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文檔簡介

項目1認識無人機項目2無人機飛行原理認知項目3航空氣象與飛行安全監(jiān)管項目4模擬飛行軟件安裝與設置項目5無人機模擬飛行項目6無人機飛行訓練項目7無人機任務設備及應用操控任務1.1認識多旋翼無人機任務1.2認識固定翼無人機任務1.3認識無人直升機任務2.1認知多旋翼無人機飛行原理任務2.2認知固定翼無人機飛行原理任務2.3認知無人直升機飛行原理任務3.1航空氣象對飛行的影響任務3.2無人機飛行安全監(jiān)管任務3.3無人機飛行空域和飛行計劃的申報任務4.1安裝無人機模擬飛行軟件任務4.2設置無人機模擬飛行軟件任務5.1多旋翼無人機模擬飛行任務5.2固定翼無人機模擬飛行任務5.3無人直升機模擬飛行任務6.1多旋翼無人機飛行訓練任務6.2固定翼無人機飛行訓練任務6.3無人直升機飛行訓練任務7.1認識無人機任務設備任務7.2無人機任務規(guī)劃和航線規(guī)劃任務7.3無人機航拍飛行操控任務7.4無人機植保飛行操控無人機操控技術(shù)與任務設備一、多旋翼無人機組成多旋翼無人機組成一般包括機架起落架、電機和電調(diào)、電池、螺旋槳、飛控系統(tǒng)、遙控裝置、GPS模塊、任務設備和數(shù)據(jù)鏈路。1.機架機架是大多數(shù)設備的安裝位置,也是多旋翼無人機的主體,也成為機身、電機、電調(diào)和飛控板等設備都要安裝在機架上面。機架的主要作用如下:(1)提供安裝接口。(2)提供整體的穩(wěn)定和堅固的平臺。(3)起落架等緩沖設備。(4)保證足夠低的重量。(5)提供相應的保護裝置。認識多旋翼無人機一、多旋翼無人機組成2.起落架多旋翼無人機唯一和地面接觸的部位。作為整個機身在起飛和降落時候的緩沖,也是為了保護機載設備,要求強度高,結(jié)構(gòu)牢固,和機身保持相當可靠的連接,能夠承受一定的沖力。認識多旋翼無人機一、多旋翼無人機組成3.電機電機是多旋翼無人機的動力機構(gòu),提供升力,推力等。電機的轉(zhuǎn)速快慢決定了飛行器可以承載的重量,同時,其轉(zhuǎn)速改變的快慢可以影響飛行姿態(tài)的變換。認識多旋翼無人機一、多旋翼無人機組成4.電調(diào)電子調(diào)速器,將飛控的控制信號,轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?,用于控制電機轉(zhuǎn)速。同時電調(diào)在多旋翼無人機中也充當了電壓變化器的作用,將11.1V電壓變?yōu)?V電壓給飛控供電。5.電池電池是電動多旋翼無人機的供電裝置,給電機和機載電子設備供電。認識多旋翼無人機一、多旋翼無人機組成6.螺旋槳螺旋槳安裝在電機上,多旋翼無人機安裝的都是不可變總距的螺旋槳。槳的指標是4位數(shù)字,前面2位代表槳的直徑,后面2位是槳的螺距。認識多旋翼無人機一、多旋翼無人機組成7.飛控系統(tǒng)飛控系統(tǒng)是多旋翼無人機的核心設備,飛控系統(tǒng)的好壞從本質(zhì)上決定了無人機的飛行性能。它包括陀螺儀、加速度計、電路控制板、各外設接口。多旋翼無人機飛控系統(tǒng)完成的主要功能有:(1)處理來自遙控器或自動控制的信號,這時飛控需要識別遙控器或自動控制的信號,完成要求的飛行姿態(tài)或其他指令。(2)控制電調(diào),此時飛控系統(tǒng)要做的就是給電調(diào)發(fā)送信號調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)控制改變飛行姿態(tài)的功能。(3)可以通過一些板載的測量元件,在沒有任何控制的情況下,通過控制電調(diào)的輸出信號保持多旋翼無人機的穩(wěn)定。認識多旋翼無人機一、多旋翼無人機組成8.遙控裝置包括遙控器和接收機,接收機裝在無人機上,一端與飛控相連接,另一端通過通信鏈路與發(fā)射機連接。無人機操作員通過遙控器發(fā)出操作指令。9.GPS模塊測量多旋翼無人機當前的經(jīng)緯度、高度、航跡方向、地速等信息。一般在GPS模塊中還會包含地磁羅盤:測量多旋翼無人機當前的航向。10.任務設備目前最多的就是云臺,常用的有兩軸云臺和三軸云臺。云臺作為相機或攝像機的增穩(wěn)設備,提供兩個方向或三個方向的穩(wěn)定控制。認識多旋翼無人機一、多旋翼無人機組成11.數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路包括數(shù)傳和圖傳。數(shù)傳就是數(shù)字傳輸,數(shù)傳終端和地面控制站接受來自飛控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息。圖傳就是圖像傳輸,接受機載相機或攝像機拍攝的圖像,一般延遲在幾十毫秒,目前也有高清數(shù)字圖傳,傳輸速率和清晰度都有很大提高。認識多旋翼無人機二、多旋翼無人機布局多旋翼按形狀分為:十型,X型,H型,Y型,上下布局等等。1.十字型布局

特點:十型多旋翼是最早出現(xiàn)的一種氣動布局,因為其前后左右飛行的控制比較直觀,只需改變少量電機轉(zhuǎn)速就可實現(xiàn),便于飛控算法的開發(fā),但在航拍時多旋翼無人機正前方螺旋槳會進入畫面。認識多旋翼無人機二、多旋翼無人機布局2.X型布局特點:X型多旋翼是目前最常見的,由于結(jié)構(gòu)簡單受到很多飛行器愛好者的喜愛。相比于十型多旋翼,前后左右動作時加減速的電機較多,控制比較迅速和有力。認識多旋翼無人機二、多旋翼無人機布局3.H型布局特點:其特點在于比較易于設計成水平折疊結(jié)構(gòu),看起來比X型厚重,又擁有與X型相當?shù)奶攸c,結(jié)構(gòu)簡單,方便控制。4.上下布局特點:上下分布多用于體積受到限制,但是對載重量又有較大需求的場合。5.其它布局如8軸16旋翼,6軸18旋翼,4軸16旋翼等等。如圖1-15所示的無人機為6軸18旋翼。認識多旋翼無人機認識固定翼無人機一、固定翼無人機組成固定翼無人機大多數(shù)都由機翼、機身、尾翼、起落裝置和動力裝置五個主要部分組成。1.機翼是無人機在飛行時產(chǎn)生升力的裝置,并能保持無人機飛行時的橫滾安定。機翼的結(jié)構(gòu)元件主要包括翼梁、前縱墻、后縱墻、普通翼肋、加強翼肋、對接接頭、蒙皮、桁條。1-翼梁;2一前縱墻;3一后縱墻;4一普通翼肋;5一加強翼肋;6一對接接頭;7一蒙皮;8-桁條認識固定翼無人機一、固定翼無人機組成2.機身機身的主要功用是裝載乘員、旅客、武器、貨物和各種設備,將固定翼無人機的其他部件連接成一個整體。3.尾翼尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼由多旋的水平安定面和可動的升降舵組成,垂直尾翼包括多旋的垂直安定面和可動的方向舵。尾翼的作用是操縱固定翼無人機俯仰和偏轉(zhuǎn),保證固定翼無人機能平穩(wěn)飛行。認識固定翼無人機一、固定翼無人機組成4.起落裝置固定翼無人機的起落架大都由減震支柱和機輪組成,作用是起飛、著陸、滑跑、停放。認識固定翼無人機一、固定翼無人機組成5.動力裝置動力裝置是指為固定翼無人機飛行提供動力的整個系統(tǒng),包括發(fā)動機、螺旋槳及其它附件,而其中最主要的部分是發(fā)動機。發(fā)動機的構(gòu)造復雜,自成系統(tǒng),獨立于機體,是固定翼無人機的核心部件。動力裝置主要用來產(chǎn)生拉力和推力,使固定翼無人機前進。固定翼無人機常用的發(fā)動機有活塞式發(fā)動機和噴氣式發(fā)動機。認識固定翼無人機二、固定翼無人機的布局固定翼固定翼無人機的布局是指固定翼無人機主要部件的數(shù)量以及它們之間的相互安排配置情況。固定翼固定翼無人機為了達到不同的性能要求,往往采用不同的布局形式。如果按機翼和機身連接的上下位置來分,可分為上單翼、中單翼和下單翼。認識固定翼無人機二、固定翼無人機的布局如果按機翼弦平面有無上反角來分,可分為上反翼、無上反翼與下反翼三種類型。如果按立尾的數(shù)量來分,可分為單立尾、雙立尾和無立尾。認識固定翼無人機二、固定翼無人機的布局而我們通常所說的氣動布局一股是指平尾相對于機翼在縱向位置上的安排,即固定翼無人機的縱向氣動布局形式;一般有正常式、“鴨”式和無平尾式。認識固定翼無人機二、固定翼無人機的布局不同的布局形式,將對固定翼無人機的飛行性能、穩(wěn)定性和操縱性有重大影響。(1)單立尾布局單立尾布局是最為常見的一種尾翼布局形式。單立尾翼主要包括垂尾安定面、方向舵、平尾安定面和升降舵。(2)雙立尾布局雙立尾布局通常包括常規(guī)雙立尾布局、雙尾撐雙立尾布局和H型尾翼布局。常規(guī)雙立尾布局是指在機身上裝有兩個立尾的布局形式,以增加航向安定性,雙尾撐雙立尾布局是指在向后延伸的兩個尾撐上安裝兩個立尾的布局形式,H型尾翼布局是一種在平尾兩端安裝兩個立尾的布局形式,從前后看平尾和立尾構(gòu)成一個H字樣,故稱為H型尾翼。認識固定翼無人機二、固定翼無人機的布局(3)V型尾翼布局V型尾翼具有較好的隱身性能和較小的干擾阻力,在隱身固定翼無人機和無人機中廣泛采用。

