1、无人（rén）机(UAV)的（de）概念（niàn）

无人机（Unmanned Aerial Vehicle）就（jiù）是利用无（wú）线遥控或程序控制来执行特定航空任务的（de）飞行器，指不搭载操作人员的一种（zhǒng）动力空中（zhōng）飞行器，采用空（kōng）气（qì）动力为飞行器提供所需（xū）的升力，能够自动飞（fēi）行或远程引导（dǎo）；既能一次性使用也能进行回收（shōu）。

2、无（wú）人机系统的一般组成

无（wú）人机系统包括地面系统、飞机（jī）系统、任（rèn）务载（zǎi）荷和无（wú）人机（jī）使用保障（zhàng）人员。

3、无人机的一般分类

按（àn）用途（tú）分（fèn）：

劲鹰航拍无人机、无人侦察机、靶机、特种无（wú）人机、诱饵无人机（jī）等。

按飞行方式分：

固定翼无人机、旋（xuán）翼无人机、扑翼无人机（jī）、飞艇。

4、无人机（jī）的飞行控制

无人机上没有驾驶（shǐ）员，所以无人机和飞行靠“遥控”或“自（zì）控飞（fēi）行”。 

（1）遥控飞（fēi）行

遥控即对被控对象继续远距离控制，主（zhǔ）要（yào）无线电遥控（kòng）。

遥控信号：遥控站通过发射机向无人机（jī）发（fā）送无线电波，传递指令，无人机上（shàng）的接收机接（jiē）收并译出指（zhǐ）令（lìng）的内容，通过自动（dòng）驾驶仪（yí）按指令操纵舵（duò）面（miàn），或通过其（qí）他接口操纵（zòng）机上（shàng）的任务（wù）载荷。遥控（kòng）站设有（yǒu）搜索（suǒ）和跟踪雷达，他（tā）们测量（liàng）无人机在任意时刻相对地面（miàn）的方位角（jiǎo）、俯仰角、距离和（hé）高度等参数（shù），并把这（zhè）些参数输入到（dào）计算（suàn）机（jī），计算后就能（néng）绘出（chū）无人机的实际航迹，与预定（dìng）航线比较，就能求出偏差，然后发送指（zhǐ）令进行修正。

此（cǐ）外，无人机还装备有无线（xiàn）电应答器，也叫信标机。它能在收到雷（léi）达的询问（wèn）信号后，发回一个信号给雷达。由于信（xìn）标机发射的信（xìn）号比无人机发射（shè）的雷（léi）达信（xìn）号要强得多，起到增（zēng）加跟（gēn）踪雷达的探（tàn）测（cè）距离。

下传信号：遥控指令只包含（hán）航迹（jì）修（xiū）正信（xìn）号（hào）是显然不够的，在飞行中无人机会受到各种因素的影（yǐng）响，无人（rén）机（jī）的飞行姿态也在不（bú）断（duàn）变化，所以指（zhǐ）令还需要（yào）包括对（duì）飞行姿态的修正内容。

无人机（jī）上的（de）传（chuán）感器一直在收（shōu）集自身的姿态信息（xī），这些信息通过下传信号送到遥测终端，遥测终（zhōng）端分析这些信息后就（jiù）能给出飞行姿态的遥控修正（zhèng）指令（lìng）。

遥控（kòng）飞行（háng）的利弊：

利：有利于简化无人机的设（shè）计，降低制造成本。

弊：受无线（xiàn）电（diàn）作用距离的限制，限制通讯距离通常只可达到320KM~480KM；容（róng）易（yì）受（shòu）到（dào）电（diàn）子干扰。

（2）自控飞行

自控飞行（háng）不（bú）依赖地面（miàn）控制，一切动作都自动完成的（de）飞（fēi）行。为此，机上需要有（yǒu）一套装（zhuāng）置来保证飞行航（háng）向和（hé）飞行（háng）姿态的正确（què），这套（tào）装置就是导航装置。通常的导（dǎo）航装置有：

