無(wú)人直升機(jī)設(shè)計(jì)構(gòu)造綜合概述

1、無(wú)人直升機(jī)設(shè)計(jì)構(gòu)造綜合概述內(nèi)容無(wú)人直升機(jī)的優(yōu)勢(shì)無(wú)人直升機(jī)的分類(lèi)已有無(wú)人直升機(jī)一覽無(wú)人直升機(jī)構(gòu)型國(guó)內(nèi)的無(wú)人直升機(jī)無(wú)人直升機(jī)優(yōu)勢(shì) 無(wú)人直升機(jī)的定義 無(wú)人直升機(jī)是一種由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，機(jī)上無(wú)人駕駛的航空器。它由機(jī)體、動(dòng)力裝置、飛行控制與管理設(shè)備等組成，能遙控能自主飛行。 無(wú)人機(jī)系統(tǒng)由無(wú)人飛行器、任務(wù)設(shè)備、測(cè)控與信息傳輸、指揮控制、發(fā)射與回收、保障與維修等分系統(tǒng)等組成，能完成特定任務(wù)的系統(tǒng)導(dǎo)彈與無(wú)人機(jī)的區(qū)別：1、無(wú)人機(jī)、直升機(jī)可以回收；2、無(wú)人機(jī)攜帶的彈藥無(wú)需特殊制造，不與機(jī)身形成一體。無(wú)人直升機(jī)優(yōu)勢(shì) 無(wú)人直升機(jī)的組成無(wú)人直升機(jī)分系統(tǒng)：機(jī)體、動(dòng)力、飛控與設(shè)備管理任務(wù)設(shè)備分系統(tǒng)：偵查、校射、電子對(duì)抗、中繼等設(shè)

2、備測(cè)控與信息傳輸分系統(tǒng)：遙控遙測(cè)、信息傳輸、中繼設(shè)備指揮與控制分系統(tǒng)：操縱與管理、綜合顯示、地圖與飛行航跡顯示、任務(wù)規(guī)劃、記錄與回放設(shè)備、情報(bào)處理等發(fā)射與回收分系統(tǒng)：運(yùn)載平臺(tái)、發(fā)射平臺(tái)保障與維修分系統(tǒng)：基層、基地保障維修設(shè)備無(wú)人直升機(jī)優(yōu)勢(shì) 無(wú)人直升機(jī)的功能無(wú)人直升機(jī)分系統(tǒng)：執(zhí)行任務(wù)的載體、攜帶任務(wù)載荷飛行之目標(biāo)區(qū)完成任務(wù)。任務(wù)設(shè)備分系統(tǒng)：完成偵查、校射、電子對(duì)抗、通信中繼等任務(wù)測(cè)控與信息傳輸分系統(tǒng)：通過(guò)上行信道實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)與任務(wù)載荷的控制；通過(guò)下行信道完成對(duì)無(wú)人機(jī)、任務(wù)載荷的遙測(cè)，并獲取情報(bào)信息。指揮與控制分系統(tǒng)：作戰(zhàn)計(jì)劃制定，任務(wù)數(shù)據(jù)加載，對(duì)無(wú)人機(jī)、任務(wù)載荷的狀態(tài)監(jiān)視與操縱控制，飛行參數(shù)情報(bào)

3、數(shù)據(jù)的記錄發(fā)射與回收分系統(tǒng)：完成無(wú)人直升機(jī)的起飛，回收任務(wù)保障與維修分系統(tǒng)：完成無(wú)人機(jī)的日常維護(hù)，狀態(tài)測(cè)試和維修等任務(wù)。無(wú)人直升機(jī)優(yōu)勢(shì) 機(jī)上無(wú)人 垂直起降和懸停 無(wú)空勤人員傷亡：不怕冒風(fēng)險(xiǎn) 不受人員生理限制： 時(shí)間、空間、溫度、視界、過(guò)載 低成本、低消耗： 結(jié)構(gòu)和布局不須保障乘員需求（無(wú)駕駛艙、低防護(hù)） 操縱手培養(yǎng)費(fèi)用遠(yuǎn)低于飛行員培養(yǎng)費(fèi)、且傷亡少可廣泛用于高風(fēng)險(xiǎn)、長(zhǎng)航時(shí)、起降環(huán)境受限、要求定點(diǎn)和低速飛行的各種復(fù)雜任務(wù)按照功能分軍用無(wú)人直升機(jī)偵查無(wú)人直升機(jī)電子對(duì)抗無(wú)人直升機(jī)通信中繼無(wú)人直升機(jī)攻擊無(wú)人直升機(jī)無(wú)人直升機(jī)靶機(jī)民用無(wú)人直升機(jī)巡查與監(jiān)視無(wú)人直升機(jī)氣象無(wú)人直升機(jī)其他類(lèi)型無(wú)人直升機(jī) 無(wú)人直升機(jī)