(4)三角翼布局三角翼無人機是翼身融合為三角翼形式的無人機。它的機翼前緣后掠,后緣基本平直,俯視平面形狀為三角形。這類無人機體積小,重量輕,機翼結(jié)構(gòu)強度大、抗風能力強,水平機動性能好,而且后掠角大,阻力小。認識無人直升機一、無人直升機組成無人直升機是具有一幅或兩副主旋翼,通過旋翼的傾斜、轉(zhuǎn)速的調(diào)整來產(chǎn)生各個運動方向的力的無人駕駛航空器。無人直升機的主要結(jié)構(gòu)有:機身、動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、旋翼系統(tǒng)、航電系統(tǒng)、尾翼,起落架等。認識無人直升機一、無人直升機組成1.機身無人直升機機身結(jié)構(gòu)有桁架式結(jié)構(gòu)、薄壁式結(jié)構(gòu)和復合材料夾層結(jié)構(gòu)。桁架式結(jié)構(gòu)認識無人直升機一、無人直升機組成1.機身無人直升機機身結(jié)構(gòu)有桁架式結(jié)構(gòu)、薄壁式結(jié)構(gòu)和復合材料夾層結(jié)構(gòu)。薄壁式結(jié)構(gòu)認識無人直升機一、無人直升機組成1.機身無人直升機機身結(jié)構(gòu)有桁架式結(jié)構(gòu)、薄壁式結(jié)構(gòu)和復合材料夾層結(jié)構(gòu)。復合材料夾層結(jié)構(gòu)認識無人直升機一、無人直升機組成2.旋翼

旋翼結(jié)構(gòu)有全鉸接式、蹺蹺板式、柔性鉸式和無軸承式四種結(jié)構(gòu)。全鉸接式結(jié)構(gòu)認識無人直升機一、無人直升機組成2.旋翼

旋翼結(jié)構(gòu)有全鉸接式、蹺蹺板式、柔性鉸式和無軸承式四種結(jié)構(gòu)。蹺蹺板式結(jié)構(gòu)認識無人直升機一、無人直升機組成2.旋翼

旋翼結(jié)構(gòu)有全鉸接式、蹺蹺板式、柔性鉸式和無軸承式四種結(jié)構(gòu)。柔性鉸式結(jié)構(gòu)認識無人直升機一、無人直升機組成2.旋翼

旋翼結(jié)構(gòu)有全鉸接式、蹺蹺板式、柔性鉸式和無軸承式四種結(jié)構(gòu)。無軸承式結(jié)構(gòu)認識無人直升機一、無人直升機組成3.尾翼結(jié)構(gòu)直升機尾翼包括垂直安定面和水平安定面。認識無人直升機二、無人直升機布局直升機的布局形式按旋翼數(shù)量和布局方式的不同可分為單旋翼直升機、共軸式雙旋翼直升機、縱列式雙旋翼直升機、橫列式雙旋翼直升機和帶翼式直升機等幾種類型。多旋翼無人機飛行原理根據(jù)四旋翼對稱的組成結(jié)構(gòu)有兩種飛行姿態(tài),一種是將處于同一水平線的一對機架梁作為x軸另一對梁作為y軸的“+”型飛行姿態(tài),另一種是將相應兩個梁的對稱軸線作為x軸,另一條對稱軸線作為y軸的“X”型飛行姿態(tài)?!?”型“X”型多旋翼無人機飛行原理基本運動狀態(tài):垂直運動,俯仰運動,滾轉(zhuǎn)運動,偏航運動,前后運動,側(cè)向運動。1.垂直運動圖中,因有兩對電機轉(zhuǎn)向相反,可以平衡其對機身的反扭矩,當同時增加四個電機的輸出功率,旋翼轉(zhuǎn)速增加使得總的拉力增大,當總拉力足以克服整機的重量時,四旋翼飛行器便離地垂直上升;反之,同時減小四個電機的輸出功率,四旋翼飛行器則垂直下降,直至平衡落地,實現(xiàn)了沿z軸的垂直運動。當外界擾動量為零時,在旋翼產(chǎn)生的升力等于飛行器的自重時,飛行器便保持懸停狀態(tài)。保證四個旋翼轉(zhuǎn)速同步增加或減小是垂直運動的關(guān)鍵。多旋翼無人機飛行原理基本運動狀態(tài):垂直運動,俯仰運動,滾轉(zhuǎn)運動,偏航運動,前后運動,側(cè)向運動。1.垂直運動四旋翼無人機垂直運動多旋翼無人機飛行原理2.俯仰運動圖中,電機1的轉(zhuǎn)速上升,電機3的轉(zhuǎn)速下降,電機2、電機4的轉(zhuǎn)速保持不變。為了不因為旋翼轉(zhuǎn)速的改變引起四旋翼飛行器整體扭矩及總拉力改變,旋翼1與旋翼3轉(zhuǎn)速該變量的大小應相等。由于旋翼1的升力上升,旋翼3的升力下降,產(chǎn)生的不平衡力矩使機身繞y軸旋轉(zhuǎn)同理,當電機1的轉(zhuǎn)速下降,電機3的轉(zhuǎn)速上升,機身便繞y軸向另一個方向旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)飛行器的俯仰運動。四旋翼無人機俯仰運動多旋翼無人機飛行原理3.滾轉(zhuǎn)運動在圖中,改變電機2和電機4的轉(zhuǎn)速,保持電機1和電機3的轉(zhuǎn)速不變,則可使機身繞x軸旋轉(zhuǎn)(正向和反向),實現(xiàn)飛行器的滾轉(zhuǎn)運動。四旋翼無人機滾轉(zhuǎn)運動多旋翼無人機飛行原理4.偏航運動四旋翼飛行器偏航運動可以借助旋翼產(chǎn)生的反扭矩來實現(xiàn)。旋翼轉(zhuǎn)動過程中由于空氣阻力作用會形成與轉(zhuǎn)動方向相反的反扭矩,為了克服反扭矩影響,可使四個旋翼中的兩個正轉(zhuǎn),兩個反轉(zhuǎn),且對角線上的來年各個旋翼轉(zhuǎn)動方向相同。反扭矩的大小與旋翼轉(zhuǎn)速有關(guān),當四個電機轉(zhuǎn)速相同時,四個旋翼產(chǎn)生的反扭矩相互平衡,四旋翼飛行器不發(fā)生轉(zhuǎn)動;當四個電機轉(zhuǎn)速不完全相同時,不平衡的反扭矩會引起四旋翼飛行器轉(zhuǎn)動。在圖中,當電機1和電機3的轉(zhuǎn)速上升,電機2和電機4的轉(zhuǎn)速下降時,旋翼1和旋翼3對機身的反扭矩大于旋翼2和旋翼4對機身的反扭矩,機身便在富余反扭矩的作用下繞z軸轉(zhuǎn)動,實現(xiàn)飛行器的偏航運動,轉(zhuǎn)向與電機1、電機3的轉(zhuǎn)向相反。多旋翼無人機飛行原理4.偏航運動四旋翼無人機偏航運動認知固定翼無人機飛行原理一、升力1.影響無人機升力的因素(1)機翼面積的影響

