1、无人机(UAV)的概（gài）念

无人机（Unmanned Aerial Vehicle）就是利用（yòng）无（wú）线遥控或程序控制来（lái）执行特定航空任务的飞行器，指不搭（dā）载操作人员的一种动力空中飞行（háng）器，采（cǎi）用空气动力（lì）为（wéi）飞行器提供（gòng）所需的升力（lì），能（néng）够自动飞行（háng）或远程引（yǐn）导；既能一次性使用（yòng）也能（néng）进（jìn）行回收。

2、无（wú）人机系（xì）统的一般组成

无人机系统包括地面系统（tǒng）、飞机（jī）系统（tǒng）、任务载荷（hé）和无人机使（shǐ）用保障人员。

3、无人机（jī）的一般分类（lèi）

按用途分（fèn）：

劲鹰（yīng）航拍无人（rén）机、无人（rén）侦察机、靶机、特种无人机（jī）、诱饵无人机等。

按飞行方式分：

固定（dìng）翼无人机（jī）、旋翼（yì）无人机（jī）、扑（pū）翼无人机、飞艇。

4、无（wú）人（rén）机（jī）的飞（fēi）行（háng）控制

无人（rén）机上没有驾驶员，所（suǒ）以无人机和飞行靠“遥控”或“自控飞行（háng）”。 

（1）遥控飞行

遥控（kòng）即对被控对象继续（xù）远（yuǎn）距离（lí）控制，主（zhǔ）要无线电（diàn）遥控（kòng）。

遥控信号：遥（yáo）控站通（tōng）过发射机向无人机发送无线电波，传递指令，无人（rén）机上的接收机接（jiē）收并译（yì）出指令的（de）内容，通（tōng）过自动驾驶仪按指令操纵舵面，或（huò）通过其他接口操（cāo）纵机上的（de）任务载荷。遥控站设有搜索（suǒ）和（hé）跟（gēn）踪雷（léi）达，他们测量无（wú）人机在任（rèn）意时刻相对地面的方位角、俯仰角、距离和高度等（děng）参数，并把这些参数输入到计算（suàn）机，计算后就能绘出无人机的（de）实际航迹，与预定航线比较，就（jiù）能（néng）求出偏差，然后发送指令（lìng）进行修正。

此外，无人机还装备有（yǒu）无线电（diàn）应答器（qì），也叫信（xìn）标机（jī）。它能在收到（dào）雷达（dá）的询问信（xìn）号后，发回一（yī）个信号给雷达。由于信标机发射的信号比无人机发射的雷达信（xìn）号要强得多（duō），起到增加跟踪雷达的探（tàn）测距（jù）离（lí）。

下传信号（hào）：遥控指令只包含航迹（jì）修（xiū）正（zhèng）信号是显然不够的，在飞行中无人（rén）机（jī）会受到（dào）各种因素的（de）影响，无人机的飞（fēi）行姿（zī）态也在不（bú）断变（biàn）化，所以指（zhǐ）令还需要包括对（duì）飞行姿（zī）态的修正内容。

无人机（jī）上的（de）传（chuán）感器一（yī）直在收集自（zì）身的姿态信息，这（zhè）些信息通过（guò）下传（chuán）信（xìn）号（hào）送到遥测终端，遥测终端分析这些信息（xī）后就能给出飞行姿（zī）态的遥控修正指令。

遥（yáo）控飞行的（de）利（lì）弊（bì）：

利：有利于简化无（wú）人机的设（shè）计，降低制（zhì）造成本（běn）。

弊：受（shòu）无线电作（zuò）用距（jù）离的（de）限（xiàn）制，限制通讯距（jù）离通常只（zhī）可达到320KM~480KM；容易受到电子干扰。

（2）自控（kòng）飞行

自控飞行不依赖（lài）地面控（kòng）制，一（yī）切动作都自动完成的飞行（háng）。为此，机上（shàng）需要有一套装置（zhì）来保证飞行航（háng）向（xiàng）和飞行姿态的正确，这套装置就是（shì）导（dǎo）航装置。通（tōng）常的（de）导（dǎo）航装置有（yǒu）：

1.惯性导航

在机载设备上，它一（yī）般简称惯导。惯性导航（háng）是以牛顿力学为基（jī）础，依靠安装在载体内部的加（jiā）速度计测量载体在三个轴向的加速度，经积分运算后得到载体（tǐ）的瞬时速度和（hé）位置，以及测（cè）量载体的姿态（tài）的（de）一种导航方式。惯（guàn）性导航完全依赖机载（zǎi）设备自主完（wán）成导航任务，工作时不依赖外界信息，也不向外界辐（fú）射能量（liàng），不易受（shòu）到干（gàn）扰，不受气象条件限制。