1.惯性导航

在机载设备上，它一般简称（chēng）惯导（dǎo）。惯性导航是以牛顿力学为基础，依（yī）靠安装（zhuāng）在（zài）载体（tǐ）内（nèi）部的加速度计测量（liàng）载体在三个轴向（xiàng）的（de）加速度，经积分运算后得到（dào）载体的（de）瞬时速度和位置（zhì），以（yǐ）及测（cè）量载体的姿态的一种导航（háng）方式。惯性（xìng）导航完全（quán）依（yī）赖机载设备自主完（wán）成导（dǎo）航任务，工作时不依赖（lài）外界信息，也不向外（wài）界（jiè）辐（fú）射能量，不（bú）易受到干扰，不（bú）受气象条件（jiàn）限（xiàn）制。

惯导系统（tǒng）是一种航位推算系统。只要给出载体的初始（shǐ）位（wèi）置及速度，系统就可以实时地推算出载体（tǐ）的（de）位置速（sù）度及姿态信息（xī），自（zì）主（zhǔ）地进行导航。纯惯导（dǎo）系统会随（suí）着飞行航时的增加（jiā），因积分积（jī）累而产生较大的（de）误差，导致定位精度（dù）随（suí）时间增长（zhǎng）而（ér）呈发散趋势，所以惯导一般（bān）与其他（tā）导航系（xì）统（tǒng）一（yī）起工作来提高定位精度（dù）。

2.卫星导（dǎo）航

全球定位系（xì）统（tǒng）（GPS）由（yóu）美国建立（lì）的一套定位系统，可以提供全球任意一点的三维空间位置（zhì）、速度和时间，具有全球性、全（quán）天候（hòu）、连续的精密导航系（xì）统（tǒng）。

全球卫（wèi）星（xīng）导航分为三（sān）部分，包括（kuò）空间卫星（xīng）部分、地面监（jiān）控、卫星（xīng）接收机（jī）部分。在飞机（jī）上安（ān）装（zhuāng）卫星接收机就能（néng）得到（dào）自身的位置信息和（hé）精确到（dào）纳秒级（jí）的时间信（xìn）息。

现（xiàn）在全（quán）球在使用的卫星导航系统还（hái）有：俄罗斯（sī）的glonass,欧洲的伽利略（luè）系统，还有中国正在建立的北（běi）斗系统（tǒng）。

3.多普（pǔ）勒导航

多普勒导航（háng）是飞行器常用的一（yī）种（zhǒng）自主导航系统（tǒng），它（tā）的工（gōng）作原理是多普勒效（xiào）应。

多普勒导航（háng）系统（tǒng）由磁罗盘或陀螺仪、多普勒（lè）雷达（dá）和导航计算（suàn）机组成。磁罗盘或陀螺仪类似指北针（zhēn），用于（yú）测出无人机的航向角，多普勒雷达不停沿（yán）着某个方向向地面发射电磁波，测出无人机相对地面的飞（fēi）行速度以及偏流角。根据多普勒雷达提供的地速和偏流（liú）角数据，以及磁罗盘或陀螺仪提供的航向数据，导航计算机就可以不停地（dì）计算出无人机飞过的路线（xiàn）。

多普勒导航系统能用于各（gè）种气（qì）象条件和地（dì）形条件，但（dàn）由于测量的积累误差，系（xì）统（tǒng）会随着飞行的（de）距离（lí）增加而使（shǐ）误差加大（dà），所以一（yī）般用于组合导航中（zhōng）。

4.组合（hé）导（dǎo）航

组合导航是指组合使用两（liǎng）种或两种以上（shàng）的（de）导航系统，达到取（qǔ）长（zhǎng）补短，提高导航（háng）性能。目（mù）前飞（fēi）行器上实际使（shǐ）用的导航系统各（gè）基（jī）本上都是组合导航系统，如（rú）GPS/惯性（xìng）导航、多普（pǔ）勒（lè）/惯性导（dǎo）航（háng）等，其中应用最广的（de）是（shì）GPS/惯（guàn）性导（dǎo）航组合导航系（xì）统（tǒng）。