無人機的升力主要由機翼產(chǎn)生,而機翼的升力又是由于機翼上下翼面的壓強差產(chǎn)生的,因此,如果壓強差所作用的機翼面積越大,則產(chǎn)生的升力也就越大。(2)相對速度的影響當相對速度v越大時,產(chǎn)生的空氣動力也就越大,機翼上產(chǎn)生的升力也就越大。但升力與相對速度并不是成簡單的正比關(guān)系,而是與相對速度的平方成正比。認知固定翼無人機飛行原理一、升力1.影響無人機升力的因素(3)空氣密度的影響

無人機在高原機場和南方夏季條件下起落時,起飛、著陸滑跑距離會長一些。其原因之一,就是由于空氣密度?。粸榱双@得同樣的升力,就必須相應增大起飛離地速度和著陸接地的速度。(4)機翼剖面形狀和迎角的影響機翼的剖面形狀和迎角不同,則產(chǎn)生的升力也不同。因為不同的剖面和不同的迎角,會使機翼周圍的氣流流動狀態(tài)等發(fā)生變化,因而導致升力的改變。認知固定翼無人機飛行原理一、升力2.

增升裝置可以通過以下幾項增升原則來進一步提高無人機的升力,即(1)改變機翼剖面形狀,增大機翼彎度;

(2)增大機翼面積;

(3)改變氣流的流動狀態(tài),控制機翼上的附面層,延緩氣流分離。認知固定翼無人機飛行原理一、升力2.

增升裝置無人機的增升裝置通常安裝在機翼的前緣和后緣部位,安裝在機翼后緣的增升裝置叫“后緣襟翼”,其應用最為廣泛。認知固定翼無人機飛行原理二、阻力無人機阻力按其產(chǎn)生原因的不同,分為摩擦阻力、壓差阻力、干擾阻力、誘導阻力。1.摩擦阻力摩擦阻力是由于大氣的粘性而產(chǎn)生的。當氣流以一定速度v流過無人機表面時,由于空氣的粘性作用,空氣微團與無人機表面發(fā)生摩擦,阻滯了氣流的流動,因此產(chǎn)生了摩擦阻力。摩擦阻力的大小,取決于空氣的粘性、無人機表面的狀況、附面層中氣流的流動情況和同氣流接觸的無人機表面積的大小??諝獾恼承栽酱?,無人機表面越粗糙,無人機的表面積越大,則摩擦阻力越大。認知固定翼無人機飛行原理二、阻力2.壓差阻力在翼型前后形成了一個壓強差,阻礙無人機的向前飛行,因此,把這個由前后壓強差形成的阻力叫做“壓差阻力”。壓差阻力與物體的迎風面積有很大關(guān)系,物體的迎風面積越大,壓差阻力也越大。物體的形狀對壓差阻力也有很大影響。為了減小無人機的壓差阻力,應盡量減小無人機的最大迎風面積,并對無人機的各部件進行整流,做成流線形,有些部件如活塞式發(fā)動機的機頭應安裝整流罩。認知固定翼無人機飛行原理二、阻力3.誘導阻力

誘導阻力是伴隨著升力而產(chǎn)生的,如果沒有升力,誘導阻力也就等于零。因此,這個由升力誘導而產(chǎn)生的阻力叫“誘導阻力”,又叫“升致阻力”。誘導阻力與機翼的平面形狀、翼剖面形狀、展弦比等有關(guān)??梢酝ㄟ^增大展弦比,選擇適當?shù)钠矫嫘螤?,增加“翼梢小翼”等來減小誘導阻力。認知固定翼無人機飛行原理二、阻力4.干擾阻力無人機的各個部件,如機身、機翼和尾翼等,單獨放在氣流中所產(chǎn)生的阻力總和并不等于它們組合在一起所產(chǎn)生的阻力,而往往是后者大于前者。所謂“干擾阻力”就是無人機各部件組合到一起后由于氣流的相互干擾而產(chǎn)生的一種額外阻力。干擾阻力和無人機不同部件之間的相對位置有關(guān),因此,在設計時要妥善地考慮和安排各部件的相對位置,必要時在這些部件之間加裝流線形的整流片,使連接處圓滑過渡,盡量減小旋渦的產(chǎn)生。認知固定翼無人機飛行原理三、影響升力和阻力的因素1.迎角對升力和阻力的影響迎角增大,阻力也越大,超過臨界迎角,阻力急劇增大。2.飛行速度和空氣密度對升力阻力的影響飛行速度越大升力、阻力越大。3.機翼面積,形狀和表面質(zhì)量對升力、阻力的影響機翼面積大,升力大,阻力也大。升力和阻力都與機翼面積的大小成正比例。認知固定翼無人機飛行原理四、基本運動控制1.升降運動起飛時,將油門推到最大,固定翼無人機加速到足夠的速度,以抬高機頭成為爬升姿態(tài)。此時,固定翼無人機便會往上飛。在離跑到適當遠處減少油門,讓固定翼無人機處于一個較低的速度,適當推點升降舵,此時固定翼無人機高度便會慢慢降低,當降到一個較安全的高度的時候關(guān)掉油門,拉升降舵,讓機頭稍稍往上,由于此時主翼攻角變大,升力會增加一點,著陸便會比較柔和。認知固定翼無人機飛行原理四、基本運動控制2.滾轉(zhuǎn)運動向左壓桿,左副翼向上,右副翼向下,這時左機翼升力減小,右機翼升力增大,使固定翼無人機向左傾斜,發(fā)生左滾轉(zhuǎn);向右壓桿,右副翼向上,左副翼向下,這時右機翼升力減小,左機翼升力增大,使固定翼無人機向右傾斜,發(fā)生右滾轉(zhuǎn)。總之,副翼讓某一側(cè)的機翼所承受的升力提高,同時減少另一側(cè)機翼的升力,兩翼升力的差異可以讓固定翼無人機發(fā)生滾轉(zhuǎn)運動。認知固定翼無人機飛行原理四、基本運動控制3.偏航運動向左壓桿,方向舵向左偏轉(zhuǎn),垂直尾翼上的空氣動力產(chǎn)生對固定翼無人機立軸的力矩,使機頭向左偏轉(zhuǎn);向右壓桿,方向舵向右偏轉(zhuǎn),機頭也向右偏轉(zhuǎn)。4.俯仰運動將遙控器升降舵向前推,升降舵控制面向下移動,如此一來,機尾上方的壓力會下降,機尾因此開始上升,機身會沿著橫軸向機頭方向垂傾,造成機頭下降;向后拉桿,則升降舵向上偏轉(zhuǎn),使機頭上仰。無人直升機飛行原理一、旋翼升力的產(chǎn)生和反作用扭矩1.旋翼升力的產(chǎn)生旋翼由槳葉和槳轂組成,旋翼槳葉的每一個與葉片軸線垂直的截面都相當于機翼的一個翼型。直升機旋翼開始旋轉(zhuǎn)后,在槳葉上產(chǎn)生向上的升力。隨著旋翼轉(zhuǎn)速的增加,升力逐漸增大。當升力超過重力時,直升機即垂直上升;若升力與重力平衡,則懸停于空中;若升力小于重力,則向下降落。無人直升機飛行原理一、旋翼升力的產(chǎn)生和反作用扭矩2.直升機的反作用扭矩隨著旋翼旋轉(zhuǎn),直升機機體會產(chǎn)生方向相反的反作用扭矩,如果沒有一定的反扭力措施,直升機機體就會產(chǎn)生打轉(zhuǎn)現(xiàn)象。直升機抵消反作用扭矩的

