肋，水平尾翼，垂直尾翼，翼尖等部位。桐木：白花泡桐

紫花泡桐

我国特有的航模制作材料。

泡桐是我国特有的树种。产于黄河下游和长江流域。

经干燥处理后的桐木密度在0.2～0.4克/立方厘米。

木纹直而均匀，相对密度大，变形小，易加工。

用于制作：机翼前缘、后缘、辅梁、蒙板、翼肋等松木：东北红松

产于我国东北长白山、小兴安林、吉林山区。

木材经干燥脱脂后密度在0.4～0.7克/立方厘米，纹理均匀，木质细密，不易变形。

主要用于模型飞机上的受力部件。如：机翼主梁、机身纵梁，普及级模型的发动机架等。桦木

产于东北、华北、西北及西南高山地区。

木材黄白色，材质坚硬，纹理均匀，密度较大。

用于制作模型飞机的螺旋桨、发动机架等受力部件。是生产航空层板主要原料。层板

椴木层板：由椴木单板和酚醛胶膜纸压制而成的胶合板。高质量的可耐气候，耐水，强度适当，较易加工。

航空层板：由桦木层板和酚醛胶纸压制而成，有0.5～3毫米不同规格，具有良好的耐水和高力学性能。其它材料EPO泡沫塑料

聚乙烯发泡珠粒和聚乙烯发泡珠粒混合发泡成型。

比聚乙烯泡沫塑料相比较耐冲击，但重量略有增加。EPP聚丙烯泡沫塑料性能卓越的高结晶型聚合物/气体复合材料，以前独特而优越的性能成为目前增长最快的环保，抗压，缓冲，隔热材料。

环保材料，可回收再利用，可自然降解。

不怕摔热缩蒙皮

复合材料复合材料

复合材料按基体材料不同分三大类：（1）聚合物基（树脂基）复合材料（2）金属基复合材料（3）无机非金属基（如陶瓷）复合材料。模型飞机上主要采用纤维复合增强材料的树脂基复合材料。航模用复合材料：优点：比金属质量轻，强度高，玻璃钢的比强度是钢材的4倍，碳纤维增强环氧树脂基复合材料的比强度是钛的4.9倍。耐腐蚀，电性能好，热导率低，膨胀系数小。缺点：表面硬度低，易划痕，耐磨性能差，可燃，抗冲击，剪切强度低，受力过程中可产生分层。耐热性比金属低。成型工艺：手糊成型工艺，模压成型工艺，缠绕成型工艺，挤压成型工艺等。玻璃纤维：用于油动，电动模型飞机，滑翔机的制作。碳纤维：

模型飞机用挤压工艺生产的碳纤维管材、棒材、片材制作连接件、加强件。用碳纤维织物和环氧树脂糊制高强度的机身、机翼、尾管、机翼前缘等部分。用预浸碳纤维布压制碳纤维螺旋桨、遥控直升机构架板、起落架等零件。凯夫拉.芳纶纤维

芳纶纤维全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺”，1970年由杜邦公司研发成功。是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸碱、重量轻等优良性能，其强度是钢丝的5到6倍，重量仅为钢丝的1/5左右，在560C温度下，不分解，不老化。用于制作高度轻木、凯夫拉、碳纤维复合梁。粘接剂502胶注意：1.胶层越薄，强度越高。2.在未未完全固化前在粘接处施加压力。3.502胶吸水性极强，避免接触皮肤。4.不能用来粘接层板。环氧树脂胶AB胶302飞机结构强度不足的后果太阳能飞机解体载重飞机机头拉断第三章航空模型的起源与飞机的诞生

