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無人機理論概述知識
無人駕駛航空器系統(tǒng)，是指一架無人機、相關(guān)的遙控站、所需的指令與控制數(shù)據(jù)鏈路以及頗準的型號設(shè)計規(guī)定的任何其他部件組成的系統(tǒng)。那么，下面是小編為大家整理的無人機理論概述知識，歡迎大家閱讀瀏覽。
無人機理論概述知識 1
一、定義與分類
無人機（Unmanned Aerial Vehicle，UAV），是一種由無線電遙控設(shè)備或自身程序控制裝置操縱的無人駕駛飛行器。
從技術(shù)角度可分為：
固定翼無人機：機翼固定，飛行速度快、航程遠、高度高，適用于大面積的測繪、偵查等，如在軍事上用于邊境監(jiān)視。其飛行原理是依靠機翼上下表面空氣流速不同產(chǎn)生的升力飛行，像一些長航時的偵查固定翼無人機能在數(shù)千米高空持續(xù)飛行數(shù)小時。
旋翼無人機：常見的有四旋翼、六旋翼等。它可以垂直起降，能在狹小空間內(nèi)靈活飛行，操作相對簡單，廣泛應(yīng)用于航拍、物流配送試點等領(lǐng)域。例如，在城市中的航拍無人機，可以拍攝出高質(zhì)量的城市景觀畫面，它通過多個旋翼的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整來實現(xiàn)飛行姿態(tài)的控制。
無人飛艇：依靠輕于空氣的氣體產(chǎn)生浮力飛行，通常用于低空、低速的長時間監(jiān)測任務(wù)，比如氣象觀測，它能長時間懸浮在空中收集氣象數(shù)據(jù)。
傘翼無人機：結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，利用傘翼在氣流中產(chǎn)生的升力飛行，在一些簡單的監(jiān)測和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有應(yīng)用。
從用途上可分為：
軍用無人機：在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中扮演重要角色，包括偵查、監(jiān)視、目標定位、攻擊等功能。比如察打一體無人機，能在發(fā)現(xiàn)目標后迅速發(fā)動攻擊，減少人員傷亡。
民用無人機：涵蓋領(lǐng)域眾多，如航拍、農(nóng)業(yè)植保、電力巡檢、快遞運輸、地理測繪等。農(nóng)業(yè)植保無人機可以高效地為大面積農(nóng)田噴灑農(nóng)藥，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率；電力巡檢無人機能沿著輸電線路飛行，及時發(fā)現(xiàn)線路故障隱患。
二、系統(tǒng)組成
1. 飛行平臺：是無人機的主體結(jié)構(gòu)，包括機身、機翼（固定翼無人機）、旋翼（旋翼無人機）等，它決定了無人機的飛行性能和承載能力。機身材料通常要兼顧強度和重量，例如采用碳纖維等輕質(zhì)高強度材料。
2. 動力系統(tǒng)：
電池動力：常見于小型民用無人機，如消費級航拍無人機。它具有清潔、無污染、噪音小的特點，但續(xù)航能力有限，需要經(jīng)常充電。
燃油動力：一般用于大型無人機，能提供較強的動力，適合長航程、大載荷的任務(wù)，但會產(chǎn)生污染和噪音，并且需要復雜的燃油供給和發(fā)動機維護系統(tǒng)。
混合動力：結(jié)合了電池和燃油動力的優(yōu)點，在提高續(xù)航能力的同時，一定程度上降低了污染和噪音，是一種發(fā)展趨勢。
3. 飛控系統(tǒng)：這是無人機的核心控制部分，包括傳感器（如加速度計、陀螺儀、氣壓計等）和控制算法。加速度計用于測量無人機的加速度，陀螺儀測量角速度，氣壓計測量高度。飛控系統(tǒng)根據(jù)這些傳感器的數(shù)據(jù)來調(diào)整無人機的飛行姿態(tài)和高度，確保穩(wěn)定飛行。例如，當無人機受到側(cè)風干擾時，飛控系統(tǒng)能及時調(diào)整旋翼的轉(zhuǎn)速來保持平衡。
4. 導航系統(tǒng)：有 GPS、北斗等衛(wèi)星導航系統(tǒng)以及慣性導航系統(tǒng)等。衛(wèi)星導航能為無人機提供精確的位置信息，慣性導航在信號丟失等情況下可以短時間內(nèi)維持無人機的導航精度，兩者結(jié)合保障無人機準確飛行至目標區(qū)域。
