无人机组装与调试 课件 项目三垂直起降无人机组装调试 01.项目三任务一 垂直起降固定翼无人机整体概述

无人机组装与调试

项目三

垂直起降无人机组装调试

垂直起降无人机整体概述01020304目录CONTENTS垂直起降无人机机体组装垂直起降无人机飞控系统安装垂直起降无人机飞控系统调试无人机飞行测试05垂直起降无人机遥控系统测试无人机飞行测试06垂直起降无人机飞行测试学习目标知识1.了解垂直起降固定翼无人机的概念、分类、特点、发展及控制原理；2.熟悉垂直起降固定翼无人机结构组成；3.掌握垂直起降固定翼无人机机体安装步骤；4.熟悉垂直起降固定翼无人机飞行控制系统调试的内容和步骤；5.掌握垂直起降固定翼无人机固定翼动力部分、旋翼系统测试和动力转换测试的步骤和方法；6.掌握垂直起降固定翼无人机飞行测试地面站任务规划的方法。01知识1.能够完成垂直起降固定翼无人机机体安装；2.能够完成垂直起降固定翼无人机飞行控制系统基本参数设置、遥控器校准和指南针校准；3.能够完成垂直起降固定翼无人机的固定翼动力系统测试、旋翼系统测试和动力转换测试；4.能够按照任务要求完成垂直起降固定翼无人机地面站任务规划和飞行任务执行。技能素养1.能够完成垂直起降固定翼无人机机体安装；2.能够完成垂直起降固定翼无人机飞行控制系统基本参数设置、遥控器校准和指南针校准；3.能够完成垂直起降固定翼无人机的固定翼动力系统测试、旋翼系统测试和动力转换测试；4.能够按照任务要求完成垂直起降固定翼无人机地面站任务规划和飞行任务执行。1.在实训过程中树立符合企业所诉求的安全、保密、责任意识；2.养成严谨诚信，团结合作，规范操作的职业素养；3.树立正确的世界观、人生观和价值观，具备良好的思想道德品质。任务一

垂直起降无人机整体概述任务要点本任务将从三个方面详细介绍垂直起降固定翼无人机的相关内容，主要包括垂直起降固定翼无人机概述、垂直起降固定翼无人机的结构组成以及垂直起降固定翼无人机的发展。通过基础理论知识的学习，使学生了解垂直起降固定翼无人机的概念、特点、结构组成以及发展历程等内容，为后面系统知识的学习奠定理论基础。一、垂直起降固定翼无人机概述垂直起降固定翼无人机是指起降过程采用可控垂直方式的固定翼无人机，是一种有效结合多旋翼无人机垂直起降能力和固定翼无人机高效巡航能力的复合型无人机。1.概念一、垂直起降固定翼无人机概述根据布局形式分类，可分为：复合翼布局、尾坐式布局、倾转旋翼布局等类型。2.分类复合翼布局尾坐式布局倾转旋翼布局一、垂直起降固定翼无人机概述根据动力系统类型分类，可分为纯电动、油电混合垂直起降固定翼无人机两大类。2.分类纯电动垂直起降无人机油电混合垂直起降无人机01020304一、垂直起降固定翼无人机概述3.特点飞行平台具备垂直起降能力，对起降点要求低，整个系统执行任务方便、灵活，适合在硬件条件比较恶劣的边境线、边境重要区域执行飞行任务载荷能力大，作业类型丰富，可通过挂载航摄相机、激光雷达、合成孔径雷达、光电吊舱等任务载荷，能够获取各类图像、影像、音频等丰富的数据，并可进行夜间作业飞行系统续航时间长、覆盖范围广，通过挂载相应专用设备可对目标进行空中侦察、跟踪、拍摄取证，具备在任务点实施长时间持续的监视能力飞行速度快，可对任务点大范围监控预警，并快速抵达目标点，提高边防反应能力，并可将实时数据回传，提高边防部门的信息协同能力一、垂直起降固定翼无人机概述垂直起降固定翼无人机在起飞时，采用与多旋翼无人机相同的起飞原理，当到达一定高度后切换至固定翼姿态模式，这时无人机的固定翼动力系统将启动，切换过程中飞控将自动保持无人机的飞行高度直到切换成功（达到固定翼最小空速则判断为切换成功），切换成功后多旋翼部分将缓慢关闭，进入纯固定翼模式飞行。4.控制原理起飞原理一、垂直起降固定翼无人机概述在飞行任务执行完毕后，垂直起降固定翼无人机会飞行至预定降落位置上空，这时使用地面站或遥控器切换至多旋翼模式，动力系统中多旋翼部分的四个电机将开始运作，固定翼动力系统停止工作，当垂直起降固定翼无人机可以达到悬停状态时代表转换成功，然后无人机缓慢垂直降落到预定地点。4.控制原理降落原理二、垂直起降固定翼无人机结构组成垂直起降固定翼无人机的机体组件主要包括：机身、机翼、旋翼、尾翼。1.机体二、垂直起降固定翼无人机结构组成固定翼部分2.动力系统动力系统的固定翼部分包括：前拉电机、前拉桨和电调，如图所示。固定翼部分常在巡航阶段高速状态下使用。二、垂直起降固定翼无人机结构组成旋