一、中国古代的航空模型

秦汉时代相风铜乌古代风扇（古代铜制的鸟形风向器，装饰于建筑高处。）风车风帆船克服重力的办法共有五种：

利用浮力；利用扑翼的升力；利用旋转翼的升力；利用固定翼的升力；利用喷气的反作用推力。一、木鸟木鸟是我国古代研究者模仿飞鸟用竹木制造的模型。鲁班鲁班（公元前507年—公元前444年），姬姓，公输氏，名班，人称公输般，尊称公输子。又称鲁般，惯称“鲁班”。鲁国（今山东曲阜）人。是我国古代的一位出色的发明家，两千多年以来，他的名字和有关他的故事，一直在广大人民群众中流传。我国的土木工匠们都尊称他为祖师。在航空方面，他发明了飞鸢，是有文字记载人类探索空中飞行的第一人。二、风筝风筝是一种固定翼重于空气的航空器。是由古代汉族劳动人民发明于中国东周春秋时期，至今已2000多年。相传墨翟以木头制成木鸟，研制三年而成，是人类最早的风筝起源。后来鲁班用竹子，改进墨翟的风筝材质。直至东汉期间，蔡伦改进造纸术后，坊间才开始以纸做风筝，称为“纸鸢”。鲁班在制作木鸟扑翼机扑翼机失控少年儿童放飞风筝古代宫廷放飞风筝古代百姓放飞风筝风筝—沙燕龙形风筝古代风筝，曾被用于军事上的侦察工具外，更有进行测距、越险、载人的历史记载。汉代——在约公元前200年，楚汉相争，韩信曾令人制作大型风筝，并装置竹哨弓弦，于夜间漂浮楚营，使其发出奇怪声音，以瓦解楚军士气。宋代（公元960—1279年）——人们把放风筝作为一项锻炼身体的运动，百姓在清明节时，将风筝放的高而远，然后将线割断，让风筝带走一年所积之霉气。明代（1368—1644年）——以风筝载炸药，依“风筝碰”的原理，引爆风筝上的引火线，以达成杀伤敌人之目的。清乾隆——即有双纸控制风筝详图尺寸与解说。日伪时期——因军事的理由禁止放风筝，因为鲜艳的风筝可传递给敌方讯息，并提供飞机轰炸的目标。二次世界大战美军曾用特技风筝做活动靶，训练打靶。三、竹蜻蜓竹蜻蜓是我国古代流行很广的飞行玩具，并且一直流传至今。它的结构银简单，由旋翼和转轴组成。旋翼是一块矩形的竹片，中间打孔，垂直固定一根圆形小轴，旋翼两边削成方向相反的斜面。因为古代加工条件所限，竹料比木料比较容易加工成均匀的薄片，所以一般都选用竹材。加之它的外形具有两翼和一条长长的"尾巴"(转轴)，竹蜻蜓因此得名。放飞的方法主要有两种：一种是用双手搓轴，使之旋转上升；另一种是把转轴插人管内，顶绕小绳后猛拉使之旋转上升。竹蜻蜓在航空发展过程中具有重要的地位。首先，它本身就是一种典型的空气螺旋桨。飞艇和飞机正因为应用了它的原理才获得了成功。否则，飞机就会在滑翔和扑翼阶段徘徊不前。此外，直升机更是直接应用了竹蜻蜓的原理和飞行方式。有人称竹蜻蜒是现代直升机的祖先，这在原理上并不过分。四、孔明灯孔明灯是一种轻于空气的航空器，主要由气囊和火盘组成。有些孔明灯的气囊用竹丝做骨架，可以做成动物或器皿的形状。气囊下端有一个很大的开口，开口的边缘用竹篦加固定型。火盘用金属丝编成，悬挂在开口的中心部位。放孔明灯的方法是将孔明灯直立，开口向下。在火盘上放些松明、松脂、桐油或其它易燃物。点燃这些易燃物，使热气充入气囊。充热气到一定程度，孔明灯就会缓缓升空。燃料烧完后，气囊慢慢降温，孔明灯徐徐下落。五、流星“流星”是利用燃烧火药喷射推进的烟花，最早出现于宋朝，开始主要用于军事信号，后来成为玩具。流星是喷气反作用推力原理的最早应用，是现代火箭的雏形。二、近代科学技术发展与飞机的诞生(一)科学技术的发展与模型飞机的出现17世纪的欧洲，经过许多科学家的努力，在天文学和力学方面积累了丰富资料的基础上，英国科学家牛顿实现了天上力学和地上力学的综合，形成了统一的力学体系——经典力学（主要包括有牛顿万有引力定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律）。经典力学体系的建立，是人类认识自然及历史的第一次大飞跃和理论的大综合，它开辟了一个新的时代，并对科学发展的进程以及人类生产生活和思维方式产生及其深刻的影响。艾萨克·牛顿爵士丹尼尔·伯努利在1726年首先提出的内容就是：在包括气体在内的一切流体里，流体的流速越大，压强越小；流体的流速越小，压强越大。称为伯努力原理丹尼尔·伯努力詹姆斯·瓦特（JamesWatt，1736年1月19日—1819年8月25日）英国发明家，第一次工业革命的重要人物。1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。詹姆斯·瓦特蒸汽机活塞式内燃机自19世纪60年代问世以来，经过不断改进和发展，已是比较完善的机械。它热效率高、功率和转速范围宽、配套方便、机动性好，所以获得了广泛的应用。

内燃机蒙哥尔费兄弟，法国航空先驱、热空气气球发明人。兄：米歇尔·蒙哥尔费，1740年8月26日生于阿尔代什省维达隆莱昂纳内,1810年6月26日卒于埃罗省巴拉吕克莱班斯，弟：埃廷纳·蒙哥尔费，1745年1月7日生于阿尔代什省维达隆莱昂纳内，1799年8月2日卒于塞尔维耶尔。两人最大的功绩是在1783年研制出世界上第一个热空气气球。

蒙哥尔费兄弟查理（1746～1823）法国物理学家、数学家和发明家。1783年在法国蒙哥尔费兄弟制成热空气气球后不久，他制成第一个充氢气的气球，在当年8月27日第一次实现了充氢气气球升空。查理亨利·吉法尔（1825—1882），法国发明家。1852年，法国人亨利·吉法尔制造了世界上首架动力驱动的可驾驶飞艇。这种43米长、充满氢气的飞艇由一台蒸汽机驱动，并以每小时8千米的速度飞行了27千米。

亨利·吉法尔飞艇1937年5月6日，曾在天空飞翔的德国巨型飞艇“兴登堡”号在美国新泽西州莱克赫斯特海军航空总站上空准备着陆时，仅仅34秒内被烧为灰烬，艇上97个人中有61人死里逃生，36人遇难，自此载客飞艇退出历史舞台。德国“兴登堡”号飞艇空难乔治·凯利，1773年12月27日出生于英国一个有地产的绅士家庭，空气动力学之父。1809年，凯利开始研究鱼与我们今天所说的流线型的关系，成功地制造出航空史上第一架全尺寸滑翔机并进行试飞。乔治·凯利德国人奥托·李林达尔兄弟也是飞机发明过程中的重要人物。他们是最早的滑翔飞行家，于1889年出版了《鸟类飞行——航空的基础》一书，其中就指出了弓形截面机翼才能获得最大的升力。奥托·李林达尔（哥哥）莱特兄弟，指的是威尔伯·莱特WilburWright

（1867.4.16—1912.5.12）和奥维尔·莱特OrvilleWright

（1871.8.19—1948.1.30）两位美国发明家，飞机的制造者。他们于1903年12月17日首次完成完全受控制、附机载外部动力、机体比空气重、持续滞空不落地的飞行，因此“发明了世界上第一架飞机”的成就就归功给了他们。莱特兄弟飞行者一号飞机莱特兄弟特别注意学习前人的经验。尤其是从李林达尔那里吸取许多极为宝贵的东西。尽管这样，莱特兄弟仍然借助模型进行了许多试验。他们研究了李林达尔的数据，发现了一些疑问。在这种情况下，他们不像李氏兄弟那样进行几乎是无休止的滑翔，而是改用风洞进行模型试验，这些试验大大提高了设计水平。1901年莱特兄弟用自制的风洞进行模型试验冯如，男，汉族；我国飞机研究先驱、爱国华侨。1883年12月生于广东恩平一个贫困家庭。他从小喜欢制作风筝和车船等玩具。对神话故事尤其是飞天故事，更是满心向往。12岁随亲戚漂洋过海到美国谋生。他在美国开办广东制造机器公司以研制飞机，1909年试飞成功，其性能优于当时美国的其他机种。孙中山先生观看过冯如的飞机，高度评价他的成就。1912年8月在广州燕塘飞行表演中，由于机械故障，飞机失事，年仅29岁被尊为“中国始创飞行大家”作业1、举例说明近代那些重要科学发现为航空发展的突破创造了条件（举例2种科学发现即可）？2、世界公认的飞机的发明人是谁？他们在发明制造飞机的过程中采取了那些试验方法？第四章航空模型运动