方案有很多,最常規(guī)的是采用尾槳。例如主旋翼逆時針旋轉(zhuǎn),對機身就產(chǎn)生順時針方向的反

扭力距,尾槳就必須或推或拉,產(chǎn)生逆時針方向的平衡力矩,以抵消主旋翼的反作用扭矩。無人直升機飛行原理二、旋翼槳葉運動的基本原理1.旋翼的揮舞和擺振運動當直升機前飛,旋翼旋轉(zhuǎn)一圈時,在迎風的半圈和順風半圈中,槳葉相對氣流的速度是不同的,迎風一半大,而順風時小,因而會造成升力不平衡,即前行槳葉升力大,這會使直升機傾斜,并使槳葉根部產(chǎn)生交變彎矩,使槳葉加速損壞。為了解決這個問題,槳葉和槳轂之間用一個水平鉸鏈或是柔性構(gòu)件連接起來,使槳葉可在旋翼平面上、下擺動,這樣由于鉸鏈不傳遞垂直方向的力,從而使兩邊升力平衡,這個鉸鏈稱為水平鉸或揮舞鉸。無人直升機飛行原理二、旋翼槳葉運動的基本原理1.旋翼的揮舞和擺振運動同樣,在使用了揮舞鉸后,由于槳葉的上下擺動,使每個槳葉旋轉(zhuǎn)軸的角速度發(fā)生變化。

由于科里奧利效應,槳葉下?lián)]時,使旋翼角速度變小,上揮時,角速度增大。這個力稱為哥氏力,是沿旋翼周向作用在槳葉上的,也是周期變化的,同樣產(chǎn)生交變的根部彎曲力矩,為了減少這個力的作用,通常再加上一個垂直放置的鉸鏈,使槳葉可在圓周方向做少量的前后擺動,這個鉸鏈叫做垂直鉸或擺振鉸。揮舞鉸和擺振鉸是旋翼升力均勻的平穩(wěn)飛行的關(guān)鍵。無人直升機飛行原理二、旋翼槳葉運動的基本原理1.旋翼的揮舞和擺振運動旋翼槳葉的槳距,對應槳葉弦線與槳轂旋轉(zhuǎn)面間的夾角,和拉力的產(chǎn)生有直接關(guān)系。因

而它的槳距也要求可調(diào),從而調(diào)節(jié)和控制升力,這需要第3個餃鏈使槳葉可以圍繞自身的軸運動,這個鉸稱為槳距鉸,或軸向鉸。無人直升機飛行原理三、單旋翼無人機的操縱方式1.垂直飛行直升機的一個顯著特點是具有垂直起降能力,如前所述,旋翼有效力的作用點在槳盤的中心,作用方向與葉尖旋轉(zhuǎn)平面垂直。旋翼轉(zhuǎn)速不變的情況下,同時且等量增加所有槳葉的槳葉角,則增加旋翼有效力,當旋翼有效力增大到大于直升機的重力時,直升機將垂直上升。如果在飛行中旋翼有效力減小至小于直升機的重力,則直升機垂直下降。垂直飛行中,當旋翼升力等于直升機重力時,直升機將停止在一定高度,這種飛行狀態(tài)叫做懸停。無人直升機飛行原理1.垂直飛行通過總距伺服機構(gòu)同時改變各片槳葉安裝角的大小,改變旋翼升力的大小,從而實現(xiàn)無人直升機的懸停、垂直上升和垂直下降,直升機垂直飛行時的受力如圖所示。也就是說,變總距可以實現(xiàn)無人直升機的垂直飛行。無人直升機飛行原理2.無人直升機的前飛、后飛及側(cè)飛直升機的前飛、側(cè)飛、后飛運動,是通過調(diào)整旋翼槳盤向所需飛行方向傾斜,從而產(chǎn)生所需方向的水平分力,實現(xiàn)該方向的水平飛行。也就是說,周期變距可以實現(xiàn)無人直升機的滾轉(zhuǎn)、俯仰、進退和側(cè)移。調(diào)整旋翼槳盤實現(xiàn)前飛、后飛和側(cè)飛

無人直升機飛行原理3.無人直升機轉(zhuǎn)向無人直升機主要通過轉(zhuǎn)向伺服機構(gòu)改變尾槳的安裝角(槳距)的大小,改變尾槳拉力的大小,實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。由上可知,旋翼是旋翼無人機最主要的操縱面,縱向、橫向和垂直方向的操縱力都由旋翼提供。同時旋翼又是旋翼無人機的主要升力面,產(chǎn)生使旋翼無人機飛行最主要的空氣動力。因此旋翼系統(tǒng)在旋翼無人機上處于重要地位。

航空氣象對飛行的影響一、大氣特性1.海拔高度對大氣的影響隨著海拔升高,空氣變得稀薄,大氣壓力也隨著降低。2.空氣密度差異的影響空氣密度與氣壓成正比,與氣溫成反比。對局部空氣而言,氣溫變化幅度比氣壓變化幅度要大得多,因此空氣密度變化主要由氣溫變化引起。3.溫度對大氣影響第一,氣溫高低,影響飛機滑跑距離。第二,氣溫對飛機平飛的最大速度也有影響。第三,氣溫高低影響飛機空速表和高度表的示數(shù)。第四,溫度的變化常常引起各種天氣變化,進而影響到飛行活動。航空氣象對飛行的影響二、影響飛行的氣象1.高溫或低溫天氣高溫或低溫天氣都會影響無人機的一些功能組件,導致降低飛行效率甚至危及飛行安全。當無人機連續(xù)工作在太陽直射環(huán)境下一段時間后,需要對無人機及其載荷設備進行及時降溫處理。無人機在嚴寒的天氣下也不能飛行太久,且應在飛行中密切關(guān)注電池的情況。因為寒冷會降低電池的效率,且容易發(fā)生掉電,導致電機停轉(zhuǎn)等意外情況發(fā)生。航空氣象對飛行的影響二、影響飛行的氣象2.雷暴由對流旺盛的積雨云引起的,伴有電閃雷鳴的局地風暴,稱為雷暴。雷暴是一種極具危險性的天氣現(xiàn)象,盡管現(xiàn)代科學技術(shù)已經(jīng)創(chuàng)造了相當成熟的避雷裝置和雷擊防護措施,然而全球每年仍然由雷暴造成大量的災禍,如影響飛機的航行,釀成空難,等事故;擊毀建筑物、輸電和通信線路等設施,造成各種事故;直接擊傷,擊斃人畜。此外,還可能引起次生火災等。在這些災禍中,航行于雷暴天氣里的飛機遭到雷電襲擊是最易發(fā)生的。航空氣象對飛行的影響二、影響飛行的氣象3.風切變風矢量(風向、風速)在空中水平和垂直方向上的變化稱為風切變。對飛機起飛和安全著陸威脅最大的是低空風切變,即發(fā)生在著陸進場或起飛爬升階段的風切變。它不僅能使飛機航跡偏離,而且可能使飛機失去穩(wěn)定,如果處置不當,常會產(chǎn)生嚴重后果。(1)低空風切變所謂低空風切變是在近地面層附近的每一高度上或不同高度上很短距離內(nèi)風向風速發(fā)生較大的變化,或短距離上升、下沉氣流突然變化的現(xiàn)象。航空氣象對飛行的影響二、影響飛行的氣象3.風切變(2)對飛行有影響的風切變

