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1目录第一节无人机结构与系统概述第二节无人机的基本结构第三节无人机动力系统第四节无人机控制站与飞行控制系统第五节无人机通信导航系统第六节无人机任务载荷系统与发射回收系统2一、无人机结构与系统概述无人机结构与系统主要包括无人机、动力系统、控制站、飞行控制系统、通讯导航系统、任务载荷系统和发射回收系统等。无人机，按飞行平台构型的不同可分为固定翼无人机、无人直升机、多旋翼无人机、伞翼无人机、扑翼无人机和无人飞艇等.动力系统，提供无人机飞行所需动力。控制站，监测和控制无人机。飞行控制系统，保证无人机姿态稳定和控制。通信导航系统，保证遥控指令准确传输，保证信息反馈的可靠性、精确性、实时性及有效性。任务载荷系统，实现无人机飞行要完成的特定任务。发射回收系统，保证无人机顺利升空以及安全着陆。3目录第一节无人机结构与系统概述第二节无人机的基本结构第三节无人机动力系统第四节无人机控制站与飞行控制系统第五节无人机通信导航系统第六节无人机任务载荷系统与发射回收系统4二、无人机的基本结构固定翼无人机大多数都由机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置五个部分组成，其基本结构如图。1.固定翼无人机的基本结构1-螺旋桨；2-副翼；3-垂直尾翼；4-水平尾翼；5-机翼；6-起落架5二、无人机的基本结构1.机翼♦功能：产生无人机飞行所需要的升力。♦组成翼梁：承受弯矩（缘条）和剪力（腹板）纵墙：与蒙皮形成封闭的合段承受扭矩，与机身连接方式为铰接桁条：铝合金挤压或板材弯制而成，与翼肋相连并且铆接在蒙皮内表面，支持蒙皮以提高其承载能力更好的承受机翼的扭矩和弯矩翼肋：包括普通翼肋和加强翼肋蒙皮：承受局部空气动力和形成机翼外形1.固定翼无人机的基本结构1-接头；2-加强肋；3-翼梁；4-前墙；5-蒙皮；6-后墙；7-翼肋；8-桁条6二、无人机的基本结构2.机身♦功能装载、安装基础。♦组成蒙皮：与机翼蒙皮作用相似；桁条：与机翼桁条作用相似；桁梁：作用与翼梁相似；隔框：作用与翼肋相似。1.固定翼无人机的基本结构1—桁梁；2—桁条；3—蒙皮；4—加强隔框；5—普通隔框7二、无人机的基本结构3.尾翼♦功能：稳定和控制俯仰及偏转。♦组成水平尾翼：由固定的水平安定面及其后的可转动的升降舵组成。垂直尾翼：由固定的垂直安定面及其后的可转动的方向舵组成。1.固定翼无人机的基本结构3-垂直尾翼；4-水平尾翼8二、无人机的基本结构4.起落装置♦功能：支撑无人机在地面上的活动，包括起飞和着陆滑跑、滑行、停放。♦组成支柱：起支撑作用并作为机轮的安装基础。减震器：吸收着陆和滑跑冲击能量机轮：与地面接触支持无人机的重量，减少无人机地面运动的阻力，可以吸收一部分撞击动能有一定的减震作用收放机构：用于收放起落架以及固定支柱，飞行时可减少阻力1.固定翼无人机的基本结构1-收放动作筒；2-撑杆；3-机轮；4-铰链；5-减震支柱9二、无人机的基本结构5.动力装置♦功能：产生拉力（螺旋桨式）或推力（喷气式）使无人机产生相对空气的运动。♦组成在下节中详述1.固定翼无人机的基本结构10二、无人机的基本结构2.无人直升机的基本结构无人直升机是由旋翼提供升力和推进力进行飞行。一般由主旋翼、机身、尾桨、起落装置、操纵系统、传动系统、电动机或发动机组成。1-机身；2-主旋翼；3-尾旋翼；4-操纵系统；5-动力系统；6-起落架11二、无人机的基本结构2.无人直升机的基本结构（1）主旋翼主要由桨叶和桨毂组成，是无人直升机最关键的部位，既产生升力，又是无人直升机水平运动的拉力的来源，旋翼旋转的平面是升力面也是操纵面。1-桨叶；2-桨叶摇臂；3-桨毂；4-拨杆；5-变距拉杆；6-外环12二、无人机的基本结构2.无人直升机的基本结构旋翼的结构形式：指浆叶与桨毂的连接方式四类：全铰式旋翼、半铰式旋翼、无铰式旋翼、无轴承式旋翼13二、无人机的基本结构2.