一、国际航空联合会与中国航空运动协会◆国际航空联合会国际航空联合会（TheFédérationAéronautiqueInternationale），(简称FAI)。国际航空运动联合会是1905年10月14日在法国成立，总部设在巴黎，有50个会员协会，正式工作语言为英语、法语、西班牙语和俄语。国际航联的宗旨是：促进航空和宇宙航空运动在全世界的发展，使其成为一种不分政治信仰和种族而使人们团结起来的强有力的工具；确认、核实国际纪录；制定航空和宇宙航空比赛的规则；汇集、分析和传播有助于改进飞机设备、飞行安全的情报。经过一个世纪的稳步增长，FAI现有100多名会员国家。国际航空联合会会徽国际航联及其下属各单项委员会定期举办航空运动的特技飞行、滑翔、跳伞、航空模型和气球等各项目的世界锦标赛；收集和介绍各国航空运动的开展情况与国际民用航空及国际航空运输协会协商保障航空运动活动的空域；向对航空运动有贡献的人士颁发奖状和奖章等。FAI下设国际航空运动委员会，其中包括滑翔、跳伞、航空模型和航空教育等14个单项委员会，组织和领导各单项比赛和专门业务，各会员可要求参加任何单项委员会的活动，并可向委员会派出自己的代表，出席委员会的例会等。每个国家入会时根据本国(组织)会员的多少、航空运动的水平及开展情况，由理事会和代表大会确定该组织在国际航联中的级别。级别共分为12级，各个级别有不同的表决权，第一级会员国有10票表决权，依次递减。级别越高应交纳的会费也多。代表大会每年召开一次，选举新的领导人，任期一年。1977年4月17日，国家体委核心组办公会议决定，同意中国航空运动协会申请加人国际航联。6月17日，国家体委、外交部、财政部会签了“关于申请加人国际航空联合会的请示”，经中央批准后，9月24日，以中国航空运动协会名义向国际航联提出了申请。经过1978年2月和7月国际航联的两次理事会同意我国的申请，并决定向代表大会推荐(我国代表袁载钧列席了7月的理事会会议)。国际航联第71届代表大会于1978年10月21日在智利首都圣地亚哥开幕，有27个国家的50多位代表出席了这次全会。在24日的全会上，经过讨论用公开表决的方式以多数票通过了接纳中华人民共和国航空运动协会为正式会员的决定，定为四级会员(与法、英、澳、加拿大同属一个级别)。决定通过之后，中华全国体育总会代表袁载钧和刘觉俦出席了全会。◆中国航空运动协会中国航空运动协会(AEROSPORTSFEDERATlONOFCHINA)，简称中国航协(ASFC),成立于1964年8月，下设飞行、气球、跳伞、航空模型、悬挂滑翔及滑翔伞、模拟飞行六个项目委员会。中国航协是具有独立法人资格的全国性群众性体育组织，是中华全国体育总会的团体会员。中国航空运动协会是由热心支持航空运动的单位或个人自愿结成的非营利性的体育社团。中国航协是国际航联的成员国单位，中国航协副主席赵明宇现担任国际航联副主席。中国航协主要负责管理全国航空体育运动项目，是代表中国参加国际航空联合会及相应国际航联活动的唯一合法组织。中国航空运动协会会徽

国际航空联合会将航模型分为以下几类：1.F1自由飞类2.F2线操纵圆周飞行类3.F3无线电遥控飞行类4.F4像真模型类国家体委及国际航空联合会规定的各种航空模型运动项目的代号第一位英文字母：P表示普及级，F表示国际级。第二位数字：1表示自由飞项目，2表示线操纵项目，3表示遥控项目，4表示象真项目。第三位英文字母：从A－E分别代表各大项中的小项目。在竞时项目中：A表示滑翔机，B表示橡筋航空模型飞机，C表示发动机自由飞模型飞机，D表示室内模型飞机。在线操纵项目中：A表示竞速模型飞机，B表示线操纵特技模型飞机，C表示小组竞速，D表示空战模型。在遥控项目中：A表示特技模型飞机，B表示滑翔机，C表示直升飞机。自由飞类（F1）自由飞模型总的特点是：模型飞机在飞行过程中，不能进行人为的操纵与控制；但模型飞机可按照起飞前设置或调整好的姿态和轨迹飞行。这类模型大多为安定性非常好的滑翔机。自由飞模型可细分为以下几项：F1A、F1B、F1C、F1DF1A牵引滑翔模型飞机这种模型飞机起飞时，要用一根很长的牵引线，挂在机体的引钩上由人力或机械牵引装置牵引升空（很像风筝的起飞）。当爬升到适当高度时，牵引线脱钩，模型飞机开始自由滑翔。F1B橡筋动力模型滑翔机这种模型飞机是用像筋驱动一副螺旋桨来产生拉力。起飞时，模型飞机依靠拉力爬升。当爬升到一定高度，且像筋动力释放完、螺旋桨停止转动后，它还能利用自身的良好性能在空中滑翔很长时间。F1C活塞式发动机滑翔机它是以活塞式发动机为动力，需要燃烧油料使发动机工作来驱动螺旋桨，以产生起飞时所需的动力。F1D室内模型飞机这种模型飞机很特别，只能以像筋螺旋桨做动力在气流相对平静的场合如室内大厅或体育馆内飞行。一般飞行速度较慢，飞机重量极轻，有的甚至只有几克重。但它的飞行时间并不短，有些可长达几十分钟。线操纵类（F2）线操纵类模型飞机共有的一个特点就是以内燃机发动机或电动机做动力，通过很细长的操纵线（一般是两根）控制模型飞机的升降舵，对模型飞机的俯仰动作进行人为的操纵与控制。因此这类模型飞机只能以操纵者为轴心，在一个半球面的空间内飞行。

F2A线操纵竞速模型飞机这种模型飞机的飞行速度很快，为了减小模型的飞行阻力，模型的外形通常做成不对称的结构。在比赛中模型按规定的飞行圈数，以最短时间飞完全程者为胜。F2B线操纵特技模型飞机这种模型飞机在空中飞行时可以由操纵者控制模型完成各种特技动作，我国在此项目上一直占据国际领先地位。F2C线操纵小组竞速模型飞机小组竞速模型飞机是三架模型飞机同时在场上飞行，这类模型飞机不仅飞行速度很快，而且在飞行中要多次加油，每架模型都配有一名操纵手和一名机械师。无线电遥控类（F3）