翼部

分2.动力系统动力系统的旋翼部分包括：四个螺旋桨、四个电机和两个旋翼轴，如图所示。旋翼部分常在起降及低速状态下使用，按照多轴模式飞行。二、垂直起降固定翼无人机结构组成3.控制系统飞控主要由主控电脑、陀螺仪、加速度计、气压计、空速管、磁罗盘、GPS模块等部件组成，主要用来稳定无人机的飞行姿态、控制无人机自主或半自主飞行，是垂直起降固定翼无人机的核心系统，如图所示。（1）飞控二、垂直起降固定翼无人机结构组成3.控制系统接收机的作用是接受遥控器信号，如图所示。（2）接收机二、垂直起降固定翼无人机结构组成3.控制系统数传电台又叫“无线数传模块”，在垂直起降固定翼无人机的应用中，数传电台将信号传给控制终端，同时通过终端操作，将信号传至无人机，实现可靠操控。通过数传电台，可以实现数据的高效实时传输,如图所示。（3）数传电台三、垂直起降固定翼无人机的发展1.第一阶段20世纪60年代，美国军方开始研究垂直起降固定翼无人机技术，目的是为了在军事侦察、监视和侦察方面提供更多的选择。在此期间，美国陆军和海军陆战队分别研制了XM-407和RyanXV-5Vertifan等垂直起降固定翼无人机。20世纪70年代，美国陆军研制了VZ-4DAVertol，这是一种垂直起降固定翼无人机，用于进行高空气象观测任务。三、垂直起降固定翼无人机的发展2.第二阶段20世纪80年代，随着计算机技术和遥控技术的发展，垂直起降固定翼无人机开始逐渐应用于民用领域。德国公司Eurocopter研制了一种名为VFW-614的垂直起降固定翼无人机，用于进行民用航空的气象观测和飞行测试。三、垂直起降固定翼无人机的发展3.第三阶段21世纪初，随着无人机技术的快速发展，垂直起降固定翼无人机开始得到广泛应用。垂直起降固定翼无人机具有对起降场地要求低、机动性好、巡航速度高、航时长等优势，在军用和民用领域都具有极为广泛的应用前景，该无人机是目前航空领域研究热点。目前国内外在研垂直起降固定翼无人机仍是以倾转旋翼式和尾座式为主流构型，但由于现有技术尚无法满足未来战场对垂直起降固定翼无人机快速响应能力、快速到达能力的极高要求，需要进一步进行技术突破创新。三、垂直起降固定翼无人机的发展4.第四阶段随着分布式电推进技术在飞机总体、气动、动力、控制上逐渐展示出无可比拟的潜力，基于分布式电推进的高速垂直起降固定翼无人机技术或将成为未来航空领域新