1)順風切變順風切變是指飛機從靜風到小順風、小順風到大順風、逆風到靜風、大逆風到小逆風區(qū)域內(nèi)飛行,這是一種比較危險的風切變。在這種情形下飛行,由于順風矢量增大,機體與空氣的相對速度減少,升力隨之減少,飛機從正常軌道下跌。如果目測高度低,不及時修正,飛機在著陸過程中將會提前觸地。航空氣象對飛行的影響二、影響飛行的氣象3.風切變(2)對飛行有影響的風切變

1)順風切變順風切變對飛行的影響航空氣象對飛行的影響二、影響飛行的氣象3.風切變(2)對飛行有影響的風切變

2)逆風切變逆風切變是指飛機從順風由大到小、順風到靜風、靜風到小逆風、小逆風到大逆風。在這種情況下飛行,由于順風矢量減少,逆風矢量增大,機體與空氣的相對速度增加,升力隨之增大,飛機將高于正常軌跡。在著陸過程中,如果目測過高,不及時修正,就會造成飛機著陸速度過大,滑跑距離增長,甚至會沖出跑道。航空氣象對飛行的影響二、影響飛行的氣象3.風切變(2)對飛行有影響的風切變

2)逆風切變逆風切變對飛行的影響航空氣象對飛行的影響二、影響飛行的氣象3.風切變(2)對飛行有影響的風切變

3)側(cè)風切變側(cè)風切變是指飛機從一種側(cè)風或無側(cè)風狀態(tài)進入另一種明顯不同的側(cè)風狀態(tài)的情況。在著陸過程中,使飛機向左或向右偏航,發(fā)生側(cè)滑、滾轉(zhuǎn)或偏轉(zhuǎn)而對不準跑道。航空氣象對飛行的影響二、影響飛行的氣象3.風切變(2)對飛行有影響的風切變

4)下沖氣流切變下沖氣流切變是指飛機從無明顯的升降氣流區(qū)域進入到強烈的下沖氣流區(qū)域的情形。在這種情形下對飛行的危害最大。航空氣象對飛行的影響二、影響飛行的氣象4.積冰(1)積冰的定義積冰是指飛機機體表面某些部位聚集冰層的現(xiàn)象。積冰主要是由于過冷水滴或降水中的過冷雨滴碰到飛機機體后凍結(jié)形成的,也可由水汽直接在機體表面直接凝華而成。(2)積冰的類型飛機積冰主要分為三類:明冰、毛冰、霧凇和霜。航空氣象對飛行的影響二、影響飛行的氣象4.積冰(3)積冰的危害飛機一旦發(fā)生積冰,它的氣動性能就會變壞,積冰會破壞飛機的流線型,使正面阻力增大,升力和推力減小,使飛機重量增加,操縱困難,嚴重的時候會危及飛行安全,造成人員傷亡,因此各國都投入大量人力和物力,研究氣象設備和分析研究天氣現(xiàn)象,杜絕因積冰引起的飛行事故。航空氣象對飛行的影響二、影響飛行的氣象5.霧無人機在大霧中飛行時,其表面會變得潮濕。另外,大霧會影響能見度,給目視飛行造成障礙。在目視飛行中,飛行環(huán)境的能見度會對飛行安全產(chǎn)生影響。能見度是指視力正常的人在當前天氣條件下,能夠從天空背景中看到和識別目標物的最大水平距離。戶外飛行作業(yè)時,測量大氣能見度一般可以直接目測。一般情況下能見度在300~1000米,我們就稱之為大霧,不適宜無人機飛行。航空氣象對飛行的影響二、影響飛行的氣象6.空氣濕度如果無人機在濕度太大的大氣環(huán)境中飛行,即使不下雨,無人機的表面也會凝結(jié)非常多的水汽。對于無人機這類精密的電子產(chǎn)品,水汽一旦滲入內(nèi)部,非常可能腐蝕內(nèi)部電子元器件,所以日常也要做好干燥除濕的保養(yǎng)工作。無人機飛行安全監(jiān)管一、空中交通管理1.管理辦法的適用范圍(1)適用于依法在航路航線、進近(終端)和機場管制地帶等民用航空使用空域范圍內(nèi)或者對以上空域內(nèi)運行存在影響的民用無人駕駛航空器系統(tǒng)活動的空中交通管理工作。(2)民航局指導監(jiān)督全國民用無人駕駛航空器系統(tǒng)空中交通管理工作,地區(qū)管理局負責本轄區(qū)內(nèi)民用無人駕駛航空器系統(tǒng)空中交通服務的監(jiān)督和管理工作??展軉挝幌蚱涔苤瓶沼騼?nèi)的民用無人駕駛航空器系統(tǒng)提供空中交通服務。(3)民用無人駕駛航空器在隔離空域內(nèi)飛行,由組織單位和個人負責實施,并對其安全負責。無人機飛行安全監(jiān)管一、空中交通管理2.飛行活動需滿足的條件(1)機場凈空保護區(qū)以外;(2)民用無人駕駛航空器最大起飛重量小于或等于7千克;(3)在視距內(nèi)飛行,且天氣條件不影響持續(xù)可見無人駕駛航空器;(4)在晝間飛行;(5)飛行速度不大于120千米/小時;(6)民用無人駕駛航空器符合適航管理相關(guān)要求;無人機飛行安全監(jiān)管一、空中交通管理2.飛行活動需滿足的條件(7)駕駛員符合相關(guān)資質(zhì)要求;(8)在進行飛行前駕駛員完成對民用無人駕駛航空器系統(tǒng)的檢查;(9)不得對飛行活動以外的其他方面造成影響,包括地面人員、設施、

環(huán)境安全和社會治安等;(10)運營人應確保其飛行活動持續(xù)符合以上條件。無人機飛行安全監(jiān)管二、駕駛?cè)藛T的資質(zhì)管理1.適用范圍以下規(guī)范適用于民用無人機系統(tǒng)駕駛?cè)藛T的資質(zhì)管理,包括無機載駕駛?cè)藛T的航空器,有機載駕駛?cè)藛T的航空器,但該航空器可由地面人員或母機人員實施完全飛行控制以及其他特定情況控制。2.管理機構(gòu)下列情況下,無人機系統(tǒng)駕駛員自行負責無人機的運行,無需證照管理:(1)在室內(nèi)運行的無人機。(2)在視距內(nèi)運行的微型無人機。(3)在人煙稀少、空曠的非人口稠密區(qū)進行試驗的無人機。無人機飛行安全監(jiān)管三、民用無人駕駛航空器實名制登記管理規(guī)定1.總則(1)目的為加強民用無人駕駛航空器(以下簡稱民用無人機)的管理,對民用無人機擁有者實施實名制登記,特制定本管理規(guī)定。(2)適用范圍本管理規(guī)定適用于在中華人民共和國境內(nèi)最大起飛重量為250克以上(含250克)的民用無人機。(3)登記要求自2017年6月1日起,民用無人機的擁有者必須按照本管理規(guī)定的要求進行實名登記。無人機飛行安全監(jiān)管三、民用無人駕駛航空器實名制登記管理規(guī)定2.民用無人機實名登記要求(1)實名登記的流程1)民用無人機制造商和民用無人機擁有者在“無人機實名(https://uas.caac.)上申請賬戶;2)民用無人機制造商在該系統(tǒng)中填報其所有產(chǎn)品的信息;3)民用無人機擁有者在該系統(tǒng)中實名登記其擁有產(chǎn)品的信息,并將系統(tǒng)給定的登記標志粘貼在無人機上。

