《无人机应用基础》分为11章,分别介绍了国内外无人机的发展历程和总体技术特点,重点介绍了固定翼无人机、旋翼无人直升机、多旋翼无人机、无人飞艇等主要无人飞行器的总体设计、空气动力学基础、机体结构、航空电子(包含飞行控制系统、导航系统、相关任务设备等)和飞行原理等技术知识。在此基础之上,特别介绍了目前民航空中交通管制方面与无人机相关的基础知识,并且为了和实际应用领域紧密结合,还介绍了目前新的无人机方面管制法规政策、无人机管理体系、培训体系和相关证件特点、无人机各个应用领域的现状和特点以及若干无人机研发公司的创建历程等。
《无人机应用基础》关于无人机的知识介绍具有系统性和全面性的特点,并且紧密联系目前的行业应用实际情况,具有一定的实用性。
《无人机应用基础》可作为高等学校无人机应用相关专业的教学用书,同时也可以供无人机行业应用人员、航空模型爱好者使用。
近30年来,无人机技术在悄然之中快速发展,凭借着远程遥控飞行能力、自主飞行能力、低成本的优势,无人机广泛应用于军事领域中执行侦察、监测、科研甚至攻击等任务。特别是从2012年开始,随着微电子元器件工业和自动控制技术的进步,以及与之匹配的飞行控制算法推陈出新,以旋翼为主要特点的小型无人机在民用应用领域大放异彩,在航空拍摄、农林病虫害防护、安全监控、交通管制、应急通信、应急救援和物流快递等领域发挥着比传统方式更加出色的产业效用。正是在这种应用前景的影响下,越来越多的青年人进入无人机应用行业,成为近百万民用无人机从业人员的一份子。然而,无论是传统固定翼无人机,还是单旋翼、多旋翼无人机,从其本质上讲都是一种航空飞行器,很多年轻从业人员并没有系统地接受过航空工程应用专业知识教育,对飞行器缺乏基本、系统、全面的认识,这种知识构架方面的缺陷对于其个人未来在无人机应用行业中的工作和发展是极其不利的。
本书的编写既是为了满足刚刚进入无人机领域的年轻无人机操作人员的需要,也是为了满足在民用无人机行业从业多年的资深人士的需要,并且在极个别方面还兼顾了航模科技教育的需求。本书内容简明扼要、浅显易懂,原理公式引用适度。
本书中涉及的无人机类型包括固定翼无人机、无人直升机、多旋翼无人机和无人飞艇,书中对其飞行原理、机体结构、系统组成、实际应用和监管法规等各个方面进行了深入浅出的论述。笔者认为,以上内容基本涵盖了目前民用无人机应用的各个领域,尤其是民用无人机领域从业者们应该熟悉和掌握的基本知识。如果读者需要从事无人机平台及分系统的设计或者性能分析工作,可参阅相关领域专业学科的教科书。同时,为了便于教学需要,本书配有相应的教学课件。
西北工业大学航空学院无人机设计领域资深专家、博士生导师王和平教授对本书进行了细致认真的审阅,在此表示诚挚的感谢。
无人机领域涉及的专业知识相当多,笔者在本科阶段学习的是飞行器设计与工程专业,研究生阶段学习的是空气动力学专业,其后在近10年的无人机实际研发工作中也接触了很多其他专业的东西,笔者将近20年在无人机领域的学习、研究和工作的沉淀化为文字,用通俗易懂、略带幽默的文风表达给读者朋友,希望阅读本书的每一个读者都会喜欢并从中受益。
第1章无人机综述
1.1无人机发展历程
1.2无人机系统组成
1.3无人机种类与典型产品思考题
第2章无人机机体平
2.1机身结构
2.2机翼
2.3尾翼
2.4发动机与螺旋桨2.5起落架
思考题
第3章无人机航电分系统
3.1飞行控制系统
3.2导航系统
3.3空中交通管制系统思考题
第4章无人机地面站分系统
4.1通信链路
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