通过无线电控制模型飞机，最接近真实飞机的飞行。F3A无线电遥控特技模型飞机由操纵者遥控模型飞机做出各种规定的特技动作。裁判员评分。这个项目具有一定设计、制作模型的乐趣；且能够充分发挥模型飞机的特技性能；对运动员的操纵技术要求很高；另外，该项目观赏性极强，拥有“空中芭蕾”的美誉。是目前世界航模运动的主流项目。F3B遥控模型滑翔机这种模型飞机没有动力，必须依靠外力牵引起飞，操纵者可以控制模型飞机的滑翔姿态，它主要比赛模型的留空时间、飞行速度、定点降落。F3C遥控模型直升机遥控模型直升机的结构、飞行方式和真直升机大同小异，而且遥控模型直升机可以做出很多真直升机无法完成的动作，它也是国际上最流行的项目之一。F3K手掷滑翔机手抛式无动力滑翔机，主要通过身体的力量把飞机抛到空中然后滑翔，通过搜寻地面的上升气流使飞机长时间地飞行，比赛主要是比留空时间。由于低空的上升气流较弱，因此对机手通过飞机的姿态感受气流的能力要求很高，同时要求机手能够准确合理地控制飞机，使飞机在能量损失最少的情况下在气流较好的空域中飞行，对操控技术有很大挑战。F3N无线电遥控花式模型直升机无线电遥控模型直升机的花式飞行是近年出现的新比赛项目，深受爱好者的欢迎，一般也叫3D飞行。其动作较F3M更加激烈、“暴力”，如超低空倒飞悬停、彩虹方舟、金刚石等真实直升机根本无法完成。F4C遥控像真模型飞机这种模型飞机按照真飞机的外观缩比制作，飞行状态、控制方式、基本结构几乎和真飞机相似，是目前世界各国航模爱好者使用最多的一种模型飞机。中国航空运动协会遥控航空模型飞行员执照中国航空运动协会遥控航空模型飞行员执照考核认定单位和联系人名单（第一批，2014年12月至2018年12月）1、北京市模型运动协会联系人：刘liuchang8536@2、河北省模型运动协会联系人：刘明398668832@3、山西省航空运动协会联系人：孟利mlfwl@163.com4、吉林省航空运动协会联系人：陈洪626494503@5、上海市航空车辆模型运动协会联系人：缪亚jtmyd318@163.com6、江苏省航空运动协会（南京市航空运动协会）联系人：陈春676236558@7、浙江省模型无线电运动协会联系人：孙志zjmrr2013@163.com8、安徽省模型无线电运动协会联系人：刘2257060133@9、福建省模型运动协会联系人：陈体13860517549@163.com10、江西省航空运动协会联系人：孙sf7960@163.com11、山东省航空运动协会联系人：张zhangwei1711@163.com12、河南省航空运动协会联系人：袁hnhkyd@163.com13、重庆市模型运动协会联系人：李lhf2b@126.com14、四川省模型运动协会联系人：王士545118954@15、贵州省模型运动协会联系人：李华328099173@16、云南省模型运动协会联系人：邓跃dengyuejian2004@126.com17、新疆航空运动协会联系人：杨xinjianghangmodui@163.com18、甘肃省航空运动协会联系人：张冲156692054@19、宁夏航空无线电模型运动协会联系人：赵耀zyd127@20、深圳市模型运动协会联系人：胡小szmsa6@163.com21、广西航空运动协会联系人：张红hongwu958844@126.com（第二批，2015年2月至2018年12月）22、海南省航空模型运动协会联系人：庞13976616390@139.com23、湖北省模型运动协会联系人：张立mode1z1x@163.com24、呼和浩特市航空航海车辆模型协会联系人：李同2784449514@25、陕西省航空运动协会联系人：梁13709197061@163.com科研类航空航天模型竞标赛（CADC）科研类全国航空航天模型锦标赛由国家体育总局、教育部和科技部联合主办，自2004年起已成功举办12届。本赛事尝试以体育竞赛为平台，结合国防、国民经济建设以及国家重点科研任务，通过参赛选手自行制作航空航天模型进行缩比验证飞行，检验创新作品的可行性、可靠性和实用性，进一步挖掘、拓展高校学生及科研院所相关人员的科技创新能力，为航空工业和国防建设搭建一个发掘创新后备人才、检验创新作品的平台。科研类航空航天模型竞标赛（CADC）比赛项目(一)限时载运空投(五)限距载重空投(二)模拟搜救(六)嫦娥奔月(三)对地侦察(七)电动滑翔机(四)太阳能飞机(八)垂直起降载运科研类航空航天模型竞标赛（CADC）限时载运空投：自重3kg，5min定时，载水起飞后向靶标空投得分科研类航空航天模型竞标赛（CADC）太阳能飞机：太阳能板直驱电机，不得使用电池，满分时间15min科研类航空航天模型竞标赛（CADC）对地侦察：限制机体尺寸，侦察远处靶标数字得分第五章无人机的发展历程

