無人機應(yīng)用技術(shù)概論-第-1-章-緒論

無人機應(yīng)用概論第一章緒論什么是無人機？無人機是無人駕駛航空器（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力驅(qū)動航空器。無人機（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力航空器非動力驅(qū)動動力驅(qū)動什么是無人機系統(tǒng)？無人機系統(tǒng)（UnmannedAircraftSystem，UAS）指無人機以及相關(guān)的控制系統(tǒng)，由無人機平臺、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。飛機平臺數(shù)據(jù)鏈路飛控程序地面站發(fā)射系統(tǒng)回收系統(tǒng)保障維修飛機軟硬件地面軟硬件輔助軟硬件無人機的特點無人機適合做危險、枯燥的航空作業(yè)。無人機可做得輕小價廉，尤其適合超低空空域的飛行。無人機與任務(wù)載荷結(jié)合得更為緊密。一、是可長時間執(zhí)行空中任務(wù)；二、是可替代有人駕駛飛機進入核、生、化等污染環(huán)境執(zhí)行任務(wù)；三、是實現(xiàn)飛行員“零傷亡”，政治和軍事風(fēng)險較小；四、是由于不考慮人的因素，可承受更大的過載，飛機的隱身和機動性上也可實現(xiàn)質(zhì)的飛躍；五、是全壽命費用低、作業(yè)效費比高。五大優(yōu)勢無人機的分類按飛行平臺結(jié)構(gòu)飛行控制原理分類：固定翼無人機、旋翼無人機、無人飛艇、傘翼無人機、撲翼無人機等。無人機的分類按起重大小分類：微型無人機：250克，飛行高度50米，最大飛行速度不超過40千米/小時、輕型無人機：空機重量不超過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。小型無人機：是指空機重量不超過15千克或者最大起飛重量不超過25千克的無人機，中型無人機：是指最大起飛重量超過25千克不超過150千克，且空機重量超過15千克的無人機。大型無人機：是指最大起飛重量超過150千克的無人機。無人機的分類按活動半徑分類：超近程無人機：活動半徑在15km以內(nèi)；近程無人機：活動半徑在15～50km之間；短程無人機：活動半徑在50～200km之間；中程無人機：活動半徑在200～800km之間；遠(yuǎn)程無人機：活動半徑大于800km。無人機的分類按實用升限分類：超低空無人機：任務(wù)高度一般在0～100m之間；低空無人機：任務(wù)高度一般在100～1000m之間；中空無人機：任務(wù)高度一般在1000～7000m之間；高空無人機：任務(wù)高度一般在7000～18000m之間；臨近空間無人機：任務(wù)高度一般大于20km、小于100km。無人機的分類按民航局對無人機執(zhí)法管理范圍界定分類：實際運行中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅺ類分類有交叉時，按照較高要求的一類分類。對于串、并列運行或者編隊運行的無人機，按照總重量分類。地方政府（例如當(dāng)?shù)毓膊块T）對于Ⅰ、Ⅱ類無人機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系統(tǒng)或者集群，其操作者個人無需取得無人機駕駛員執(zhí)照。分類等級排列順序由低到高依次為：Ⅶ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅺ、Ⅻ，高分類等級執(zhí)照可行使低分類等級執(zhí)照權(quán)利（Ⅴ、Ⅵ分類等級不按重量級別劃分）。無人機的關(guān)鍵技術(shù)能源與動力技術(shù)無人機平臺技術(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力的機械：發(fā)動機，電動機。提供航空器動力機械裝置動力的能源：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力學(xué)技術(shù)。氣動彈性技術(shù)。氣動載荷設(shè)計技術(shù)。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)技術(shù)。隱身技術(shù)。態(tài)勢感知技術(shù)。自主導(dǎo)航與多機協(xié)同技術(shù)。自主決策技術(shù)。執(zhí)行任務(wù)技術(shù)。無人機應(yīng)用領(lǐng)域物流運輸?shù)刭|(zhì)勘探警務(wù)安保海上巡視植保消防搶險輸電線路巡檢城市交通監(jiān)測山林巡查軍事領(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）滑翔機的雛形直升機的雛形孔明燈熱氣球無人機發(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。1936年，德國的福克成功地試飛了第一架得到承認(rèn)的載人直升機FW611939年，美國的伊戈爾?西科斯基成功地讓世界上第一架真正的直升機VS-300升空。無人機發(fā)展簡史1918年，美國發(fā)明家埃爾默?斯佩的團隊，試飛了世界上第一架真正的“無人機”。1914年，英國軍事航空學(xué)會A.M.洛教授單翼投彈無人機，10年后，他終于取得成功。無人機發(fā)展簡史二戰(zhàn)結(jié)束：退役飛機改裝成訓(xùn)練靶機由于技術(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行偵察的思想越戰(zhàn)期間，BQM-34輕型無人機偵查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進行偵察、干擾、誘敵，無人機再次被重視自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。我國軍用無人機的研究開始于20世紀(jì)50年代后期，進過30多年的發(fā)展，先后研制出了長空系列無人機、無偵5高空照相偵察機和D-4小型遙控飛機等以偵察、保障為主要功能的無人機型號。近十年來，中國軍隊的無人機應(yīng)用越來越廣泛，無人機對地作戰(zhàn)成為一個新興的領(lǐng)域，察打一體無人機開始大量進入部隊服役。中國無人機部隊于2011年建立，這支部隊不斷進行訓(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)出強大的能力，為我國新型無人機作戰(zhàn)積累了豐富的經(jīng)驗。民用無人機：上世紀(jì)末本世紀(jì)初，民用領(lǐng)域初有使用，氣象無人機，救災(zāi)現(xiàn)場拍照。2010年，法國派諾特四旋翼無人機AR.Drone，打開了無人機民用消費級市場。2012年，大疆創(chuàng)新推出首款航拍無人機，目前在消費級無人機市場占據(jù)全球75%的份額。無人機應(yīng)用的發(fā)展前景航空技術(shù)的發(fā)展，未來無人機飛行性能越來越高、飛行可靠性越來越好、執(zhí)行任務(wù)的能力越來越