無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)概論-第-1-章-緒論

無人機(jī)應(yīng)用概論第一章緒論什么是無人機(jī)？無人機(jī)是無人駕駛航空器（UnmannedAerialVehicle，UAV）的簡稱，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置的不載人航空器，主要是重于空氣的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)航空器。無人機(jī)（UA：UnmannedAircraft），是由控制站管理（包括遠(yuǎn)程操控或自主飛行）的航空器。 ——《民用無人機(jī)駕駛員管理規(guī)定》飛行器航空器航天器空氣靜力航空器空氣動(dòng)力航空器非動(dòng)力驅(qū)動(dòng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)什么是無人機(jī)系統(tǒng)？無人機(jī)系統(tǒng)（UnmannedAircraftSystem，UAS）指無人機(jī)以及相關(guān)的控制系統(tǒng)，由無人機(jī)平臺(tái)、任務(wù)載荷、數(shù)據(jù)鏈、指揮控制、發(fā)射與回收、保障與維修等分系統(tǒng)組成。飛機(jī)平臺(tái)數(shù)據(jù)鏈路飛控程序地面站發(fā)射系統(tǒng)回收系統(tǒng)保障維修飛機(jī)軟硬件地面軟硬件輔助軟硬件無人機(jī)的特點(diǎn)無人機(jī)適合做危險(xiǎn)、枯燥的航空作業(yè)。無人機(jī)可做得輕小價(jià)廉，尤其適合超低空空域的飛行。無人機(jī)與任務(wù)載荷結(jié)合得更為緊密。一、是可長時(shí)間執(zhí)行空中任務(wù)；二、是可替代有人駕駛飛機(jī)進(jìn)入核、生、化等污染環(huán)境執(zhí)行任務(wù)；三、是實(shí)現(xiàn)飛行員“零傷亡”，政治和軍事風(fēng)險(xiǎn)較?。凰?、是由于不考慮人的因素，可承受更大的過載，飛機(jī)的隱身和機(jī)動(dòng)性上也可實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍；五、是全壽命費(fèi)用低、作業(yè)效費(fèi)比高。五大優(yōu)勢(shì)無人機(jī)的分類按飛行平臺(tái)結(jié)構(gòu)飛行控制原理分類：固定翼無人機(jī)、旋翼無人機(jī)、無人飛艇、傘翼無人機(jī)、撲翼無人機(jī)等。無人機(jī)的分類按起重大小分類：微型無人機(jī)：250克，飛行高度50米，最大飛行速度不超過40千米/小時(shí)、輕型無人機(jī)：空機(jī)重量不超過4千克，最大起飛重量不超過7千克，最大飛行速度不超過100千米/小時(shí)。小型無人機(jī)：是指空機(jī)重量不超過15千克或者最大起飛重量不超過25千克的無人機(jī)，中型無人機(jī)：是指最大起飛重量超過25千克不超過150千克，且空機(jī)重量超過15千克的無人機(jī)。大型無人機(jī)：是指最大起飛重量超過150千克的無人機(jī)。無人機(jī)的分類按活動(dòng)半徑分類：超近程無人機(jī)：活動(dòng)半徑在15km以內(nèi)；近程無人機(jī)：活動(dòng)半徑在15～50km之間；短程無人機(jī)：活動(dòng)半徑在50～200km之間；中程無人機(jī)：活動(dòng)半徑在200～800km之間；遠(yuǎn)程無人機(jī)：活動(dòng)半徑大于800km。無人機(jī)的分類按實(shí)用升限分類：超低空無人機(jī)：任務(wù)高度一般在0～100m之間；低空無人機(jī)：任務(wù)高度一般在100～1000m之間；中空無人機(jī)：任務(wù)高度一般在1000～7000m之間；高空無人機(jī)：任務(wù)高度一般在7000～18000m之間；臨近空間無人機(jī)：任務(wù)高度一般大于20km、小于100km。無人機(jī)的分類按民航局對(duì)無人機(jī)執(zhí)法管理范圍界定分類：實(shí)際運(yùn)行中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅺ類分類有交叉時(shí)，按照較高要求的一類分類。對(duì)于串、并列運(yùn)行或者編隊(duì)運(yùn)行的無人機(jī)，按照總重量分類。地方政府（例如當(dāng)?shù)毓膊块T）對(duì)于Ⅰ、Ⅱ類無人機(jī)重量界限低于本表規(guī)定的，以地方政府的具體要求為準(zhǔn)。分布式操作的無人機(jī)系統(tǒng)或者集群，其操作者個(gè)人無需取得無人機(jī)駕駛員執(zhí)照。分類等級(jí)排列順序由低到高依次為：Ⅶ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅺ、Ⅻ，高分類等級(jí)執(zhí)照可行使低分類等級(jí)執(zhí)照權(quán)利（Ⅴ、Ⅵ分類等級(jí)不按重量級(jí)別劃分）。