无人机的定义无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”（UnmannedAerialVehicle），是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称。美军“全球鹰”无人机1917年，皮特·库柏（PeterCooper）和埃尔默·A·斯佩里（ElmerA.Sperry）发明了第一台自动陀螺稳定器，这种装置能够使得飞机能够保持平衡向前的飞行，无人飞行器自此诞生。这项技术成果将美国海军寇蒂斯N-9型教练机成功改造为首架无线电控制的不载人飞行器（unmannedaerialvehicle，简称UAV）。斯佩里空中鱼雷（SperryAerialTorpedo）搭载300磅（约合136千克——译者注）的炸弹飞行50英里，改装以后，该机在长岛空军基地进行了数次试飞，但其性能达不到军方要求，军方停止了投资，从此无人问津。1917年：凯特灵（Kettering）空中鱼雷号木质的凯特灵空中鱼雷被称作“凯特灵小飞虫（KetteringBug）”，这架飞机能够载重300磅，在1917年的造价为400美金。通用公司的查尔斯·F·凯特灵（CharlesF.Kettering）设计的这架飞行器拥有可拆卸机翼，并且可以巧妙地从装有滚轮的手推车起飞。一战接近结束的时候，美军下了大量的凯特灵飞虫的订单，但在它被派上战场之前战争就已经结束了。1935年:DH.82B蜂王号（DH.82BQueenBee）1935年之前的空中飞行器飞不回起飞点，因此也就无法重复使用。蜂王号的发明，使得无人机能够回到起飞点，使得这项技术更具有实际价值。蜂王最高飞行高度17000英尺（约合5182米），最高航速每小时100英里（约合160公里），在英国皇家空军服役到1947年。1944年：复仇武器1号（V-1RevengeWeapon1）阿道夫·希特勒希望拥有攻击非军事目标的飞行炸弹，因此德国工程师弗莱舍·福鲁则浩（FieselerFlugzeuhau）于1944年设计了一架速度达到每小时470英里的无人机，著名的复仇者一号。（Vergeltungswaffe）为攻击英伦列岛而设计，也是当代巡航导弹的先驱。复仇者一号载弹量比前代更大，经常搭载多达2000磅（约合908千克）的导弹。英国有900多人死于该型无人机之下，复仇者一号从弹射道发射后能按照预先程序飞行150英里（约合240公里）。1955年：瑞安火蜂号（RyanFirebee）由瑞安航空1951年制造的火蜂原型机XQ-2在四年后进行首次试飞。这架世界上首台喷气推动的无人机主要用于美国空军。火蜂无人机适用于情报收集以及无线电交流的监控活动。1963年：洛克希德M-21和D-21M-21型是黑鸟系列中最早的产品A-12型飞机的变体，它是用来搭载洛克希德D-21高空无人机的母机。M-21和D-21同属一个1963年到1968年间进行的秘密项目，这个项目直到四十年后才为人所知晓。这两型飞行器于1969年到1971年开展对罗布泊核试验场的四项侦察活动。21机型的后续生产在1966年因为D-21在发射过程中和M-21母舰之间发生撞击事故而被取消。1966年12月6日，中国长空一号首飞成功。实际上长空一号就是仿制前苏联拉-17的产品，从开始仿制到总体设计成功用了三个月。后转由南京航空学院具体负责，曾由中航二集团的常州飞机制造厂负责生产。在南航，该机型于1976年底设计定型，总设计师为该校的郭荣伟。长空一号是一架大型喷气式无线电遥控高亚音速飞机，可供导弹打靶或防空部队训练。长空一号经过适当改装可执行大气污染监控、地形与矿区勘察等任务。长虹-1无人机，由北京航空航天大学无人驾驶飞行器设计研究所研制，是高空多用途无人驾驶飞机。该机在军内称无侦-5，英文DR-5。长虹-1可用于军事侦察、高空摄影、靶机或地质勘测、大气采样等科学研究。该机于69年开始研制，72年11月28日首飞，1980年定型正式装备部队。1982年6月，以色列在贝卡谷地开创了无人机与有人机密切协同作战的先例，使无人机大出风头。以色列自行研制的"侦察员"和"猛犬"无人驾驶飞机。它们率先飞临叙军导弹阵地上空，诱使叙军萨姆-6导弹的制导雷达开机。制导雷达一开机，“侦察员”和“猛犬”立即把截获的无线电信号传给早已等候在空中的E-2C"鹰眼"预警机，“鹰眼”再把这一信息传给F-4“鬼怪”式战斗机。"鬼怪"获得信息后，发射"百舌鸟"反辐射导弹，准确无误地摧毁萨姆-6的制导雷达，使萨姆—6顿时变成"瞎子"。以色列的“侦察员”无人机1986年：先锋（ThePioneer）RQ-2A据美国海军介绍，于1986年12月首飞的先锋系列无人机为战术指挥官提供了特定目标以及战场的实时画面，执行了美国海军“侦察、监视并获取目标”等各种任务。这套无人定位系统的花销很小，满足了20世纪80年代美国在黎巴嫩，格林纳达以及利比亚以低代价开展无人获取目标的要求，并首次投入实战。先锋号现在仍在服役，通过火箭助力起飞，起飞重量416磅（约合189千克），航速每小时109英里（约合174公里）。飞机能够漂浮在水面，并且通过海面降落进行回收。1994年：MQ捕食者无人机通用原子公司（GeneralAtomics）在1994年制造了MQ捕食者无人机。捕食者的升级版能够将完全侦查用途的飞机改造成用于携带武器并攻击目标。在美国空军服役的捕食者已超过125架，六架则在意大利空军服役。捕食者无人机在联合国及北约在1995年对波斯尼亚的战役中首次使用，同时也出现美军阿富汗和伊拉克战场上，不过正逐步被淘汰。ASN-206多用途无人驾驶飞机，是由西北工业大学西安爱生技术集团研制的。该机于1994年12月完成研制工作。ASN-206是我军较为先进的一种无人机，尤其是它的实时视频侦察系统，为我军前线侦察提供了一种利器。该无人机采用后推式双尾撑结构形式。这一布局的好处是由于后置发动机驱动的螺旋桨不会遮挡侦察装置的视线。机身后部、尾撑之间装有1台HS-700型四缸二冲程活塞式发动机，功率为37.3千瓦。巡航时间为4～8小时，航程150千米。1996年该机获国家科技进步一等奖。1998年，“不死鸟”无人机，是由英国马可尼公司研制的一种中程无人侦察机。机体全部采用复合材料，模块式结构，推进式机翼和尾梁，可置换的机翼、垂尾翼尖等。该机的隐身性能好，具有较高的生存力，在战场上易于维修和运输。最大使用高度为2440m，侦察半径60km，在1000m高度下视场达800km²。1986年5月首飞，1991年还参加过海湾战争，但是由于技术和使用问题，直至1993年9月才获得英国陆军批准。直到1998年12月才进入英国陆军服役。