惯导系统是一种航位推算系统。只要（yào）给（gěi）出载体的初始位置及速度，系统就可以实时地推算出（chū）载体的位置速度及（jí）姿态信息（xī），自主地进行导（dǎo）航（háng）。纯（chún）惯导系统（tǒng）会随着飞（fēi）行航时的（de）增（zēng）加（jiā），因积分（fèn）积累而（ér）产生较大的误差，导致（zhì）定位精度随（suí）时间增长而呈发散趋势（shì），所以惯（guàn）导一般与其他导航系统一（yī）起工作来提高（gāo）定（dìng）位精度。

2.卫星导航

全球定位系统（GPS）由美国（guó）建（jiàn）立的一套定（dìng）位系统，可（kě）以（yǐ）提供全球任意一点的三维空间位置、速（sù）度和时间，具有全球性、全天（tiān）候（hòu）、连续的精密导航系统（tǒng）。

全（quán）球卫星导航分为三部分，包（bāo）括（kuò）空间卫星（xīng）部分、地面监（jiān）控（kòng）、卫星接（jiē）收（shōu）机部分。在飞机上（shàng）安装卫星接收机就能得到自身的位置信息和精确到纳秒级的时间（jiān）信息。

现在全球在使用的卫星导航（háng）系（xì）统还有（yǒu）：俄罗（luó）斯（sī）的（de）glonass,欧洲的伽利略系统，还有中国正在建立的（de）北斗系统。

3.多普勒导航

多普勒导航（háng）是（shì）飞行器常用的一种自主导航系统，它的（de）工作原理是多普勒效应。

多普（pǔ）勒（lè）导航系统由（yóu）磁罗（luó）盘或陀螺仪、多普勒雷达和（hé）导航（háng）计算机（jī）组成。磁（cí）罗盘或（huò）陀螺仪类（lèi）似（sì）指北（běi）针，用于（yú）测出无人机的航向角，多普勒雷达不停沿着某个方向（xiàng）向地面发射电磁波，测（cè）出无人机（jī）相对地面的（de）飞行速度以及（jí）偏流（liú）角。根据多（duō）普勒雷达提供的地速和偏流角数据（jù），以及磁罗（luó）盘或陀螺（luó）仪提供的航向数据，导航计算（suàn）机就可以不停地计算出无人机（jī）飞（fēi）过的（de）路（lù）线。

多普勒导航（háng）系统能用于各种气象条件和（hé）地形条件，但由于（yú）测量的积累误（wù）差，系（xì）统会（huì）随着飞行的距（jù）离增加而使误差加大，所以一般用于（yú）组（zǔ）合导航（háng）中。

4.组合导航（háng）

组合导航是指组（zǔ）合使用两种或两（liǎng）种以上的导航系（xì）统，达到（dào）取长补短，提高导航（háng）性（xìng）能。目前飞（fēi）行器上（shàng）实际使用的（de）导航系统各（gè）基本上都（dōu）是组合导航系统，如GPS/惯性导航、多普（pǔ）勒/惯（guàn）性导航等，其中应用最广的是GPS/惯性导航组合导（dǎo）航（háng）系统。

5.地形辅助（zhù）导航（háng）

地形辅助导航是指飞行器在飞行过程中，利用预先存储的飞行路线中某些地区的特征数据，与实际（jì）飞行过程（chéng）中测量到的相关数据进行（háng）不断比较（jiào）来实施导（dǎo）航修正的一（yī）种方法。其核（hé）心（xīn）是将地（dì）形分成多（duō）个小网格，将其主要特征，如平均标（biāo）高等输入（rù）计算机，构成一（yī）个数字化地图。

地形辅助（zhù）导航技术就是利用机载数字地图和无线高（gāo）度表作为（wéi）辅助手段来修正（zhèng）惯导（dǎo）系（xì）统的误差，从而（ér）构成新（xīn）的导航系（xì）统。它与导（dǎo）航方法的根本区别在（zài）于数字地（dì）图对主导航系统仅能起（qǐ）到辅助修正作用（yòng）。

地形辅助（zhù）系统可分为地形匹配、景象匹配等。

◆地形匹（pǐ）配（pèi）：也称地形高（gāo）度相关。其原理是地球表面上任（rèn）意（yì）一（yī）点（diǎn）的地理坐标都可以根据（jù）其周围地域的等高线或地（dì）貌来当值确定。飞行一段（duàn）时（shí）间后，既可以得到（dào）真（zhēn）航迹的一串地形标高（gāo）。将测得（dé）的数（shù）据（jù）与（yǔ）存储的数（shù）字地图进行相关分析，确定飞（fēi）机航迹（jì）对（duì）应（yīng）的（de）网格位置。因为事先确定了网格（gé）各点（diǎn）对应（yīng）的经纬（wěi）度值，这样就（jiù）可以（yǐ）使用数（shù）字地图（tú）校正（zhèng）惯导（dǎo）。