無人機飛行安全監(jiān)管三、民用無人駕駛航空器實名制登記管理規(guī)定2.民用無人機實名登記要求(2)實名登記的信息內(nèi)容

1)民用無人機制造商填報信息民用無人機制造商在“無人機實名登記系統(tǒng)”中填報的信息包括:①制造商名稱、注冊地址和聯(lián)系方式;②產(chǎn)品名稱和型號;③空機重量和最大起飛重量;④產(chǎn)品類別;⑤無人機購買者姓名和移動電話。

無人機飛行安全監(jiān)管三、民用無人駕駛航空器實名制登記管理規(guī)定2.民用無人機實名登記要求(2)實名登記的信息內(nèi)容2)個人民用無人機擁有者登記信息個人民用無人機擁有者在“無人機實名登記系統(tǒng)”中登記的信息包括:①擁有者姓名;②有效證件號碼(如身份證號、護照號等);③移動電話和電子郵箱;④產(chǎn)品型號、產(chǎn)品序號;⑤使用目的。

無人機飛行安全監(jiān)管三、民用無人駕駛航空器實名制登記管理規(guī)定2.民用無人機實名登記要求(2)實名登記的信息內(nèi)容3)單位民用無人機擁有者登記信息單位民用無人機擁有者在“無人機實名登記系統(tǒng)”中登記的信息包括:①單位名稱;②統(tǒng)一社會信用代碼或者組織機構(gòu)代碼等;③移動電話和電子郵箱;④產(chǎn)品型號、產(chǎn)品序號;⑤使用目的。

無人機飛行空域和飛行計劃的申報一、空域的劃分1.空域的概念空域是航空器運行的空間,也是寶貴的國家資源。無人機空域是指專門分配給無人機運行的空間。2.空域劃分目前無人機的運行高度空間規(guī)劃為0~1000米,水平空間根據(jù)需要劃分為管制空域、報告空域、監(jiān)視空域、目視飛行區(qū)域、融合空域和隔離區(qū)域五類。

無人機飛行空域和飛行計劃的申報一、空域的劃分2.空域劃分(1)管制空域通常劃設在飛行比較繁忙的地區(qū),機場起降地帶、空中禁區(qū)、空中危險區(qū)、空中限制區(qū)、地面重要目標、國(邊)境地帶等區(qū)域的上空。在此空域內(nèi)的一切空域使用活動,必須經(jīng)過飛行管制部門批準并接受飛行管制。(2)報告空域通常劃設在遠離空中禁區(qū)、空中危險區(qū)、空中限制區(qū)、國(邊)境地帶、地面重要目標以及飛行密集地區(qū)、機場管制地帶等區(qū)域的上空。在此空域內(nèi)的一切空域使用活動,空域用戶向飛行管制部門報備飛行計劃后,即可自行組織實施并對飛行安全負責,飛行管制部門根據(jù)用戶需要提供航行情報服務。

無人機飛行空域和飛行計劃的申報一、空域的劃分2.空域劃分(3)監(jiān)視空域通常劃設在管制空域周圍。在此空域內(nèi)的一切空域使用活動,空域用戶向飛行管制部門報備飛行計劃后,即可自行組織實施并對飛行安全負責,飛行管制部門嚴密監(jiān)視空域使用活動,并提供飛行情報服務和告警服務。(4)目視飛行航線是指航空器處于駕駛員目視視距半徑500m,相對高度低于120m的范圍。融合空域是指有其他航空器同時運行的空域。

無人機飛行空域和飛行計劃的申報一、空域的劃分2.空域劃分(5)隔離空域隔離空域是指專門分配給無人機運行的空域,通過限制其他航空器的進入以規(guī)避碰撞風險的區(qū)域。隔離空域通常劃設在航路、航線附近的無人機基地、試驗場、常用訓練場的上空,其他地區(qū)上空可以根據(jù)需要劃設臨時隔離空域。在規(guī)定時限內(nèi)未經(jīng)航空管制部門許可,航空器不得擅自進入無人機隔離空域或臨時隔離空域。無人機隔離空域或臨時隔離空域與航路、航線的間隔,以及與其他飛行空域的間隔標準,可以按照空中限制區(qū)的間隔標準執(zhí)行。

無人機飛行空域和飛行計劃的申報二、空域的運行要求1.申報飛行空域申報飛行空域原則上與其他空域水平間隔不小于20km,垂直間隔不小于2km。一般需提前7日提交電請)戶提交下列文件1)國籍標志和登記標志;2)駕駛員相應的資質(zhì)證書;3)飛行器性能數(shù)據(jù)和三視圖;4)可靠的通信保障方案;5)特殊情況處置預案。

無人機飛行空域和飛行計劃的申報二、空域的運行要求2.申報飛行計劃無論是在融合空域還是在隔離空域?qū)嵤╋w行都要預先申請。經(jīng)過相應部門批準后方能執(zhí)行。飛行計劃申報應于北京時間前一日15時前向所使用空域的管制部門提交飛行計劃,申請包含下列基本內(nèi)容:1)飛行單位,任務,預計開始飛行與結(jié)束時問,2)駕駛員姓名代號(呼號):3)型別與架數(shù);4)起飛.降落地和備降地:5)飛行氣象條件:6)巡航速度,飛行高度和飛行范圍;7)其他特殊保障需求。