2004年:RQ-7B幻影200RQ-7B幻影是无人机家族中最小的一个，被美国陆军和海军陆战队用于伊拉克和阿富汗战场。这个系统能够定位并识别战术指挥中心125公里之外的目标，让指挥官的观察，指挥，行动都更加敏捷。幻影200广泛使用于中东地区，截止2010年5月份的累积飞行时间已经达到500000小时。2005年：火力侦察（FireScout）无人直升机火力侦察是一种无人直升机，它能够在任何能够起降飞行器的战舰上自行起飞并且在非预定地点降落，由美国军方于21世纪前十年之初开发。这张图片中，火力侦察直升机正在亚利桑那尤马试验场试射2.75英寸非制导火箭。2009年：RQ-170哨兵(Sentinel)由洛克希德马丁公司附属公司臭鼬工厂(SkunkWorks)设计并生产的RQ-170哨兵号服役于美国空军。在阿富汗的“持久自由行动”初次部署，飞行高度经常达到50000英尺（约合15000米）的RQ-170成为了“坎大哈之兽”。2011年五月RQ-170参与了巴基斯坦的阿伯塔巴德（Abbottabad）突袭，美军在这里找到并剿杀了奥萨马·本·拉登。2011年12月一架RQ-170被伊朗俘获，并且在伊朗电视台中展出。这幅图片展示了RQ-170的基本特征：翼型设计以及15240米的作业高度。2010年：全球鹰全球鹰高空飞行器拥有长时间飞行能力。服役美国空军的该类无人机装备了能够开展情报收集、侦察以及监视等功能的综合传感器。2001年开始研发的全球鹰项目成为航空历史的重大标杆。这是已知的第一架能够不经停直接飞越太平洋的无人机，该无人机在2006年7月获准在美国领空飞行。这张图展示的是是在东京展出的一架全球鹰全尺寸模型。BZK-005高空大航程无人机是我国哈飞与北航联合设计的一种具有隐身能力的中高空远程无人侦察机系统飞行器。机身上携带了一个大型卫星接收天线，用于接收地面指令，同时传输侦察图片。攻击-1无人机，是中国空军装备的一型察打一体无人机。该机集侦察、情报传输和火力打击于一身，是第十届中国珠海航展的明星武器。攻击-1无人机是中国空军在航展中亮相的首款现役察打一体无人机。这款无人机采用单发、大展弦比、平直翼、V型尾翼气动布局设计，配备光电侦察监视设备和多型武器，目前已形成战斗力，可担负低威胁环境下战场重点区域持久侦察、监视和攻击、毁伤效能评估等任务，是中国空军一款重要的武器装备。JWP-02型中程通用无人机，用于取代已服役近15年的JWP-01型无人机。JWP-01型无人机于1994年定型，1996年获得国家科技进步一等奖，是中国陆军装备的第一代200公斤级中短程多用途无人机，主要用于炮兵侦察。多旋翼无人机的发展历程

结构简单、维护成本低是多旋翼飞行器的最大优点，飞行控制器使得多旋翼无人机操控简易和飞行稳定，是多旋翼能够广泛推广的核心原因。从早期航模爱好者把相机DIY到多轴飞行器进行盲拍开始，空中影像的应用领域被初次打开，消费类航拍无人机经历了不断的技术发展和产品迭代，我们可以把多旋翼无人机核心技术的应用和历史时期进行结合，归纳出在时间轴上多旋翼无人机的发展历程。第六章无人机

167无人机的定义无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”（UnmannedAerialVehicle），是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。168无人机系统的定义

无人机系统（UAS：UnmannedAircraftSystem），也称无人驾驶航空器系统（RPAS：RemotelyPilotedAircraftSystems），是指一架无人机、相关的遥控站、所需的指令与控制数据链路以及批准的型号设计规定的任何其他部件组成的系统。169无人机系统驾驶员的定义无人机系统驾驶员，由运营人指派对无人机的运行负有必不可少职责并在飞行期间适时操纵飞行控制的人。无人机系统的机长，是指在系统运行时间内负责整个无人机系统运行和安全的驾驶员。170按平台构型分类

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。171按用途分类

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。172按尺度分类（旧民航法规）微、轻、小、大。空机质量m≤7kg7kg<m≤116kg（校正空速小100km/h,升限小于3000m）5700kg

173注1：实际运行中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅺ类分类有交叉时，按照较高要求的一类分类。注2:对于串、并列运行或者编队运行的无人机,按照总重量分类。注3:地方政府(例如当地公安部门)对于I、II类无人机重量界限低于本表规定的,以地方政府的具体要求为准。空机重量，是指不包含载荷和燃料的无人机重量，该重量包含燃料容器和电池等固体装置。起飞全重=飞机无油重量+起飞油量（航线耗油+备份油量）+实际业载。实际业载：飞机实际装载的燃料、任务载荷等可装卸设备之和。174按活动半径分类超近程：15km以内近程：15-50km之间短程：50-200km之间中程：200-800km之间远程：大于800km。

175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

176无人机的系统组成及介绍典型的无人驾驶航空器系统由飞行器平台、控制站、通讯链路以及批准的型号设计规定的任何其他部件组成的系统。

177飞行器的定义飞行器（flightvehicle）是由人类制造、能飞离地面、在在大气层内或大气层外空间飞行的机械飞行物。在大气层内飞行的称为航空器，在太空飞行的成为航天器。另外还有火箭、导弹和制导武器。178航空器的分类根据产生升力的基本原理原理179

由动力装置产生前进的推力或拉力，由机体上固定的机翼产生升力，在大气层内飞行的重于空气的无人航空器。

固定翼无人机平台180

旋翼无人机平台是一种重于空气的无人航空器，其在空中飞行的升力由一个或多个旋翼与空气进行相对运动的反作用获得，与固定翼为相对的关系。

旋翼无人机平台181多轴飞行器是一种具有三个及以上旋翼轴的特殊的直升机。旋翼的总距固定而不像一般直升机那样可变。通过改变不同旋翼之间的相对转速可以改变单轴推进力的大小，从而控制飞行器的运行轨迹。多轴飞行器182动力装置动力装置主要用来产生拉力或推力，克服阻力，从而驱使飞机以规定的速度前行，通常称为航空(飞机）发动机。无人机使用的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。目前主流的民用无人机所采用的动力系统通常为活塞式发动机和电动机两种。183活塞式发动机活塞发动机也叫往复式发动机，是一种利用一个或者多个活塞将压力转换成旋转动能的发动机。活塞发动机是内燃机的一种，靠汽油、柴油等燃料提供动力。活塞式发动机主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。184目前大型、小型、轻型无人机广泛采用的动力装置为活塞式发动机系统。而出于成本和使用方便的考虑，微型无人机中普遍使用的是电动动力系统，电动系统主要由动力电机、动力电源、调速系统三部分组成。动力电机185动力电池mAhmA186调速系统

