《水利工程智慧感知与测量技术》课件-27.无人机平台分类及系统组成

水利工程智慧感知与测量技术在无人机的领域中，飞行器平台和系统组成是其核心要素。飞行器平台的多样性，如固定翼、旋翼等不同类型，赋予了无人机适应不同任务的能力。而系统组成中的飞机分系统、任务设备分系统、地面控制分系统和通讯分系统，则确保了无人机能够高效、精准地完成既定任务。无人机平台分类

及系统组成01飞行器平台分类02无人机系统组成无人机飞行平台分类PART01无人机飞行平台分类飞行平台是无人机系统最基本的组成部分，是无人机系统在空中飞行的主体部分。飞行平台主要是指无人机的机体结构和起降系统，它为机载设备提供了搭载平台。按飞行平台构造形式的不同，无人机可以分为:固定翼无人机、无人直升机、多旋翼无人机、伞翼无人机、扑翼无人机、无人飞艇。固定翼无人机无人直升机多旋翼无人机无人飞艇扑翼无人机伞翼无人机无人机飞行平台分类固定翼无人机是使用数量最多的无人机平台。它是由固定在机体上的机翼产生升力，并由装在机体上的动力装置产生前进的推力或拉力，从而使其飞行。固定翼无人机大多数都由机翼、机身、尾翼、起落架等组成，其基本结构如图。固定翼无人机1-螺旋桨;2-副翼;3-方向舵;4-升降舵;5-机翼;6-起落架7-机身;8-发动机无人机飞行平台分类1.机翼功能:产生无人机飞行所需要的升力，同时也起到一定的稳定和操作作用。组成副翼：控制无人机做滚转运动襟翼：增加起飞着陆阶段的升力翼梁:承受弯矩(缘条)和剪力(腹板)纵墙:与蒙皮形成封闭的合段承受扭矩，与机身连接方式为铰接桁条:铝合金挤压或板材弯制而成，与翼肋相连并且铆接在蒙皮内表面，支持蒙皮以提高其承载能力更好的承受翼的扭矩和弯矩翼肋:包括普通翼肋和加强翼肋蒙皮:承受局部空气动力和形成机翼外形机翼组成图副翼滚转运动示意图无人机飞行平台分类2.机身功能:产装载任务载荷、设备、燃油和武器等，同时作为固定翼机翼、尾翼、起落架等部件的安装基础。组成蒙皮:与机翼蒙皮作用相似桁条:与机翼桁条作用相似桁梁:作用与翼梁相似隔框:作用与翼肋相似机身组成图机身实拍图无人机飞行平台分类3.尾翼功能:配平、稳定和操纵固定翼无人机。组成水平尾翼:由固定的水平安定面及其后的可转动的升降舵组成。垂直尾翼:由固定的垂直安定面及其后的可转动的方向舵组成。升降舵控制无人机的俯仰运动方向舵控制无人机的偏航运动无人机飞行平台分类4.起落架功能:支撑无人机在地面上的活动包括起飞和着陆滑跑、滑行、停放。组成支柱:起支撑作用并作为机轮的安装基础。减震器:吸收着陆和滑跑冲击能量机轮:与地面接触支持无人机的重量，减少无人机地面运动的阻力，可以吸收一部分撞击动能有一定的减震作用收放机构:用于收放起落架以及固定支柱，飞行时可减少阻力构架式起落架带撑杆的支柱式起落架摇臂式起落架无人机飞行平台分类无人直升机是一种由相对于机体旋转的旋翼提供升力和推进力的航空器，其动力装置直接驱动旋翼旋转。主要由机身、尾翼、起落架、动力系统和旋翼系统等组成，其基本结构及工作原理如下所示。无人直升机无人机飞行平台分类多旋翼无人机是指多于3个轴以上的旋翼机，通过桨之间相对转速来调节拉力和扭矩，控制飞行器悬停、旋转或航线飞行。一般由机架、螺旋桨、起落架、动力系统等组成。多旋翼无人机四旋翼六旋翼八旋翼三轴共浆六旋翼多旋翼无人机机体组成无人机飞行平台分类通过改变四个电机的转速，来实现上下、左右、前后的运动。其工作原理如下所示。无人机上下运动无人机左右运动无人机前后运动多旋翼无人机无人机飞行平台分类扑翼无人机，又称振翼机，是一种仿生设计的飞行器。其独特之处在于，通过机翼的扑动和变形来产生升力和推力，类似于鸟类的飞行方式。这种设计使得扑翼无人机在能耗、气动效率、稳定性、机动性以及噪音控制等方面都表现出显著优势。它可以用较少的能量进行远距离飞行，同时兼具高稳定性和高机动性，实现低噪音运行。扑翼无人机西北工业大学研制扑翼无人机”信鸽“无人机系统组成PART02无人机系统飞机分系统配备摄像头等任务设备实现影像采集通过信息通讯分系统进行实时数据传输由包含控制台和地面站设备的地面控制分系统完成飞行操控与数据处理无人机系统组成是无人机飞行的主体平台，主要提供飞行能力和装载功能。由飞行器系统、飞行控制系统、导航系统等组成。无人机系统飞机分系统飞行器系统机体系统推进系统起飞着陆系统机载部分导航系统非自主（GPS等）自主（惯性制导）飞行控制系统中央计算器飞行控制类传感器伺服设备N3多旋翼飞控系统E305多旋翼动力系统视觉传感导航系统根据使用用途进行安装，无人机可装载的任务载荷包括：倾斜摄影相机、光电吊舱、根据任务需要进行换装，通过地面控制站实现任务设备信息的实时监视、记录，完成侦察、通信情报分析与分发。无人机系统任务设备分系统光电系统雷达系统激光测距系统火控系统目标探测系统武器外挂管理系统常用军用任务设备分系统地面控制分系统包括遥控发射机、计算机或移动设备、数传电台地面端、图传接收机。主要完成对无人机的遥控、遥测、跟踪定位和任务设备信息传输，实现对无人机和机载任务设备的远距离控制。无人机系统地面控制分系统地面通讯分系统包括地面数据链路（上行）与机载数据链（下行）。地面数据链路主要完成地面控制站至无人机的遥控指令的发送和接收，机