无人直升机的基本结构（2）机身无人直升机机身与固定翼机身结构和功能类似。主要功能：装载燃料、货物和设备等，同时作为安装基础将各部分连成一个整体。机身具有承载和传力的作用，承受各种装载的载荷，还承受各类动载荷。（3）尾桨尾桨的主要作用是产生一个侧向的拉力/推力通过力臂形成偏转力矩，平衡主旋翼的反扭矩并且控制航向，相当于直升机的垂直安定面，可以改善直升机的航向稳定性提和提供一部分升力等。尾桨分为推式尾桨和拉式尾桨，尾桨拉力方向指向直升机的对称面，为推式尾桨；从对称面向外指为拉式尾桨。14二、无人机的基本结构2.无人直升机的基本结构（4）起落装置用于地面停放时支撑重量和着陆时吸收撞击能量的部件。结构形式有轮式、滑撬式和浮筒式。（5）操纵系统操纵系统是用来控制无人直升机飞行的系统。由自动倾斜器、座舱操纵机构和操纵线系等组成。无人直升机的垂直、俯仰、滚转和偏航四种运动形式，分别对应于操纵系统的总距操纵、纵向操纵、横向操纵和航向操纵。15二、无人机的基本结构2.无人直升机的基本结构1-桨叶摇臂；2-拨杆；3-变距拉杆；4-旋转环；5-驾驶杆；6-油门总距杆；7-导筒；8-滑筒；9-内环；10-外环自动倾斜器16二、无人机的基本结构2.无人直升机的基本结构（6）传动系统在无人直升机中，发动机提供的动力要经过传动系统才能到达主旋翼和尾浆，从而使主旋翼旋转产生升力，尾旋翼旋转平衡扭矩。传动系统的主要部件由主减速器、传动轴、尾减速器和中间减速器组成。。1-主减速器；2-传动轴；3-轴承支座；4-中间减速器；5-尾减速器；6-尾桨轴；7-附件传动17二、无人机的基本结构3.多旋翼无人机的基本结构多旋翼无人机的基本结构一般由机架、动力装置和飞控等组成。1-电调；2-电池；3-飞控；4-桨叶；5-电机；6-机架18二、无人机的基本结构1.机架是多旋翼无人机的机身，其他结构的安装基础，起承载作用。根据旋翼轴数的不同，可分为三轴、四轴等。根据发动机个数分有三旋翼、四旋翼等。轴数和旋翼数一般情况下是相等的，但也有特殊情况，比如三轴六旋翼。1）机架材质（1）塑料：价格比较低廉，比较适合初学者。（2）玻璃纤维：相比塑料机架，玻纤强度高、重量轻、价格贵，中心板多用玻纤，机臂多用管型。（3）碳纤维：相比玻纤机架，强度更高、价格更贵。（4）铝合金/钢：适合自己制作。3.多旋翼无人机的基本结构19二、无人机的基本结构2）机架布局常见的机架布局有X型、I型、V型、Y型和IY型等3.多旋翼无人机的基本结构20二、无人机的基本结构3）机架轴距轴距是机架最重要的数据指标，它是指对角线两个电机或者桨叶中心的距离，单位为毫米（mm）四轴250：表示对角线电机中心的距离为250毫米3.多旋翼无人机的基本结构四轴25021二、无人机的基本结构2.动力装置1）电池主要为无人机提供能量，无人机多采用锂聚合物电池。2）电调（ElectronicSpeedController，ESC），全称电子调速器。它的主要功能是将飞控板的控制信号进行功率放大，并向各开关管送去能使其饱和导通和可靠关断的驱动信号，以控制电动机的转速；将电源电压转换为5V，为飞控板、遥控接收机供电；将直流电源转换为三相电源，为无刷电机供电。3）电机带动浆叶旋转使多旋翼无人机产生升力，通过对各电机转速的控制，可使多旋翼无人机完成飞行活动。4）螺旋桨旋转产生拉力或推力使无人机完成飞行活动。3.飞控稳定无人机飞行姿态，并能控制无人机自主或半自主飞行。3.多旋翼无人机的基本结构22目录第一节无人机结构与系统概述第二节无人机的基本结构第三节无人机动力系统第四节无人机控制站与飞行控制系统第五节无人机通信导航系统第六节无人机任务载荷系统与发射回收系统23三、无人机动力系统无人机的动力系统为无人机提供了动力，使无人机能够进行飞行活动。无人机的动力系统有三种类型：（1）以电池为能源的电动系统（2）以燃油类发动机为动力的油动系统（3）油电混合系统。目前油电混合系统更多的应用于汽车中，在无人机领域较少使用。