4、分類(lèi) 按照大小分微型無(wú)人直升機(jī) 小于1kg小型無(wú)人直升機(jī) 1-100kg中型無(wú)人直升機(jī) 100-1000kg大型無(wú)人直升機(jī) 1000kg以上按照活動(dòng)半徑分超近程5-15km，近程15-50km，短程50-200km，中程200-800km，遠(yuǎn)程大于800km按照升限分超低空0-100m，低空100m-1km，中空1-7km，高空7-18km，超高空大于18km已有無(wú)人直升機(jī)一覽 無(wú)人直升機(jī)的四種型式：?jiǎn)涡?尾槳 共軸雙旋翼 涵道螺槳 轉(zhuǎn)換式美國(guó)：“圓圈”（Cypher） 美國(guó)：QH-50 奧地利：CAMCOPTER S-100 美國(guó)：“鷹眼”（Eagle eye） 已有無(wú)人直升機(jī)一覽（續(xù)）（

5、一）單旋翼/尾槳式 國(guó)內(nèi)曾經(jīng)研制的單旋翼/尾槳無(wú)人直升機(jī) 南航的“翔鳥(niǎo)”（WZ-1）無(wú)人直升機(jī) 上海雛鷹公司的LE-110無(wú)人直升機(jī) 注：另有仿制的小型無(wú)人直升機(jī)已有無(wú)人直升機(jī)一覽（續(xù)）（一）單旋翼/尾槳式（續(xù)）國(guó)外研制成功的單旋翼/尾槳無(wú)人直升機(jī) 美國(guó)：VIGILANTE 496 美國(guó)：VIGILANTE 502瑞典：APID MK 5 奧地利： 日本：RAMX TYPE II 日本：RPH 2A 已有無(wú)人直升機(jī)一覽（續(xù)）（一）單旋翼/尾槳式（續(xù)）國(guó)外正在研制的部分單旋翼/尾槳無(wú)人直升機(jī) 奧地利：CAMCOPTER S-100 美國(guó)：A-160 HUMMINGBIRD 已有無(wú)人直升機(jī)一覽（續(xù)

6、）（一）單旋翼/尾槳式（續(xù)）國(guó)外正在研制的部分單旋翼/尾槳無(wú)人直升機(jī) 法國(guó)：ORKA 1200 美國(guó)：FIRE SCOUT (RQ-8A)美國(guó)：DRAGON WARRIOR已有無(wú)人直升機(jī)一覽（續(xù)）（二）共軸雙旋翼式 國(guó)內(nèi)外曾經(jīng)使用過(guò)和正在研制的共軸雙旋翼無(wú)人直升機(jī) 美國(guó)：QH-50 加拿大：Guardian英國(guó)：Sprite德國(guó)：Seamos俄羅斯：ka-137北航：“BZK010”無(wú)人直升機(jī) 已有無(wú)人直升機(jī)一覽（續(xù)）（三）涵道螺槳式美國(guó)正在研究的涵道螺旋槳式無(wú)人飛行器 美國(guó)：“圓圈”（Cypher） 美國(guó)：“圓圈”（Cypher） 已有無(wú)人直升機(jī)一覽（續(xù)）（三）涵道螺槳式(續(xù)）美國(guó)正在研究的

7、涵道螺旋槳式無(wú)人飛行器 美國(guó)：“I-星”（ISTAR）美國(guó)：OAV已有無(wú)人直升機(jī)一覽（續(xù)）（四）轉(zhuǎn)換式美國(guó)：X-50海蝙蝠 直升翼已有無(wú)人直升機(jī)一覽（續(xù)）（四）轉(zhuǎn)換式（續(xù)）美國(guó)：鷹眼 EAGLE EYE 傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)無(wú)人直升機(jī)構(gòu)型分析 四種型式的優(yōu)劣比較 常規(guī)型式：?jiǎn)涡?尾槳式、共軸雙旋翼式 優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟、研制風(fēng)險(xiǎn)小 缺點(diǎn)：未發(fā)揮無(wú)人的優(yōu)勢(shì)（個(gè)別型號(hào)除外） 如：保留了座艙位置（對(duì)視界、尺寸的要求）、 沿用了有人機(jī)的起落架型式和布置等， 因而迎風(fēng)面積大、重心范圍受限等無(wú)人直升機(jī)構(gòu)型分析（續(xù)） 四種型式的優(yōu)劣比較 涵道螺槳式、轉(zhuǎn)換式 優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)始擺脫有人機(jī)構(gòu)型的定式，針對(duì)任務(wù)需求 設(shè)計(jì)構(gòu)型，因而任

