無人機教材ppt

無人飛行器概述 1910年 在萊特兄弟所取得的成功的鼓舞下 來自俄亥俄州的年輕軍事工程師查爾斯 科特林建議使用沒有人駕駛的飛行器 用鐘表機械裝置控制飛機 使其在預(yù)定地點拋掉機翼并象炸彈一樣落向敵人 在美國陸軍的支持和資助下 他制成并試驗了幾個模型 取名為 科特林空中魚雷 科特林蟲子 1933年 英國研制出了第一架可復(fù)用無人駕駛飛行器 蜂王 使用3架經(jīng)修復(fù)的 小仙后 雙翼機進(jìn)行試驗 從海船上對其進(jìn)行無線電遙控 其中2架失事 但第三架試飛成功 使英國成為第一個研制并試飛成功無線電遙控靶機的國家 無人飛行器發(fā)展簡史 無人飛行器發(fā)展簡史 二戰(zhàn)期間 美國海軍首先將無人機作為空面武器使用 1944年 美國海軍為了對德國潛艇基地進(jìn)行打擊 使用了由B 17轟炸機改裝的遙控艦載機 美國特里達(dá)因 瑞安公司生產(chǎn)的 火蜂 系列無人機是當(dāng)時設(shè)計獨一無二 產(chǎn)量最大的無人機 1948 1995年 該系列無人機產(chǎn)生多種變型 無人靶機 亞音速和超音速 無人偵察機 無人電子對抗機 無人攻擊機 多用途無人機等 美國空軍 陸軍和海軍多年來一直在使用以BQM 34 火蜂 靶機為原型研制的多型無人機 無人飛行器發(fā)展簡史 美國 火蜂 無人機 上世紀(jì)70 90年代及其以后 以色列軍事專家 科學(xué)家和設(shè)計師對無人駕駛技術(shù)裝備的發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn) 并使以色列在世界無人駕駛系統(tǒng)的研制和作戰(zhàn)使用領(lǐng)域占有重要地位 無人飛行器發(fā)展簡史 以色列 偵察兵 無人機 全世界都在造無人機 80 90年代 除了美國和以色列外 其他國家的許多飛機制造公司也在從事無人機的研制與生產(chǎn) 西方國家中在無人機研制與生產(chǎn)領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先位置的是美國 今天 美軍有用于各指揮層次 從高級司令部到營 連長的全系列無人偵察機 許多無人機可以攜帶制導(dǎo)武器 炸彈 導(dǎo)彈 目標(biāo)指示和火力校射裝置 最著名的是 捕食者 可復(fù)用無人機 世界上最大的無人機 全球鷹 影子 200 低空無人機 掃描鷹 小型無人機 火力偵察兵 無人直升機 無人飛行器發(fā)展簡史 無人飛行器發(fā)展簡史 美國 全球鷹 無人機 美國 捕食者 無人機 美國 影子200 無人機 美國 掃描鷹 無人機 美國 火力偵察兵 無人直升機 中國 翼龍 無人機 中國 翔龍 無人機 中國 暗箭 無人機 中國 彩虹5 無人機 多旋翼無人飛行器發(fā)展簡史 多旋翼飛行器作為無線電遙控的一種類型 歷史尚淺 1 理論開創(chuàng)階段多旋翼無人飛行器理論開創(chuàng)于上世紀(jì)10年代 直升機研發(fā)之前 幾家主要飛機生產(chǎn)商開發(fā)出的在多個螺旋槳中搭乘飛行員的機型 這種設(shè)計開創(chuàng)了多旋翼飛行器的理論 2 加速發(fā)展階段2007年以后 裝配高性能壓電陶瓷陀螺儀和角速度傳感器 六軸陀螺儀 的多旋翼無人飛行器開始出現(xiàn)加速發(fā)展 多旋翼無人飛行器發(fā)展簡史 3 未來發(fā)展階段 伴隨著飛行器技術(shù)的進(jìn)步 多旋翼無人飛行器使用者會急劇增加 這樣一來 事故和故障也會相應(yīng)增加 甚至?xí)l(fā)展成社會問題 今后不僅是制造商和商店一級 協(xié)會和主管部門面向多旋翼無人飛行器的飛行會和培訓(xùn)班也會增加 多旋翼無人飛行器發(fā)展簡史 多旋翼無人飛行器 無人飛行器的優(yōu)缺點 優(yōu)點避免犧牲空勤人員 因為飛機上不需要飛行人員 所以最大可能地保障了人的生命安全 無人機尺寸相對較小 設(shè)計時不受駕駛員生理條件限制 可以有很大的工作強度 不需要人員生存保障系統(tǒng)和應(yīng)急救生系統(tǒng)等 大大地減輕了飛機重量 制造成本與壽命周期費用低 沒有昂貴的訓(xùn)練費用和維護(hù)費用 機體使用壽命長 檢修和維護(hù)簡單 無人機的技術(shù)優(yōu)勢是能夠定點起飛 降落 對起降場地的條件要求不高 可以通過無線電遙控或通過機載計算機實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控 無人飛行器的優(yōu)缺點 缺點主要表現(xiàn)在生存力低 