5.地形辅助导（dǎo）航

地（dì）形（xíng）辅助导航（háng）是指（zhǐ）飞行器在飞行过程中（zhōng），利用预先存储的飞行路线中某些地区（qū）的特征数据，与实际飞行（háng）过程中（zhōng）测量到的相关数据进行不断（duàn）比较来实施导航修正的一种（zhǒng）方法。其核心是将地形分成多个小（xiǎo）网格，将其（qí）主（zhǔ）要特征，如平均标高等（děng）输入计算（suàn）机，构成一（yī）个数（shù）字（zì）化地图（tú）。

地形辅（fǔ）助导航技术（shù）就（jiù）是利用机载数字地图（tú）和无线（xiàn）高度（dù）表作为辅助手段来（lái）修（xiū）正惯（guàn）导（dǎo）系统的误差（chà），从而构成新的导（dǎo）航系统。它与导航方法（fǎ）的（de）根（gēn）本区（qū）别在于数字地图对（duì）主导（dǎo）航系统仅能起到辅（fǔ）助修正作用。

地形辅助系（xì）统可分（fèn）为地形匹（pǐ）配、景象匹配等。

◆地（dì）形匹（pǐ）配：也称地形高度相关（guān）。其（qí）原理是地球表面上任意一点的地理坐（zuò）标都可以（yǐ）根据（jù）其周围地域的等高线或（huò）地（dì）貌来当值（zhí）确定。飞行一段（duàn）时间（jiān）后，既可以得（dé）到真（zhēn）航（háng）迹（jì）的一串地形标高（gāo）。将测（cè）得的数据与存（cún）储的数（shù）字地图（tú）进行相关分（fèn）析，确定（dìng）飞机航迹对应的（de）网格位置。因为事先确定了网格各点对应的经纬度值，这（zhè）样就（jiù）可以使用数（shù）字地图校（xiào）正惯（guàn）导。

◆景象匹配：也称（chēng）景象相（xiàng）关。它与地图匹配的区（qū）别是，预先（xiān）输入到计算（suàn）机的信息（xī）不（bú）只是（shì）高度参数，还包含了通过（guò）摄（shè）像等手段（duàn）获取（qǔ）的预定（dìng）飞行路（lù）径的景象信息（xī），将（jiāng）这（zhè）些景象（xiàng）数字（zì）化后存储（chǔ）在机（jī）载设备上。飞行中，通（tōng）过（guò）机载摄（shè）像设备获取飞（fēi）行路径（jìng）中的景象，与预（yù）存数据（jù）比较，确定飞机（jī）的位置。

自控飞行的（de）利弊：

利（lì）：航程加大；自主工作，不需要与地面站联系。

弊：复（fù）杂的自主导航（háng）系统和（hé）控制系统，增加了重量，提高了成本。

（3）遥控与自控结合

现代无人机在不同的飞行段，交（jiāo）替（tì）地采用遥控或（huò）自控飞行，这样可以充分利用遥（yáo）控和自控两种控制方式各（gè）自的优势（shì），克服彼此的（de）缺陷。

5、无人机（jī）的起飞和着（zhe）陆（lù）

有人驾（jià）驶飞机的起飞和降落是飞（fēi）行中（zhōng）的两大“难关”，无人驾驶飞机（jī）则（zé）更（gèng）是如此。

（1）无人（rén）机的起飞

1.母机投放（fàng）

由有人（rén）把无（wú）人机带上天，在适当（dāng）的地（dì）方投放起飞，这种（zhǒng）方法简单（dān）易（yì）行（háng），运用灵活（huó），成功率高，并且可（kě）增加无人机的航程。