◆景象匹配：也称景象（xiàng）相关。它与地（dì）图匹配的区别是，预先输入（rù）到计算机（jī）的信息不只是高度参数（shù），还包含了通过摄像等手段获取（qǔ）的预定飞行路径的景象信（xìn）息，将（jiāng）这些景象数字化后（hòu）存储（chǔ）在机载设备上。飞行中，通（tōng）过（guò）机载摄像设备获（huò）取飞行（háng）路（lù）径中（zhōng）的景象，与（yǔ）预存数据（jù）比较（jiào），确定飞机的位（wèi）置。

自控飞行的利弊（bì）：

利：航程加（jiā）大；自主工作，不需要与（yǔ）地面（miàn）站联（lián）系。

弊（bì）：复杂的自主导航系统和控制系统，增加了重量，提高了成（chéng）本。

（3）遥控与（yǔ）自（zì）控结（jié）合（hé）

现代无人机（jī）在不同的飞行段，交替地采用遥控或自控飞行，这样可（kě）以充（chōng）分利用遥控和（hé）自控两种控（kòng）制方（fāng）式各自的优势（shì），克服彼此的缺陷。

5、无人机的（de）起飞和着陆

有（yǒu）人（rén）驾驶（shǐ）飞机的起飞（fēi）和降落（luò）是飞（fēi）行中的两大“难（nán）关（guān）”，无人驾驶飞机则更是（shì）如此。

（1）无人机的起飞

1.母机（jī）投放

由（yóu）有人把无人（rén）机带上天，在适当的（de）地方投（tóu）放起飞，这种方法（fǎ）简单易行，运用灵活，成功率高，并且（qiě）可增加无人机的航（háng）程。

2.火箭助推

借（jiè）助固体火箭助（zhù）推器，无人机从发射（shè）架上起飞。这种（zhǒng）起飞方式占用的发（fā）射（shè）场地很小，适合前（qián）沿（yán）阵地（dì）、山区或船上使用。

3.起飞跑车

将（jiāng）无人机安装在带轮的小车上，靠无人机（jī）的发动机（jī）推进，当达到速度后，无人机脱离小车升空。

这种方式可（kě）以使用现成的（de）机场条件起飞，无需复杂的起落架，起飞跑车（chē）的（de）结构简单、经济（jì）。

4.垂直起飞

利用直升机的起飞（fēi）原理起飞。如：劲鹰2型固（gù）定翼（yì）垂直（zhí）起飞无（wú）人机，可垂（chuí）直起（qǐ）落、悬停、大载重、高限时（shí）。

5.起落架滑跑起飞

与有人驾驶飞机一样，使用本身（shēn）的起落架滑跑起飞。

6.手发射

这种发射方式最（zuì）简单，由一人或两人（rén）把握，靠（kào）无人机自身动力（lì）起飞。

(2)无（wú）人机的着陆

1.起落（luò）架（jià）轮滑着陆

与有人（rén）驾驶飞机一样，使用本身的起落架降（jiàng）落。一般大型无（wú）人机才采（cǎi）用这种方式。

2.降落伞着陆

无人机（jī）采用降落伞悬吊回收。这种方（fāng）式适合小型（xíng）无人机，对于（yú）大型无人机，由于伞降回收的可靠性不高，操纵困难，损失率高（gāo）。

3.空中回收

使用大飞（fēi）机（jī）在空中回收无（wú）人机的（de）方式（shì）目前只有美（měi）国（guó）采用（yòng）。采（cǎi）用这种回收（shōu）方（fāng）式，在大飞机上（shàng）必须有空中（zhōng）回收（shōu）系统。无人（rén）机除了（le）有阻（zǔ）力伞和主伞外，还需有钩挂伞与吊索和可旋转的（de）脱落（luò）机构（gòu）。大飞机用挂钩挂住无人机的钩挂伞（sǎn）和吊（diào）索，用绞盘绞起无人机（jī），空（kōng）中悬挂运（yùn）走。这（zhè）种（zhǒng）回收方式不（bú）会损伤无（wú）人机，但每次（cì）回收都要出动大飞（fēi）机，费用高，对大飞机飞行（háng）员的驾驶技术要求高（gāo）。

4.拦截（jié）网回（huí）收（shōu）

用拦截网系统回收无人机是目前（qián）世（shì）界（jiè）小型无人机普（pǔ）遍采用的回收方式之一。拦截网系统通常由拦（lán）截网（wǎng）、能量吸收装置和自动引导设备组（zǔ）成。能量（liàng）吸收装置与（yǔ）拦（lán）截网相连（lián），其（qí）作用是吸收无人（rén）机撞网的（de）能量，避免无人（rén）机触网后在网（wǎng）上弹跳（tiào）不停受损。自动引导设（shè）备一般是一（yī）部置于网后的电视摄像（xiàng）机，或是装在拦截（jié）网架上的（de）红外（wài）接（jiē）收机，由它（tā）们及时向（xiàng）地面站报告无人（rén）机返航路线偏（piān）差。