在與有較強防空能力的敵人作戰(zhàn)時 無優(yōu)勢可言 無人機速度慢 抗風(fēng)和氣流能力差 在大風(fēng)和亂流的飛行中 飛機易偏離飛行線路 難以保持平穩(wěn)的飛行姿態(tài) 無人機受天氣影響較大 結(jié)冰的飛行高度比過去預(yù)計的要低 在海拔3000 4500m的高度上 連續(xù)飛行10 15min后會使飛機受損 無人機的應(yīng)變能力不強 不能應(yīng)付意外事件 當(dāng)有強信號干擾時 易造成接收機與地面工作站失去聯(lián)系 無人機機械部分也有出現(xiàn)故障的可能 一旦出現(xiàn)電子設(shè)備失靈現(xiàn)象 那對無人機以及機載設(shè)備將是致命的 無人飛行器的優(yōu)缺點 無人飛行器應(yīng)用領(lǐng)域 無人飛行器的應(yīng)用非常廣泛 可以用于軍事 也可以用于民用和科學(xué)研究 在民用領(lǐng)域 無人飛行器已經(jīng)和即將使用的領(lǐng)域多達(dá)40多個 例如影視航拍 農(nóng)業(yè)植保 海上監(jiān)視與救援 環(huán)境保護(hù) 電力巡線 漁業(yè)監(jiān)管 消防 城市規(guī)劃與管理 氣象探測 交通監(jiān)管 地圖測繪 國土監(jiān)察等 無人飛行器應(yīng)用領(lǐng)域 城市規(guī)劃與管理 影視航拍 無人飛行器應(yīng)用領(lǐng)域 地圖測繪 農(nóng)業(yè)植保 電力巡線 消防救援 交通監(jiān)管 無人飛行器的分類 無人飛行器的種類繁多 主要包括飛艇 固定翼無人機 傘翼無人機 撲翼無人機 變翼無人機 旋翼式無人機等 無人飛行器的分類 飛艇 無人飛行器的分類 固定翼無人機 傘翼無人機 撲翼無人機 變翼無人機 無人飛行器的分類 旋翼式無人機多旋翼 旋翼式無人機直升機 多旋翼概述及分類 多旋翼飛行器也稱為多軸飛行器 是直升機的一種 它通常有3個以上的旋翼 飛行器的機動性通過改變不同旋翼的扭力和轉(zhuǎn)速來實現(xiàn) 相比傳統(tǒng)的單水平旋翼直升機 它構(gòu)造精簡 易于維護(hù) 操作簡便 穩(wěn)定性高且攜帶方便 常見的多旋翼飛行器 如 四旋翼 六旋翼和八旋翼 被廣泛用于影視航拍 安全監(jiān)控 農(nóng)業(yè)植保 電力巡線等領(lǐng)域 多旋翼概述及分類 三軸多旋翼 無人飛行器的分類 四軸多旋翼 八軸多旋翼 六軸多旋翼 多旋翼飛行器的構(gòu)造 多旋翼飛行器主要由機架 電機 電調(diào)和槳葉組成 為了滿足實際飛行需要 一般還需要配備電池 遙控器及飛行輔助控制系統(tǒng) 多旋翼飛行器的構(gòu)造 機架機架是指多旋翼飛行器的機身架 是整個飛行系統(tǒng)的飛行載體 一般使用高強度重量輕的材料 例如碳纖維 PA66 30GF等材料 多旋翼飛行器的構(gòu)造 風(fēng)火輪F550 PA66 30GF 筋斗云S1000 碳纖維 電機電機是由電動機主體和驅(qū)動器組成 是一種典型的機電一體化產(chǎn)品 在整個飛行系統(tǒng)中 起到提供動力的作用 多旋翼飛行器的構(gòu)造 電調(diào)電調(diào)全稱電子調(diào)速器 英文electronicspeedcontroller 簡稱ESC 在整個飛行系統(tǒng)中 電調(diào)主要提供驅(qū)動電機的指令 來控制電機 完成規(guī)定的速度和動作等 多旋翼飛行器的構(gòu)造 槳葉槳葉是通過自身旋轉(zhuǎn) 將電機轉(zhuǎn)動功率轉(zhuǎn)化為動力的裝置 在整個飛行系統(tǒng)中 槳葉主要起到提供飛行所需的動能 按材質(zhì)一般可分為尼龍槳 碳纖維槳和木槳等 多旋翼飛行器的構(gòu)造 尼龍槳 碳纖維槳 木槳 電池電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置 在整個飛行系統(tǒng)中 電池作為能源儲備 為整個動力系統(tǒng)和其他電子設(shè)備提供電力來源 目前在多旋翼飛行器上 一般采用普通鋰電池或者智能鋰電池等 多旋翼飛行器的構(gòu)造 普通鋰電池 智能鋰電池 遙控系統(tǒng)遙控系統(tǒng)由遙控器和接收機組成 是整個飛行系統(tǒng)的無線控制終端 多旋翼飛行器的構(gòu)造 遙控器 接收機 飛行控制系統(tǒng)飛行控制系統(tǒng)集成了高精度的感應(yīng)器元件 主要由陀螺儀 飛行姿態(tài)感知 加速計 角速度計 氣壓計 GPS及指南針模塊 可選配 以及控制電路等部件組成 通過高效的控制算法內(nèi)核