5. 任務(wù)載荷系統(tǒng)：根據(jù)不同用途而有所不同。在航拍無人機中，任務(wù)載荷是相機，從普通的高清相機到專業(yè)的單反相機、紅外相機等，用于拍攝高質(zhì)量的圖像和視頻。在農(nóng)業(yè)植保無人機中，任務(wù)載荷則是農(nóng)藥噴灑裝置，可以均勻地將農(nóng)藥噴灑在農(nóng)作物上。
三、飛行原理
1. 固定翼無人機飛行原理：主要基于伯努利原理。當空氣流經(jīng)機翼上表面時，由于機翼上表面是弧形，空氣流速加快，壓力降低；而機翼下表面空氣流速相對較慢，壓力較高，從而產(chǎn)生向上的升力。同時，通過尾翼（包括水平尾翼和垂直尾翼）來控制飛機的俯仰和偏航。發(fā)動機提供向前的推力，使飛機能夠保持一定的飛行速度，維持升力的產(chǎn)生。
2. 旋翼無人機飛行原理：每個旋翼在旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生向上的拉力。通過改變不同旋翼的轉(zhuǎn)速，可以實現(xiàn)對無人機升力大小和方向的控制。例如，增加某一個旋翼的轉(zhuǎn)速，無人機就會向相應(yīng)方向傾斜或上升；同時，利用多個旋翼之間的協(xié)同作用來保持飛行的穩(wěn)定性。
四、發(fā)展歷程與趨勢
無人機的發(fā)展經(jīng)歷了多個階段。早期主要用于軍事領(lǐng)域的簡單偵查，隨著技術(shù)的進步，其性能和功能不斷提升。如今，民用無人機市場迅速崛起。
未來發(fā)展趨勢包括：
智能化程度提高：具備更強的自主飛行能力，能夠在復雜環(huán)境中自動避障、規(guī)劃航線，例如在城市環(huán)境中執(zhí)行物流配送任務(wù)時，可以智能地避開建筑物和其他障礙物。
續(xù)航能力增強：通過新型電池技術(shù)、混合動力系統(tǒng)等手段，延長飛行時間，擴大作業(yè)范圍。
載荷能力提升和功能多樣化：可以搭載更多類型、更復雜的任務(wù)載荷，實現(xiàn)更多功能，如在環(huán)保領(lǐng)域進行更全面的環(huán)境監(jiān)測。
集群化作戰(zhàn)與作業(yè)（軍用和民用）：多架無人機協(xié)同工作，在軍事上可以執(zhí)行更復雜的作戰(zhàn)任務(wù)，在民用方面，如大規(guī)模的農(nóng)業(yè)植保作業(yè)中，可以提高效率。
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一、無人機概述
無人機定義：無人機駕駛航空器(UA--Unmanned Aircraft),是一架由遙控站管理(包括遠程操控或自主飛行)的航空器，也成為遙控駕駛航空器(RPA--Remotely Piloted Aircraft)，以下簡稱無人機。
無人機系統(tǒng)(UAS--Unmanned Aircraft System)：也稱為無人駕駛航空器系統(tǒng)，是指一架無人機、相關(guān)的遙控站、所需的指令與控制數(shù)據(jù)鏈路以及頗準的型號設(shè)計規(guī)定的任何其他部件組成的系統(tǒng)。
無人機系統(tǒng)駕駛員：負有必不可少職責并在飛行期間適時操縱飛行的人。
無人機系統(tǒng)的機長：負責整各無人機系統(tǒng)運行和安全的駕駛員。
二、無人機的分類
無人機可安飛行平臺構(gòu)型、用途、尺度、活動半徑、任務(wù)高度等方法進行分類。
1.按飛行平臺構(gòu)型分類：
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。
2.按用途分類：
無人機可分為軍用無人機和民用無人機。軍用無人機可分為偵查無人機、誘餌無人機、電子對抗無人機、通信中繼無人機、無人戰(zhàn)斗機以及靶機等;民用無人機可分為巡查/監(jiān)視無人機、農(nóng)用無人機、氣象無人機、勘探無人機以及測繪無人機等。
3.按尺度分類(民航法規(guī))：
無人機可分為微型無人機、輕型無人機、小型無人機以及大型無人機。
微型無人機，是指空機質(zhì)量小于等于7kg的無人機。
輕型無人機，是指空機質(zhì)量大于7kg，但小于等于116kg的無人機，企鵝全馬力平飛中，校正空速小于200km/h(55n mile/h)，升限小魚3000m。
小型無人機，是指空機質(zhì)量小于等于5700kg的無人機，微型和輕型無人機除外。