5.气垫着（zhe）陆

无人（rén）机（jī）机腹（fù）四周装上“橡胶裙边”，中间（jiān）有一个带（dài）孔的气（qì）囊。发动机（jī）把空（kōng）气压入气囊，压缩空气从气囊孔喷出，在机腹下形成（chéng）高压（yā）空气区—气垫。

气垫（diàn）着（zhe）陆最大的优点是：无人机能在未经平整的地面、泥地、冰雪地或水上着陆，不受地形条件限制。其次大小无人机都可以（yǐ）使用，回收率高。

6、无人机飞行（háng）平台（tái）

无（wú）人（rén）机的飞行平（píng）台主（zhǔ）要由六大部分（fèn）组成：机身、机翼、尾翼、起落装置、飞行自动（dòng）控制系统和动力系统。

1.机身（shēn）

机（jī）身主要（yào）用来装载发动机、燃油（yóu）、任务设备、电源、控制操纵系统等，并（bìng）通过它将机翼、尾（wěi）翼、起（qǐ）落架等部件连成一个整体。

2.机翼

机翼是（shì）飞行器用来产生升力的主要部（bù）件。固定翼无人（rén）机的（de）机翼（yì）有平（píng）直翼、后掠翼、三角翼等。下图是一（yī）些常见的（de）机翼：

平直翼比较适用于低速飞行器，后掠翼和三角翼比较适合高速飞（fēi）行器。

机翼（yì）上一般还有副翼，用于（yú）控制飞机的倾斜，但左右副翼偏转方向不（bú）同时，就会产（chǎn）生滚装力矩，是飞行器产生倾斜（xié）运动（dòng）。

3.尾翼（yì）

尾翼分（fèn）垂直尾（wěi）翼和水平尾（wěi）翼两部分。对于一些（xiē）结构（gòu）比较特殊（shū）的无（wú）人机来说，可能会不设垂（chuí）直尾翼或水平尾翼（yì）。

垂直尾翼：垂直（zhí）安（ān）装在机身尾（wěi）部，主（zhǔ）要功能为保持机体的方向平衡（héng）和操（cāo）纵。通常垂直尾翼后缘有用于操纵（zòng）方向的方向舵（duò）。

水平尾翼：水（shuǐ）平安装（zhuāng）在（zài）机身（shēn）尾部，主要功（gōng）能为（wéi）了保持俯仰平衡和俯（fǔ）仰操纵。

4.起落装（zhuāng）置（zhì）

起落装置的功用是使无人（rén）机在地面或水面进行起飞、着陆、滑行和停（tíng）放（fàng）。

起落装（zhuāng）置对于无人机来说是形式（shì）最多样的一部（bù）分，这是（shì）因为无人机有多种发射/回收方式。大型无人机的（de）起落装置包含起落架（jià）和改善起落（luò）性能的装置两部分，起飞后起落架收（shōu）起（qǐ），减少飞行阻力；多数无人（rén）机的起落（luò）架很简单，飞行时也（yě）不收起；对（duì）于采用弹射、拦（lán）阻（zǔ）网等（děng）方（fāng）式进行发射（shè）/回收的小型（xíng）无（wú）人机（jī）就不需要起落（luò）架；对于采（cǎi）用手掷发（fā）射的小型（xíng）无人机，就（jiù）没有起落装置；伞降回收的无（wú）人机着陆装置（zhì）可以说就是降落伞（sǎn）。

5.飞行（háng）自动控（kòng）制系（xì）统

飞行自动控制系（xì）统（tǒng）包（bāo）括控（kòng）制指（zhǐ）令自动（dòng）形（xíng）成装置和传输操纵装（zhuāng）置（zhì）。指令自（zì）动形成（chéng）装置包括自动驾驶仪和相（xiàng）关的传（chuán）感器、导航设备；传输（shū）操纵（zòng）装置包括从（cóng）控制（zhì）指（zhǐ）令输出点到水平尾翼、副翼、方向舵等操纵（zòng）面，用来传递操纵指令（lìng），改（gǎi）变飞（fēi）行状态的所有装置。

6.动力装置

飞机动力（lì）装置（zhì）是用来产生拉力（如螺旋桨飞机（jī））或推力（如喷气（qì）式（shì）飞机），使飞机前进（jìn）的装置。现代无（wú）人机的（de）动力主要分为涡轮喷（pēn）气发动机和涡轮风扇发动机两类（lèi）。 （来（lái）源：互联网综（zōng）合编辑）

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