动力电机的调速系统称为电调，全称电子调速器，英文electronicspeedcontroller，简称ESC。针对动力电机不同，可分为有刷电调和无刷电调。它根据控制信号调节电动机的转速。现在的无人机电子调速器一般都是与无刷电机匹配使用。

187涡喷发动机有人机涡轮喷气发动机技术的发展，为无人机涡轮喷气发动机的发展提供了重要的技术基础。目前小型涡轮喷气发动机已在少数高速无人靶机及突防无人机中得到应用。小型涡轮喷气发动机机构包含四部分：压气机，燃烧室，涡轮，喷管188涡轮螺桨发动机涡桨发动机的驱动原理大致上与使用活塞发动机作为动力来源的传统螺旋桨飞机雷同，是以螺旋桨旋转时所产生的力量来作为飞机前进的推进力。其与活塞式螺桨机主要的差异点除了驱动螺旋桨中心轴的动力来源不同外，还有就是涡桨发动机的螺旋桨通常是以恒定的速率运转，而活塞动力的螺旋桨则会依照发动机的转速不同而有转速高低的变化。189涡轮轴发动机在工作和构造上，涡轮轴发动机同涡轮螺桨发动机根相近。它们都是由涡轮风扇发动机的原理演变而来，只不过后者将风扇变成了螺旋桨，而前者将风扇变成了直升机的旋翼。除此之外，涡轮轴发动机也有自己的特点：它一般装有自由涡轮（即不带动压气机，专为输出功率用的涡轮），而且主要用在直升机和垂直/短距起落飞机上。190各型发动机的适用情况191导航飞控系统

导航飞控系统是无人机的关键核心系统之一。部分情况下，按具体功能又可划分为导航子系统和飞控子系统两部分。导航子系统功能是向无人机提供相对于所选定的参考坐标系的位置、速度、飞行姿态，引导无人机沿指定航线安全、准时、准确的飞行。完善的无人机导航子系统具有以下功能：（1）获得必要的导航要素：高度、速度、姿态、航向；（2）给出满足精度要求的定位信息：经度、纬度；（3）引导飞机按规定计划飞行；（4）接收预定任务航线计划的装定、并对任务航线的执行进行动态管理；（5）接收控制站的导航模式控制指令并执行；并具有指令导航模式与预定航线飞行模式相互切换的功能；（6）具有接收并融合无人机其它设备的辅助导航定位信息的能力；（7）配合其它系统完成各种任务。

192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的核心系统，对无人机实现全权控制与管理，因此飞控子系统之于无人机相当于驾驶员之于有人机，是无人机执行任务的关键。飞控子系统主要具有如下功能：（1）无人机姿态稳定与控制；

（2）与导航子系统协调完成航迹控制；（3）无人机起飞（发射）与着陆（回收）控制；（4）无人机飞行管理；

（5）无人机任务设备管理与控制；（6）应急控制；

（7）信息收集与传递。193传感器

无人机导航飞控系统常用的传感器包括角速率传感器、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，这些传感器构成无人机导航飞控系统设计的基础。

194角速率传感器

角速率传感器是飞行控制系统的基本传感器之一，用于感受无人机绕机体轴的转动角速率，以构成角速率反馈，改善系统的阻尼特性、提高稳定性。角速率传感器的选择要考虑其测量范围、精度、输出特性、带宽等。角速率传感器应安装在无人机重心附近，安装轴线与要感受的机体轴向平行，并特别注意极性的正确性。195

姿态传感器

姿态传感器用于感受无人机的俯仰、滚转和航向角度，用于实现姿态稳定与航向控制功能。姿态传感器的选择要考虑其测量范围、精度、输出特性、动态特性等。姿态传感器应安装在无人机重心附近，振动尽可能要小，有较高的安装精度要求。196高度、空速传感器（大气机）

高度、空速传感器（大气机）用于感受无人机的飞行高度和空速，是高度保持和空速保持的必备传感器。一般和空速管、通气管路构成大气数据系统。高度、空速传感器（大气机）的选择主要考虑测量范围和测量精度。其安装一般要求在空速管附近，尽量缩短管路。

197

位置传感器位置传感器用于感受无人机的位置，是飞行轨迹控制的必要前提。惯性导航设备、GPS卫星导航接收机、磁航向传感器是典型的位置传感器。位置传感器的选择一般考虑与飞行时间相关的导航精度、成本和可用性等问题。惯性导航设备有安装位置和较高的安装精度要求，GPS的安装主要应避免天线的遮挡问题。磁航向传感器要安装在受铁磁性物质影响最小且相对固定的地方，安装件应采用非磁性材料制造。198飞控计算机

导航飞控计算机或简称飞控计算机，是导航飞控系统的核心部件，从无人机飞行控制的角度来看，飞控计算机应具备如下功能：（1）姿态稳定与控制；（2）导航与制导控制；（3）自主飞行控制；（4）自动起飞、着陆控制；

199飞控计算机200机载飞控软件

机载导航飞控软件或简称机载飞控软件，是一种运行于飞控计算机上的嵌入式实时任务软件，不仅要求功能正确、性能好、效率高的特点，而且要求其具有较好的质量保证、可靠性和可维护性。机载飞控软件按功能可以划分成如下功能模块：（1）硬件接口驱动模块；（2）传感器数据处理模块；（3）飞行控制模块；（4）导航与制导模块；（5）飞行任务管理模块；（6）任务设备管理模块；（7）余度管理模块；（8）数据传输、记录模块；（9）自检测模块；（10）其它模块。201执行机构

无人机执行机构都是伺服作动设备，是导航飞控系统的重要组成部分。其主要功能是根据飞控计算机的指令，按规定的静态和动态要求，通过对无人机各控制舵面和发动机节风门等的控制，实现对无人机的飞行控制。