大型無人機，是指空機質(zhì)量大于5700kg的無人機。
4.按活動半徑分類：
無人機可分為超近程無人機、進程無人機、短程無人機、中程無人機和遠程無人機。
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50~200km之間;
中程無人機活動半徑在200~800km之間;
遠程無人機活動半徑大于800km。
5.按任務(wù)高度分類：
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;
超高空無人機任務(wù)高度一般大于18000m。
三、無人機的發(fā)展
無人機的誕生可以追溯到1914年。當時第一次世界大戰(zhàn)正進行得如火如荼，英國的卡德爾和皮切爾兩位將軍，向英國軍事航空學會提出了一項建議：研制一種不用人駕駛，而用無線電操縱的小型飛機，使它能夠飛到地方某一目標區(qū)上空，偶下事先裝在其上的炸彈。
隨著無人機技術(shù)的逐步成熟，到了20世紀30年代，英國政府決定研制一種無人靶機，用于驗教戰(zhàn)列艦上的火炮對目標的攻擊效果。1933年1月，由“費雷爾”水上飛機改裝成的“費雷爾·昆土”無人機試飛成功。此后不見，英國又研制出一種全木結(jié)構(gòu)的雙翼無人靶機，命名為“德·哈維蘭燈蛾”。想死1934-1943年間，英國一共生產(chǎn)了420架這種無人機，并重新命名為“蜂王”。
20世紀60年代冷戰(zhàn)期間，美國U-2有人駕駛偵查飛機前往蘇聯(lián)偵察導彈基地，被擊落且飛行員被俘，使得美國國籍處境艱難。美國軍方在改用間諜衛(wèi)星從事相關(guān)活動后仍無法達到有人偵察機的偵查效果，由此引發(fā)了采用無人機進行偵查的思想。早起的AQM-34“火蜂”和洛克希德D-21無人機，主要功能是照相偵查。戰(zhàn)爭期間進一步發(fā)展了BQM-34輕型無人機，功能增加了照相偵查、實時影像、電子情報、電子對抗、實時通信、散發(fā)傳單、戰(zhàn)場毀傷評估等。1982年6月，在有名的貝卡谷地戰(zhàn)役中，以色列研制的“偵察兵”、“猛犬”等無人機，在收集敘利亞的火力配置和戰(zhàn)場情況方面，取得了突出的戰(zhàn)果，引起各國的震驚。
無人機的基礎(chǔ)知識
1、什么是無人機？
無人機是一種由無線電遙控設(shè)備或自身程序控制裝置操縱的無人駕駛飛行器。
2、無人機都有哪些？
從技術(shù)角度定義可以分為：無人直升機、無人固定翼機、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機等。
3、什么是多旋翼無人機？
擁有三個及三個以上旋翼的飛行器。
4、什么是直升機無人機？
由一個或兩個具有動力的旋翼提供升力并進行姿態(tài)操作的飛行器。
5、什么是固定翼無人機？
由固定在機身上具有翼型的機翼，通過與來流的空氣發(fā)生相對運動產(chǎn)生升力的飛行器。
6、多旋翼無人機的優(yōu)勢：
�。�1）體積小、重量輕、噪音小、隱蔽性好，適合多平臺，多空間使用；
�。�2）可以垂直起降，不需要彈射器、發(fā)射架進行發(fā)射；
�。�3）飛行高度低，具有很強的機動性，執(zhí)行特種任務(wù)能力強；
�。�4）結(jié)構(gòu)簡單控制靈活，成本低，螺旋槳小，安全性好，拆卸方便，且易于維護。
7、無人機應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？
航空攝影、貨物運輸、政府民生、石油勘測、遙感航測。
8、多旋翼運用領(lǐng)域：
城市管理、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、氣象、電力、電力巡檢、搶險救災(zāi)、視頻拍攝等行業(yè)。
9、直升機運用領(lǐng)域？
10、飛手的工作范圍都有哪些？
對飛機的組裝與維護，飛行前的檢查及飛行中對飛機的安全負責。
11、無人機如何進行航拍？
通過搭載云臺與拍攝系統(tǒng)，進行第一人稱視角的飛行。
12、無人機起飛之前應(yīng)該注意哪些檢查？
對飛機的檢查：部件的銜接是否牢靠，布線是否安全，機載設(shè)備是否工作正常
對地面的檢查：地面通訊、操作系統(tǒng)工作是否正常；
對環(huán)境的檢查：周圍環(huán)境是否適合作業(yè)及起降場地是否合理，空域有無申報。
13、什么是地面站？