2.火箭助推

借助固体火箭助推器，无人机（jī）从（cóng）发射架上起飞。这种起飞（fēi）方式占用的发（fā）射（shè）场地（dì）很小，适合前沿阵地、山区或船上使用。

3.起（qǐ）飞跑车

将（jiāng）无人机（jī）安装（zhuāng）在带轮的小车上，靠无人机的发（fā）动（dòng）机推进，当达到速度后，无（wú）人机脱离小车升（shēng）空。

这种方式可以使用（yòng）现成（chéng）的机场条件起飞，无需复（fù）杂的起落架，起飞跑（pǎo）车的（de）结构（gòu）简单、经济。

4.垂直起飞

利用（yòng）直升机的起飞原理起飞。如：劲鹰（yīng）2型（xíng）固定翼垂直起飞无人机，可垂（chuí）直起（qǐ）落（luò）、悬停、大载重、高限时。

5.起落架滑跑起飞

与有人驾驶飞机（jī）一样，使（shǐ）用本身的起落架滑跑起飞。

6.手发（fā）射

这种发射（shè）方式（shì）最简单，由一人或两（liǎng）人把握，靠无人机自身动力起飞。

(2)无人机的（de）着陆

1.起落架轮滑着陆

与（yǔ）有人驾驶飞机一样，使用本身的起（qǐ）落（luò）架降落。一（yī）般大（dà）型（xíng）无（wú）人机才采用这种（zhǒng）方式。

2.降落伞着陆

无人机采（cǎi）用降落伞悬吊回收。这种方式适合小型无人机，对于（yú）大型无人机，由于（yú）伞降回收的可靠性不高，操纵困（kùn）难（nán），损（sǔn）失率高。

3.空中（zhōng）回收

使用大飞机在空中回（huí）收无人（rén）机的方式目前只有美国采用（yòng）。采用这种（zhǒng）回收（shōu）方（fāng）式，在大（dà）飞（fēi）机上必须有空中回收系统。无人机除了有阻（zǔ）力伞（sǎn）和主伞外，还需有钩挂（guà）伞与吊（diào）索（suǒ）和可旋转的（de）脱落机构。大飞机用挂钩挂住无人（rén）机的钩（gōu）挂伞和吊索，用（yòng）绞（jiǎo）盘绞起（qǐ）无人机（jī），空中（zhōng）悬挂运走。这种回收方式不会损伤无（wú）人机，但每次回收都要出动大飞机，费用高，对大（dà）飞（fēi）机飞行（háng）员的驾驶（shǐ）技术（shù）要求高。

4.拦截（jié）网回收

用拦（lán）截（jié）网（wǎng）系（xì）统回收无（wú）人机是目前世界（jiè）小型（xíng）无人（rén）机（jī）普遍采用的回收（shōu）方（fāng）式之一。拦截（jié）网系统（tǒng）通（tōng）常由（yóu）拦截网（wǎng）、能量（liàng）吸收（shōu）装（zhuāng）置和自动（dòng）引导设备组成。能量吸收装置与拦截网相连，其作用是吸（xī）收无人机撞网的（de）能量，避免无（wú）人（rén）机触网后在网上弹跳不停受损。自动引导设备一般是（shì）一部置于（yú）网后（hòu）的电视（shì）摄（shè）像机（jī），或（huò）是装（zhuāng）在拦（lán）截网（wǎng）架（jià）上的红（hóng）外（wài）接收机，由它们及时向地面站报告无（wú）人机返航路线偏差。

5.气（qì）垫着陆

无人（rén）机机腹四周装（zhuāng）上“橡胶裙边”，中间（jiān）有（yǒu）一个带孔的气囊。发动（dòng）机把（bǎ）空气压入气（qì）囊，压（yā）缩空气从气囊孔喷出，在机腹下形成高压（yā）空气区—气垫。