202电气系统

无人机电气系统是无人机的供电系统和各种用电设备的总称。供电系统包括飞机电源系统和飞机配电系统，前者用于产生和调节电能；后者用以分配和管理电能。用电设备包括无人机飞行操纵、发动机控制、航空电子、电动机械、武器操纵、照明与信号和防冰加温等系统。飞机供电系统的作用在于保证可靠地向用电设备，尤其是与安全飞行直接有关的重要用电设备提供符合要求的电能。飞机供电系统的可靠性要求比一般地面供电系统高得多，因此常采用多种措施来满足这些要求，如采用余度技术、故障状态下的负载管理和应急电源等。飞机的典型电气负载分析（占用功率百分比）203空中交通管制设备空中交通管制服务的任务是防止航空器与航空器相撞及在机动区内航空器与障碍物相撞，维护和加快空中交通有序的进行。雷达管制是指直接使用雷达信息来提供空中交通管制服务。按照行业相关发展规划，未来在融合空域运行的无人机系统或所有大型无人机系统必须安装专用的空中交通管制设备。管制员从二次雷达上很容易知道飞机的编号、高度、方向等参数。后期可能研发更加轻量和简化的无人机专用空中交通管制设备。PSR与SSR主要性能比较

204控制站指挥控制与任务规划是无人机地面站的主要功能。无人机地面站也称控制站、遥控站或任务规划与控制站。在规模较大的无人机系统中，可以有若干个控制站，这些不同功能的控制站通过通信设备连接起来，构成无人机地面站系统。无人机地面站系统其功能通常包括指挥调度、任务规划、操作控制、显示记录等功能。

205显示系统

地面控制站内的飞行控制席位、任务设备控制席位、数据链管理席位都设有相应分系统的显示装置，因此需综合规划，确定所显示的内容、方式、范围。主要显示：飞行参数综合显示；告警；地图航迹显示。206操纵系统无人机操纵与控制主要包括起降操纵、飞行控制、任务设备（载荷）控制和数据链管理等。地面控制站内的飞行控制席位、任务设备控制席位、数据链路管理席位都应设有相应分系统的操作装置。207起飞方式：手抛，弹射，零长发射，投放发射，滑跑起飞。

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回收方式：伞降回收，撞网回收，气囊回收，滑跑降落。

209飞行控制

是指采用遥控方式对无人机在空中整个飞行过程的控制。无人机的种类不同、执行任务的方式不同，决定了无人机有多种飞行操纵方式。遥控方式是通过数据链路对无人机实施的飞行控制操纵。一般包括舵面遥控、姿态遥控和指令控制三种方式。210通信链路

无人机通讯链路主要指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的无线电链路。根据ITU-R（国际电信联盟）M（移动、无线电定位、业余和相关卫星业务）.2171报告给出的无人机系统通讯链路是指控制和无载荷链路，主要包括：指挥与控制（C&C），空中交通管制（ATC），感知和规避（S&A）三种链路。211我国对无人驾驶航空器系统无线信道配置及无线电设备射频指标要求

212四轴飞行器又称四旋翼飞行器、四旋翼直升机，简称四轴、四旋翼。

组成：由机架、飞控板、传感器、电机与电调、电池、遥控器等几部分组成。213飞行原理四轴飞行器是通过调节四个电机转速来改变螺旋桨转速，实现升力的变化，进而达到飞行姿态控制的目的。与传统的直升机相比，四旋翼飞行器由于各个旋翼对机身所产生的反扭矩与旋翼的旋转方向相反，因此当电机1和电机3逆时针旋转时，电机2和电机4顺时针旋转，可以平衡旋翼对机身的反扭矩，所以多四旋翼飞行器在空中更加稳定。214多旋翼飞行器可以通过调节电机的转速来实现6个方向上的运动，分别为：垂直运动、俯仰运动、滚转运动、偏航运动、前后运动、倾侧运动。垂直运动（升降控制）在图下中，两对电机转向相反，可以平衡其对机身的反扭矩，当同时增加四个电机的输出功率时，旋翼转速增加使得总的垂直向上的拉力增大，当总拉力大于整机的重量时，四旋翼飞行器便离地垂直升起；反之，同时减小四个电机的输出功率，四旋翼飞行器则垂直下降，直至平衡落地，实现了沿z轴的垂直运动。

215俯仰运动在图（b）中，电机1的转速上升，电机3的转速下降，电机2、电机4的转速保持不变。为了不因为旋翼转速的改变引起四旋翼飞行器整体扭矩及总拉力改变，旋翼1与旋翼3转速改变量的大小应相等。由于旋翼1的升力上升，旋翼3的升力下降，产生的不平衡力矩使机身绕y轴旋转（方向如图所示），同理，当电机1的转速下降，电机3的转速上升，机身便绕y轴向另一个方向旋转，实现飞行器的俯仰运动。216滚转运动与图（b）的俯仰运动原理相同，在图（c）中，改变电机2和电机4的转速，保持电机1和电机3的转速不变，便可以使机身绕x轴方向旋转（正向和反向），从而实现飞行器滚转运动。217偏航运动四旋翼飞行器偏航运动可以借助旋翼产生的反扭矩来实现。旋翼转动过程中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反的反扭矩，为了克服反扭矩影响，可使四个旋翼中的两个正转，两个反转，且对角线上的各个旋翼转动方向相同。反扭矩的大小与旋翼转速有关，当四个电机转速相同时，四个旋翼产生的反扭矩相互平衡，四旋翼飞行器不发生转动；当四个电机转速不完全相同时，不平衡的反扭矩会引起四旋翼飞行器转动。在图（d）中，当电机1和电机3的转速上升，电机2和电机4的转速下降时，旋翼1和旋翼3对机身的反扭矩大于旋翼2和旋翼4对机身的反扭矩，机身便在富余反扭矩的作用下绕z轴转动，实现飞行器的偏航运动，转向与电机1、电机3的转向相反。218前后运动要想实现飞行器在水平面内前后、左右的运动，必须在水平面内对飞行器施加一定的力。在图（e）中，增加电机3转速，使拉力增大，相应减小电机1转速，使拉力减小，同时保持其它两个电机转速不变，反扭矩仍然要保持平衡。按图（b）的理论，飞行器首先发生一定程度的倾斜，从而使旋翼拉力产生水平分量，因此可以实现飞行器的前飞运动。向后飞行与向前飞行正好相反。219侧向运动与图（e）的前后运动原理相同，在图（f）中，改变电机2和电机4的转速，保持电机1和电机3的转速不变，便可以使机身在水平面左右移动，即实现飞行器侧向运动。220四轴飞行器的安装平台—机架：顾名思义也就是飞行器的载体，相当于人体的骨骼，决定了飞行器的主体结构。机架上有安装无刷电机的位置，有安装飞控板和电池的位置，一般都会有降落脚架。

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