24三、无人机动力系统电动系统是将化学能转化为电能再转化为机械能为无人机飞行提供动力的系统电动系统由电池、电调、电机和螺旋桨等四个部分组成。1.电动系统25三、无人机动力系统1）电池主要为无人机提供能量，有镍镉、镍氢、锂离子、锂聚合物电池考虑到电池的重量和效率问题无人机多采用锂聚合物电池电压，分为额定电压、开路电压、工作电压和充电电压等，单位为伏特（V），符号U。额定电压，是指电池工作时公认的标准电压，例如锂聚合物电池为3.7V；开路电压，是指无负载使用情况下的电池电压；工作电压，是指电池在负载工作情况下的放电电压，它通常是一个电压范围。例如：锂聚合物电池的工作电压为3.7～4.2V；充电电压是指外电路电压对电池进行充电时的电压，一般充电电压要大于电池开路电压。1.电动系统26三、无人机动力系统1）电池电池容量，是指电池储存电量的大小，电池容量分为实际容量、额定容量、理论容量，单位为毫安时（mAh），符号C。实际容量，是指在一定放电条件下，在终止电压前电池能够放出的电量；额定容量，是指电池在生产和设计时，规定的在一定放电条件下电池能够放出的最低电量；理论容量，是指根据电池中参加化学反应的物质计算出的电量。电池倍率，一般充放电电流的大小常用充放电倍率来表示，符号C，即：充放电倍率=充放电电流/额定容量；例如：额定容量为10Ah的电池用4A放电时，其放电倍率为0.4C；1000mAh、10C的电池，最大放电电流=1000×10=10000mA=10A。1.电动系统27三、无人机动力系统2）电调电调主要功能是将飞控板的控制信号进行功率放大，并向各开关管送去能使其饱和导通和可靠关断的驱动信号，以控制电动机的转速。电调两端都有接线，输入线与电池相连，输入电流，输出线与电机相连，用以调整电机转速，无刷电调有三根输出线，信号线与飞控连接，接收飞控信号并给飞控供电。3）电机电机旋转带动浆叶使无人机产生升力和推力等，通过对电机转速的控制，可使无人机完成各种飞行状态。有刷电机中的电刷在电机运转时产生电火花会对遥控无线电设备产生干扰，且电刷会产生摩擦力，噪音大，目前在无人机领域已较少使用，更多采用的是无刷电机。电机的型号通常用形如“XXXX”型数字来表示。例如：2212外转子无刷动力电机，即表示电机定子直径22mm，电机定子高度为12mm。1.电动系统28三、无人机动力系统2）电调电调主要功能是将飞控板的控制信号进行功率放大，并向各开关管送去能使其饱和导通和可靠关断的驱动信号，以控制电动机的转速。因为电机的电流是很大的，正常工作时通常为3～20A。飞控没有驱动无刷电机的功能，需要电调将直流电源转换为三相电源，为无刷电机供电。同时电调在多旋翼无人机中也充当了电压变化器的作用，将11.1V的电源电压转换为5V电压给飞控、遥控接收机供电，如果没有电调，飞控板根本无法承受这样大的电流电调两端都有接线，输入线与电池相连，输入电流，输出线与电机相连，用以调整电机转速，无刷电调有三根输出线，信号线与飞控连接，接收飞控信号并给飞控供电。1.电动系统29三、无人机动力系统3）电机电机旋转带动浆叶使无人机产生升力和推力等，通过对电机转速的控制，可使无人机完成各种飞行状态。有刷电机中的电刷在电机运转时产生电火花会对遥控无线电设备产生干扰，且电刷会产生摩擦力，噪音大，目前在无人机领域已较少使用，更多采用的是无刷电机。电机的型号通常用形如“XXXX”型数字来表示。例如：2212外转子无刷动力电机，即表示电机定子直径22mm，电机定子高度为12mm。电机KV值，用来表示电机空载转速，指电压每增加1V，无刷电机增加的每分钟转速，即电机空载转速=电机KV×电池电压。例如：920KV的电机，电池电压为11.1V，那么电机的空载转速应该为920×11.1=10212转/分钟。1.电动系统30三、无人机动力系统4）螺旋桨多旋翼无人机多采用定距螺旋桨，即桨距固定。螺旋桨尺寸，通常用形如“XXXX”型数字来表示，前两位数字表示螺旋桨直径，后两位数表示螺旋桨螺距，单位均为英寸（in），一英寸约等于2.54厘米，螺距即桨叶旋转一圈旋转平面移动的距离。螺旋桨有正