气垫着陆最大的（de）优点是（shì）：无人机能在未经（jīng）平整的地面、泥地、冰雪地（dì）或水上着陆（lù），不受地形条（tiáo）件限制。其次大小（xiǎo）无人（rén）机都可以使用，回收率高（gāo）。

6、无人机飞行（háng）平台

无人机的飞行（háng）平台（tái）主（zhǔ）要由六（liù）大部（bù）分（fèn）组成：机身、机翼、尾翼、起落装（zhuāng）置、飞行自动（dòng）控（kòng）制系统和动力（lì）系（xì）统。

1.机（jī）身（shēn）

机身主要用来装载发动机、燃油、任务设备（bèi）、电（diàn）源、控制操纵（zòng）系统等（děng），并（bìng）通过（guò）它将机（jī）翼、尾翼、起（qǐ）落架（jià）等部件连成一个（gè）整（zhěng）体。

2.机翼

机翼是飞行器用来产生升（shēng）力的主要部（bù）件。固定翼无人机的机（jī）翼有平直（zhí）翼、后掠翼、三角翼等。下图（tú）是一些常见的（de）机翼（yì）：

平直（zhí）翼比较（jiào）适（shì）用于低速飞行器，后掠翼（yì）和三角翼比较适合（hé）高（gāo）速飞行器。

机翼上一般还有副翼，用于控制飞机的倾斜，但左右副翼偏转方向不同时，就会产生滚装力（lì）矩，是飞行（háng）器（qì）产生倾斜运动。

3.尾翼（yì）

尾翼（yì）分垂直（zhí）尾翼和水平（píng）尾翼两部分。对于（yú）一些结构比较特（tè）殊（shū）的无人机来（lái）说，可能会不设垂直尾翼或水平尾翼。

垂直尾翼（yì）：垂直安装在（zài）机身尾部，主要功（gōng）能为保持机（jī）体的方（fāng）向平衡和操纵。通（tōng）常（cháng）垂直尾翼后缘有用于操纵方向的方向舵。

水平尾翼：水平安装在机身尾部（bù），主要功能为了保持俯仰平衡（héng）和俯仰操（cāo）纵。

4.起（qǐ）落（luò）装置

起落装置的功用是使（shǐ）无人机（jī）在（zài）地面或水面进行起飞、着陆、滑行和停（tíng）放。

起落装置对于无人机（jī）来（lái）说是形式最多（duō）样的（de）一部分，这是因（yīn）为（wéi）无人机有多种发（fā）射/回收（shōu）方式。大型无人机的起落（luò）装置包含起落架和改善起落性（xìng）能的装置两部分（fèn），起飞后起落（luò）架收起，减（jiǎn）少飞行阻力；多数（shù）无人机的起落架很简单，飞（fēi）行时也不收起；对于采用弹射、拦阻网（wǎng）等方式进行发射/回收的小型无人机就不需要起落架（jià）；对于采用手掷发射的（de）小型无人机，就没（méi）有起落（luò）装置；伞降回收的无人机着陆装置可以（yǐ）说就是降（jiàng）落伞（sǎn）。

5.飞行自动控制系统

飞行自（zì）动控制系统（tǒng）包括控制指令自（zì）动形成装置和（hé）传输操纵装置。指令（lìng）自动形成装置包括（kuò）自动驾驶仪和相关的传（chuán）感器、导航（háng）设备；传输（shū）操纵装置包括从控制（zhì）指令输出点到水平尾（wěi）翼、副（fù）翼、方向舵（duò）等操纵面，用来传递操纵指令，改变飞行状态的所有装置。

6.动力装置

飞机动力装置是用来（lái）产生拉力（如螺（luó）旋桨飞机）或（huò）推力（lì）（如（rú）喷气式飞机），使飞机前进的装置（zhì）。现代无人机（jī）的动力（lì）主要分为涡（wō）轮喷气（qì）发动机和涡轮（lún）风扇发动机两（liǎng）类。 （来源：互联网综合（hé）编辑）

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