無人機飛行空域和飛行計劃的申報二、空域的運行要求3.緊急飛行計劃的申報執(zhí)行緊急救護,搶險救災或者其他緊急任務時,飛行計劃申請最遲應在飛行前一小時提出。

安裝無人機模擬飛行軟件下載完成之后選中藍色框里面的系統(tǒng)安裝文件“setup.exe”,點擊該安裝文件進行系統(tǒng)安裝,如圖所示。選擇安裝語言中的“中文(簡體)”,并點擊“下一步”,如圖所示。安裝無人機模擬飛行軟件安裝程序正在準備安裝向?qū)?,如圖所示。安裝無人機模擬飛行軟件安裝向?qū)б呀?jīng)生成,將在計算機中安裝PhoenixRC,單擊“下一步”,可以安裝PhoenixRC,如圖所示。安裝無人機模擬飛行軟件閱讀許可證協(xié)議,選擇“我接受許可證協(xié)議中的條款(A),并單擊“下一步”,如圖所示。安裝無人機模擬飛行軟件在“用戶名”和“公司名稱”欄中輸入客戶信息,并單擊“下一步”如圖所示。安裝無人機模擬飛行軟件在選擇安裝類型下面,選擇“完全”,安裝完全版,并點擊下一步,如圖所示。安裝無人機模擬飛行軟件單擊“安裝”,可以開始安裝PhoenixRC軟件了,如圖所示。安裝無人機模擬飛行軟件模擬器處在正在安裝狀態(tài),等待模擬器安裝完成,如圖所示。安裝無人機模擬飛行軟件成功安裝PhoenixRC,單擊“完成”,退出安裝向?qū)?,如圖所示。安裝無人機模擬飛行軟件模擬器安裝完畢,在桌面生成phoenixRC快捷圖標,如圖所示,雙擊快捷圖標可以打開PhoenixRC模擬飛行軟件。安裝無人機模擬飛行軟件設置無人機模擬飛行軟件(1)將加密狗打到PhoenixRC檔連接模擬器和遙控器,打開PhoenixRC_5模擬器軟件在設置里選擇語言類型為Chinese_GB所示。選擇語言類型為中文(2)設置新的遙控器如圖所示。設置新遙控器設置無人機模擬飛行軟件(3)將遙控器搖桿置于中立位置,進行校準,如圖所示。設置無人機模擬飛行軟件(4)移動所有搖桿到最大限度,如圖所示。設置無人機模擬飛行軟件(5)移動所有開關(guān)到最大位置,如圖所示。設置無人機模擬飛行軟件(6)檢查校準效果,如圖所示。設置無人機模擬飛行軟件(7)設置控制通道選擇Futaba,如圖所示。設置無人機模擬飛行軟件(8)再次將所有搖桿至于中位,創(chuàng)建新的模擬器文件,如圖所示。設置無人機模擬飛行軟件(9)可以先在搖桿模式里選擇自己慣用的模式,再進行油門通道設置,如圖所示。設置無人機模擬飛行軟件(9)可以先在搖桿模式里選擇自己慣用的模式,再進行油門通道設置,如圖所示。設置無人機模擬飛行軟件(10)進行方向通道設置,如圖所示。設置無人機模擬飛行軟件(10)進行方向通道設置,如圖所示。設置無人機模擬飛行軟件(11)進行槳距通道設置,如圖所示。設置無人機模擬飛行軟件(12)進行副翼通道設置,如圖所示。設置無人機模擬飛行軟件(13)進行升降通道設置,如圖所示。設置無人機模擬飛行軟件(14)跳過起落架和襟翼設置。設置完畢,如圖所示。設置無人機模擬飛行軟件多旋翼無人機模擬飛行一、懸停訓練在訓練模式選擇懸停訓練,如圖所示。選擇懸停訓練多旋翼無人機模擬飛行一、懸停訓練懸停訓練,將設置選項設置為僅方向舵,方向設置為后面如圖所示。當熟練的能夠?qū)⒍嘈頍o人機機懸停大概10秒,就能改變機尾朝向。僅方向舵懸停練習多旋翼無人機模擬飛行一、懸停訓練當我們能把僅方向舵的前后左右選項都熟練掌握后我們就可以更改設置為僅副翼模式,方向設置為后面如圖所示。當我們能熟練的將多旋翼無人機懸停大概10秒后,就可以選擇改變機尾朝向。僅副翼懸停練習多旋翼無人機模擬飛行一、懸停訓練當我們能把僅方向舵的前后左右選項都熟練掌握后我們就可以更改設置為僅副翼模式,方向設置為后面如圖所示。當我們能熟練的將多旋翼無人機懸停大概10秒后,就可以選擇改變機尾朝向。當我們掌握僅副翼的所有朝向后就可以選擇僅升降舵模式,方向為后面,如所示。在我們掌握這個朝向后就可以改變機尾朝向。僅升降舵懸停練習多旋翼無人機模擬飛行一、懸停訓練當我們掌握僅升降舵,僅副翼和僅升降舵后我們就可以嘗試升降舵加副翼模式,也是先練習方向朝后,如圖所示,熟練后再練習其他方向。升降舵+副翼練習多旋翼無人機模擬飛行二、垂直起飛/降落訓練在選擇場地欄的場地布局選擇F3C方框。練習起飛和降落,讓多旋翼無人機從場地中央柔和起飛至目視高度飛行15-20秒后,多旋翼無人機柔和的下降到同心圓范圍內(nèi),如圖所示。場地布局選擇F3C方框多旋翼無人機模擬飛行二、垂直起飛/降落訓練讓多旋翼無人機頭朝前于起降區(qū)起飛,垂直勻速上升至2-3米高度懸停不少于3秒,多旋翼無人機垂直勻速降落到同心圓范圍內(nèi)。三、四位懸停訓練讓多旋翼無人機頭朝前于起降區(qū)起飛,垂直勻速上升至2-3米高度懸停2秒,機體向任意方向依次做4個90度緩慢自轉(zhuǎn),并在每個90度位置懸停10秒以上,多旋翼無人機垂直勻速下降著陸于起降區(qū)。將多旋翼無人機以對尾方式在中心黃圈上空2米高度懸停10秒鐘,如圖所示。多旋翼無人機模擬飛行三、四位懸停訓練全通道對尾懸停多旋翼無人機模擬飛行三、四位懸停訓練將多旋翼無人機按照逆時針方向平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)90度,在中心黃圈上空2米高度懸停10秒鐘,如圖所示。全通道對左懸停多旋翼無人機模擬飛行三、四位懸停訓練繼續(xù)將多旋翼無人機按照逆時針方向平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)90度,多旋翼無人機以對頭姿態(tài)懸停在中心黃圈內(nèi),高度為2米,保持10秒,如圖所示。全通道對頭懸停多旋翼無人機模擬飛行三、四位懸停訓練繼續(xù)將多旋翼無人機按照逆時針方向平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)90度,機頭以右側(cè)姿態(tài)懸停在中心黃圈內(nèi),高度為2米,保持10秒。如圖所示。全通道對右懸停多旋翼無人機模擬飛行三、四位懸停訓練繼續(xù)將多旋翼無人機按逆時針方向旋轉(zhuǎn)90度,然后多旋翼無人機以對尾姿態(tài)懸停,完成四位懸停。重復以上步驟,反復練習。逆時針方向四位懸停練習好了之后,換個方向,多旋翼無人機沿順時針方向旋轉(zhuǎn)做四面懸停,反復進行練習。多旋翼無人機模擬飛行四、自轉(zhuǎn)一周訓練讓多旋翼無人機在2米高度懸停,然后繞自身重心點縱軸旋轉(zhuǎn)一周360°。懸停懸轉(zhuǎn)時高度不變,旋轉(zhuǎn)速率90°∕s,停止時無提前或滯后現(xiàn)象,過程中無錯舵發(fā)生,不能超過直徑2m的圓,掉高不超過0.5m。一、基礎飛行

1.起飛主要訓練油門操控量的熟練掌握,包括搖桿位置的改變,速度的掌控能力;起飛延跑道滑跑的方向舵控制起落架輪子的方向,從而確定自己機頭方向。在飛機滑跑過程中,根據(jù)滑行長度及螺旋槳轉(zhuǎn)速,選擇適當?shù)奈恢?,配合速度使用升降舵?5°方向向上爬上;起飛過程中避免撥動副翼搖桿使飛機左右傾斜,避免偏離45°爬升軌跡,起飛角度過大、過小都會影響飛機受力角度造成偏離航線的情況,如圖所示。固定翼無人機模擬飛行一、基礎飛行1.起飛固定翼無人機模擬飛行模擬起飛一、基礎飛行

2.降落首先,飛機到最后飛行的階段,準備進行滑行,此時操控者不要轉(zhuǎn)動整個身體來正對飛機。而是只轉(zhuǎn)動頭部來看著飛機。然后因為降落時候的緊張感,在降落的時候打出反向的舵面而造成墜機的情況也很多。針對飛機的狀態(tài)做出正確的判斷,確定自己是不是需要重新進行滑行降落,即使有一點點炸機風險也要馬上催加油門,回到空中,再次嘗試降落,如圖所示。固定翼無人機模擬飛行一、基礎飛行