無人機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)能源與動(dòng)力技術(shù)無人機(jī)平臺(tái)技術(shù)自主控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化通信技術(shù)多任務(wù)載荷一體化技術(shù)提供航空器飛行所需動(dòng)力的機(jī)械：發(fā)動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)。提供航空器動(dòng)力機(jī)械裝置動(dòng)力的能源：航空燃料、太陽能電池、燃料電池、聚合物鋰電池等高效空氣動(dòng)力學(xué)技術(shù)。氣動(dòng)彈性技術(shù)。氣動(dòng)載荷設(shè)計(jì)技術(shù)。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)技術(shù)。隱身技術(shù)。態(tài)勢(shì)感知技術(shù)。自主導(dǎo)航與多機(jī)協(xié)同技術(shù)。自主決策技術(shù)。執(zhí)行任務(wù)技術(shù)。無人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域物流運(yùn)輸?shù)刭|(zhì)勘探警務(wù)安保海上巡視植保消防搶險(xiǎn)輸電線路巡檢城市交通監(jiān)測(cè)山林巡查軍事領(lǐng)域MQ-9Reaper（死神、收割者、掠食者）RQ-4全球鷹（GlobalHawk）民用領(lǐng)域影視拍攝翔龍彩虹5X47B利劍雷神神經(jīng)元無人機(jī)發(fā)展簡史公元前500中國古代的竹蜻蜓英國“航空之父”喬治·凱利，解析螺旋槳的工作原理東周春秋時(shí)期墨翟木頭風(fēng)箏魯班用竹子?xùn)|漢后用紙糊風(fēng)箏（紙鳶）滑翔機(jī)的雛形直升機(jī)的雛形孔明燈熱氣球無人機(jī)發(fā)展簡史1783年，法國的孟格菲兄弟發(fā)明了熱氣球。1784年，法國的羅伯特兄弟制造了一艘人力飛艇。1903年，美國的萊特兄弟制造出了第一架飛機(jī)。1936年，德國的?？顺晒Φ卦囷w了第一架得到承認(rèn)的載人直升機(jī)FW611939年，美國的伊戈?duì)?西科斯基成功地讓世界上第一架真正的直升機(jī)VS-300升空。無人機(jī)發(fā)展簡史1918年，美國發(fā)明家埃爾默?斯佩的團(tuán)隊(duì)，試飛了世界上第一架真正的“無人機(jī)”。1914年，英國軍事航空學(xué)會(huì)A.M.洛教授單翼投彈無人機(jī)，10年后，他終于取得成功。無人機(jī)發(fā)展簡史二戰(zhàn)結(jié)束：退役飛機(jī)改裝成訓(xùn)練靶機(jī)由于技術(shù)發(fā)展的限，早起發(fā)展緩慢，冷戰(zhàn)期間，引發(fā)了采用無人飛行器進(jìn)行偵察的思想越戰(zhàn)期間，BQM-34輕型無人機(jī)偵查1982以色列與敘利亞在貝卡谷戰(zhàn)爭，以色列成功使用無人機(jī)進(jìn)行偵察、干擾、誘敵，無人機(jī)再次被重視自20世紀(jì)90年代起，世界范圍內(nèi)掀起了無人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展的新高潮。海灣戰(zhàn)爭，科索沃戰(zhàn)爭，車臣戰(zhàn)爭，阿富汗戰(zhàn)爭，伊拉克戰(zhàn)爭，無人機(jī)得到了越來越廣泛的使用，發(fā)揮著越來越重要的作用。我國軍用無人機(jī)的研究開始于20世紀(jì)50年代后期，進(jìn)過30多年的發(fā)展，先后研制出了長空系列無人機(jī)、無偵5高空照相偵察機(jī)和D-4小型遙控飛機(jī)等以偵察、保障為主要功能的無人機(jī)型號(hào)。近十年來，中國軍隊(duì)的無人機(jī)應(yīng)用越來越廣泛，無人機(jī)對(duì)地作戰(zhàn)成為一個(gè)新興的領(lǐng)域，察打一體無人機(jī)開始大量進(jìn)入部隊(duì)服役。中國無人機(jī)部隊(duì)于2011年建立，這支部隊(duì)不斷進(jìn)行訓(xùn)練，參加各種軍事演習(xí)，并在勘察災(zāi)情等多樣化軍事任務(wù)中表現(xiàn)出強(qiáng)大的能力，為我國新型無人機(jī)作戰(zhàn)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。民用無人機(jī)：上世紀(jì)末本世紀(jì)初，民用領(lǐng)域初有使用，氣象無人機(jī)，救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)拍照。2010年，法國派諾特四旋翼無人機(jī)AR.Drone，打開了無人機(jī)民用消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)。2012年，大疆創(chuàng)新推出首款航拍無人機(jī)，目前在消費(fèi)級(jí)無人機(jī)市場(chǎng)占據(jù)全球75%的份額。無人機(jī)應(yīng)用的發(fā)展前景航空技術(shù)的發(fā)展，未來無人機(jī)飛行性能越來越高、飛行可靠性越來越好、執(zhí)行任務(wù)的能力越來越