8、務(wù)適應(yīng)性強(qiáng) 缺點(diǎn)：涵道式氣動(dòng)效率不佳， 轉(zhuǎn)換式技術(shù)難度大無(wú)人直升機(jī)構(gòu)型分析（續(xù)）構(gòu)型與布局，應(yīng)當(dāng)： 保留大旋翼：氣動(dòng)效率高，下洗速度低，操縱力矩大； 無(wú)駕駛艙，布局自由度大：重心變化可控制在很小范圍內(nèi)， 傳力可直接（結(jié)構(gòu)重量可?。蝿?wù)設(shè)備可放在最合適處； 簡(jiǎn)化起落架：保證起飛時(shí)自動(dòng)配平，可簡(jiǎn)單（無(wú)輪、無(wú)緩沖器）無(wú)人直升機(jī)構(gòu)型分析（續(xù)）任務(wù)功能應(yīng)當(dāng)： 飛行包線范圍大：適用性廣、任務(wù)效率高； 機(jī)動(dòng)性高：躲避敵方打擊；飛行控制功能強(qiáng)：保證自主起飛、著陸，飛行安全性好國(guó)內(nèi)的無(wú)人直升機(jī)開(kāi)拓2號(hào)蒲公英國(guó)內(nèi)的無(wú)人直升機(jī)開(kāi)拓2號(hào)無(wú)人直升機(jī)設(shè)計(jì)的定義、任務(wù)和要求任務(wù)：確定無(wú)人直升機(jī)的構(gòu)型、布局、結(jié)構(gòu)和其他各組

9、成部分，以保證在一定的限度內(nèi)使無(wú)人直升機(jī)最有效地滿足給定的技術(shù)要求。重點(diǎn)解決三個(gè)問(wèn)題：1、選擇和確定總體技術(shù)方案。戰(zhàn)術(shù)要求的論證，提出最佳技術(shù)方案，系統(tǒng)可靠性、維修性、保障性、安全性和生產(chǎn)性的綜合與權(quán)衡，系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析與控制，系統(tǒng)地費(fèi)效分析，各分系統(tǒng)的兼容性設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)；2、對(duì)分系統(tǒng)提出技術(shù)要求，并進(jìn)行協(xié)調(diào)；3詳細(xì)的成本估算、周期估計(jì)，并提出關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)。要求： 1）要有明確的設(shè)計(jì)目標(biāo)，在分析、綜合的基礎(chǔ)上確定新機(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)狀態(tài)； 2）要考慮主、客觀條件，處理好各種關(guān)系； 3）要有專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)，比較完善的試驗(yàn)、試制基地。定義：在現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上最佳地?cái)M定“技術(shù)文件”的過(guò)程。無(wú)人直升機(jī)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：

10、 1）無(wú)人直升機(jī)設(shè)計(jì)是一門(mén)應(yīng)用科學(xué)。 無(wú)人直升機(jī)設(shè)計(jì)是無(wú)人飛行器設(shè)計(jì)學(xué)科的重要組成部分。 2）綜合運(yùn)用了一系列基礎(chǔ)科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)和工程技術(shù)的最新成果。空氣動(dòng)力學(xué)、飛行動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、材料與制造、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、飛行控制與管理、制導(dǎo)與導(dǎo)航、無(wú)線電與通信、信號(hào)處理、光電成像、電子對(duì)抗、情報(bào)與偵查。1.2 無(wú)人直升機(jī)設(shè)計(jì)的一般過(guò)程無(wú)人直升機(jī)研制的階段可劃分為： 研制總要求論證階段、方案論證階段、工程設(shè)計(jì)階段、試制與試驗(yàn)階段、設(shè)計(jì)定型階段、生產(chǎn)定型階段 按照設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容的不同及先后次序，無(wú)人直升機(jī)設(shè)計(jì)劃分為三個(gè)階段： 1）概念設(shè)計(jì)（Conceptural Design） 2）初步設(shè)計(jì)（Preliminary Design） 3）詳細(xì)設(shè)計(jì)（Detail Design）概念設(shè)計(jì)（方案設(shè)計(jì)或總體設(shè)計(jì)）主要工作內(nèi)容：氣動(dòng)布局方案論證 全機(jī)總體布局方案論證 全機(jī)總體結(jié)構(gòu)方案論證 各部件和系統(tǒng)的方案論證 全機(jī)重量計(jì)算、重量分配和重心定位 全機(jī)配套附件和設(shè)備等成件的選擇和確定，新材料和新工藝的選擇和確定，對(duì)要求新研制的成件要確定技術(shù)要求和協(xié)作關(guān)系 概念設(shè)計(jì)階段的任務(wù)是依據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)要求形成對(duì)所設(shè)計(jì)無(wú)人直升機(jī)的構(gòu)思及基本概念，并擬定出能滿足設(shè)計(jì)要求的初步技術(shù)方案?，F(xiàn)代無(wú)人直升機(jī)設(shè)