架設(shè)在地面進行對無人機實時的監(jiān)測及航線設(shè)定等預(yù)操作。
14、什么是美國手？
左手上下油門，左右方向，右手上下升降，左右副翼。
15、什么是日本手？
左手上下升降，左右方向，右手上下油門，左右副翼。
16、什么是飛行記錄本？
記錄從模擬器開始練習至目前的飛行經(jīng)歷的記錄本。
17、什么是GPS模式？
對飛行器操作增加了由gps衛(wèi)星進行的精確定位，可以精準定高和定點。
18、什么是手動模式？
GPS不參與飛行工作，飛行器不能定點和定高，由飛控本身的傳感器進行增加穩(wěn)定飛行操作的模式。
19、學習無人機技術(shù)對我們有哪些幫助？
成為一名經(jīng)驗豐富的飛手之前，首先應(yīng)該清楚如何避免墜機？當無人機在高空飛行時，由于復雜的環(huán)境因素，當無人機處于失控的狀態(tài)，一旦危險出現(xiàn)，可以挽回不必要的損失。
20、個人自學時候著重學習什么？
模擬器的練習、地面站的基本操作。
21、模擬器是什么？
借助電腦平臺還原真實飛行。
22、學習無人機門檻要求？
年滿17周歲、中等學歷以上、身體健康、無犯罪記錄。
23、AOPA是什么？
航空器擁有者與駕駛員協(xié)會。
24、駕駛員合格證是否國際通用？
中國（包括香港、澳門和臺灣）的唯一合法代表。除在中國得到官方認可外，在全世界都是通用的。
25、考核過后多久可以拿到證件？
考試過后1個月的周期。
26、證件有效期是多久？
2年。
27、無人機駕駛員需求量？
目前全國對無人機駕駛員、機長的需求量大約在10萬左右，但是真正符合資質(zhì)的人目前只有2000余人。
28、駕駛員、機長、教員三者的區(qū)別？
駕駛員：視距內(nèi)飛行（無人機駕駛員或無人機觀測員與無人機保持直接目視視覺接觸的操作方式，航空器處于駕駛員或觀測員目視視距內(nèi)半徑500米，相對高度低于120米的區(qū)域內(nèi)）；
機長：除視距內(nèi)還可通過操作地面站進行對無人機在目視視距以外的運行；
教員：了解教學法等可進行對駕駛員及機長的培訓。
29、通過培訓后，能用無人機進行什么樣的工作？
農(nóng)業(yè)植保、遙感測繪、影視航拍等行業(yè)。
30、通過學習薪酬待遇如何？
通常飛手實習在3000+轉(zhuǎn)正后上不封頂。
31、什么是有基礎(chǔ)班？
入學前達到相對機型飛行技術(shù)標準要求，通過短期強化培訓取得AOPA駕駛員合格證的學員。
32、什么是無經(jīng)驗班？
入學前對無人機簡單了解，有過GPS模式飛行經(jīng)歷，以及想從事無人機行業(yè)的愛好者（就業(yè)）和企業(yè)培養(yǎng)人才為重點，通過中長期培訓取得AOPA駕駛員合格證的學員。
33、旋翼機型與固定翼機型考核項目都是什么？
多旋翼或直升機：
1.起飛；
2.慢速自旋一周（360°）；
3.水平八字4降落。
固定翼：
1.起飛（逆風）；
2.四邊航線；
3.水平八字；
4.模擬發(fā)動機失效；
5.降落（逆風）；
34、理論課都講什么？
�。�1）.無人機概述與系統(tǒng)組成
�。�2）.民航法規(guī)與術(shù)語
（3）.空域的飛行與申報
�。�4）.航空氣象與飛行環(huán)境
（6）.無人機構(gòu)造
�。�7）.飛行原理與性能
�。�8）.通信鏈路與任務(wù)規(guī)劃
（9）.所使用的無人機系統(tǒng)特性
�。�10）.無人機飛行手冊及其他文檔
35、實操課都講什么？
�。�1）.模擬飛行
�。�2）.飛機拆裝、維護、維修和保養(yǎng)
�。�3）.地面站設(shè)置與飛行前準備
（4）.起飛與降落訓練
�。�5）.緊急情況下的操縱和指揮
36、拆裝課都有哪些內(nèi)容？
無人機機械位的拆裝，電子設(shè)備的安裝及調(diào)試。
37、口試都考哪些？
飛行器的維護使用與拆裝，飛行前檢查，遙控器的使用與設(shè)置
38、地面站都考哪些？
航校規(guī)劃、飛行中緊急事故的處理操作等
39、理論未通過怎么辦？
與下期培訓班學員一起進行考試，理論未通過不能參加實操考試。
40、實操未通過怎么辦？
與下期培訓班學員一起進行考試。
41、多旋翼練習用什么機型？
TTA650四軸練習機、TTAM6六軸練習機。
42、直升機練習用什么機型？
亞拓700L 、亞拓550L。
43、固定翼練習用什么機型？
大白汽油機、小金星電動練習機。
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