2.降落固定翼無人機模擬飛行模擬降落二、平穩(wěn)飛行操縱一般經(jīng)歷三個過程:1.觀察飛機飛行的方向、空域位置、左右傾斜的坡度、飛行高度的變化、俯仰角度、飛行速度的快慢等。以模擬固定視角觀察飛行姿態(tài),要以自己和地面作參照物??礋o人機是背著你向前飛行,還是頭朝著你飛行,模擬器所設置的風向是順風、逆風還是側(cè)風,飛行軌跡是否直平。2.通過觀察飛行姿態(tài)和計劃飛行的動作要求作比較,經(jīng)過判斷不一致就要通過遙控操縱給予修正。判斷要正確,不正確的判斷會導致錯誤的修正。固定翼無人機模擬飛行二、平穩(wěn)飛行3.操縱修正飛行姿態(tài)需要根據(jù)觀察和判斷的結(jié)果進行操縱。操縱過程之中,還要根據(jù)全面的觀察和判斷結(jié)合動作要求進行適量的操縱桿動作。直線飛行是所有飛行動作的基礎即使模擬飛機舵機已經(jīng)校準至中立位置,飛機仍然不能長時間保持直線飛行。模擬飛行軟件也具有飛機受到風或氣流影響的效果,產(chǎn)生偏航時及時修正操縱桿,才能控制飛機在空中保持直線飛行,如圖所示。固定翼無人機模擬飛行一、基礎飛行

3.平穩(wěn)飛行固定翼無人機模擬飛行模擬平穩(wěn)飛行三、航線飛行1.四邊航線一邊:因為前面已經(jīng)掌握起飛能力,即沿跑道不碰撞兩側(cè)草地平穩(wěn)起飛。二邊:在單航線飛行基礎上作90°左轉(zhuǎn)彎進入二邊,飛機在飛越跑道的離場盡頭時,在起飛至航線最高飛行高度內(nèi),開始做轉(zhuǎn)彎動作。三邊:從第二邊轉(zhuǎn)彎直飛后向三邊飛行需要再作一個90°的轉(zhuǎn)彎,這樣飛機就會與跑道平行,并沿著與著陸航向相反的方向飛行。由于飛機在此邊上順風飛行,所以三邊也叫作下風邊,模擬自然條件,模擬器也能自行調(diào)整,注意調(diào)整后避免順風起降。固定翼無人機模擬飛行三、航線飛行1.四邊航線四邊:準備降落的直線準備完成后進入最后90°轉(zhuǎn)彎邊,位置判定為著陸點與機翼成45°角時開始轉(zhuǎn)彎,這樣的四邊航線構(gòu)成矩形完整起落航線。盡可能拉長三邊的直線飛行距離以保證四邊轉(zhuǎn)彎半徑足夠,飛機延申直線至跑道著陸點,如圖所示。

固定翼無人機模擬飛行矩形航線矩形航線模擬飛行三、航線飛行2.著陸航線固定翼無人機模擬飛行降落航線模擬降落三、航線飛行2.著陸航線飛機逆風飛行進入跑道上空,自空域中心線開始進入著陸航線第一邊,然后開始第一個90°轉(zhuǎn)彎并平飛,接著完成第二個90°轉(zhuǎn)彎并平飛進入第三邊,第三邊飛行要逐漸減速并下降高度,接著完成第三個90°轉(zhuǎn)彎并平飛進入第四邊繼續(xù)下降高度,接著完成第四個90°轉(zhuǎn)彎并對準跑道,此時調(diào)整好下角在接近跑道時拉平飛機至著落區(qū)柔和接地滑跑至停止,如圖所示。固定翼無人機模擬飛行無人直升機模擬飛行一、垂直起飛/降落模擬飛行訓練在選擇場地欄的場地布局選擇F3C方框。練習起飛和降落,讓直升機從場地中央柔和起飛至目視高度飛行15-20秒后,直升機柔和的下降到同心圓范圍內(nèi),如圖所示。選擇場地無人直升機模擬飛行一、垂直起飛/降落模擬飛行訓練讓直升機頭朝前于起降區(qū)起飛,垂直勻速上升至2-3米高度懸停不少于3秒,直升機垂直勻速降落到同心圓范圍內(nèi),如圖所示。垂直起飛/降落無人直升機模擬飛行二、懸停模擬飛行訓練在訓練模式選擇懸停訓練,將設置選項設置為僅方向舵,方向設置為后面如圖所示。當熟練的能夠?qū)⒅鄙龣C懸停大概10秒,就能改變機尾朝向。

僅方向舵懸停練習無人直升機模擬飛行二、懸停模擬飛行訓練當我們能把僅方向舵的前后左右選項都熟練掌握后我們就可以更改設置為僅副翼模式,方向設置為后面如圖所示。當我們能熟練的將直升機懸停大概10秒后,就可以選擇改變機尾朝向。僅副翼懸停練習無人直升機模擬飛行二、懸停模擬飛行訓練當我們掌握僅副翼的所有朝向后就可以選擇僅升降舵模式,方向為后面,如圖所示。在我們掌握這個朝向后就可以改變機尾朝向。僅升降舵懸停練習無人直升機模擬飛行二、懸停模擬飛行訓練當我們掌握僅升降舵,僅副翼和僅升降舵后我們就可以嘗試升降舵加副翼模式,也是先練習方向朝后,如圖所示,熟練后再練習其他方向。

副翼和升降舵練習無人直升機模擬飛行三、四位懸停模擬飛行訓練讓直升機頭朝前于起降區(qū)起飛,垂直勻速上升至2-3米高度懸停2秒,機體向任意方向依次做4個90度緩慢自轉(zhuǎn),并在每個90度位置懸停2秒以上,直升機垂直勻速下降著陸于起降區(qū),如圖所示。

四位懸停練習無人直升機模擬飛行四、自轉(zhuǎn)一周訓練讓直升機在2米高度懸停,然后繞自身重心點縱軸旋轉(zhuǎn)一周360°(左右均可)。懸停懸轉(zhuǎn)時高度不變,旋轉(zhuǎn)速率90°∕s,停止時無提前或滯后現(xiàn)象,過程中無錯舵發(fā)生,不能超過直徑2m的圓,掉高不超過0.5m。如圖所示。

自轉(zhuǎn)一周練習多旋翼無人機飛行訓練一、起飛/懸停/降落方法:飛行器由1米高度懸停開始,垂直上升至4米高度,轉(zhuǎn)入懸停2秒后轉(zhuǎn)入垂直下降過程,在1米高度上停止下降并轉(zhuǎn)入懸停,如圖所示。要求:上升、下降勻速,速率為1米/s,懸停時間為2秒,飛行器不能超過直徑2米的圓,無明顯的大幅修正動作。

多旋翼無人機飛行訓練一、起飛/懸停/降落起飛/懸停/降落飛行動作多旋翼無人機飛行訓練二、四位懸停方法:飛行器在2米高度懸停2秒后,每懸停2秒后原地轉(zhuǎn)90度直至完成對尾→對右側(cè)面對頭→對左側(cè)面;要求:懸停旋轉(zhuǎn)時高度不變,旋轉(zhuǎn)過程中機體無偏航,停止時角度正確,無提前或滯后現(xiàn)象,旋轉(zhuǎn)速率為90°∕s勻速,整個過程中無錯舵現(xiàn)象發(fā)生。多旋翼無人機飛行訓練三、自傳1周方法:飛行器在2米高度懸停,然后繞自身重心點縱軸旋轉(zhuǎn)一周360°。要求:懸停懸轉(zhuǎn)時高度不變,旋轉(zhuǎn)速率90°∕s,停止時無提前或滯后現(xiàn)象,過程中無錯舵發(fā)生,不能超過直徑2m的圓,掉高不超過0.5m。多旋翼無人機飛行訓練四、水平8字方法:首先飛行器要一定的前進速度,過A點后壓副翼使機頭向轉(zhuǎn)彎方向傾斜,然后拉升降舵使飛行器進入彎,同時控制方向舵使機頭始終朝著前進方向;要求:飛行速度勻速,左右轉(zhuǎn)彎半徑相等,高度保持不變。水平8字飛行動作

固定翼無人機飛行訓練一、起飛方法:起飛時無人機逆風從起飛線開始柔和地加速直線滑跑,柔和離地,小角度爬升至一定安全高度后再進行后續(xù)的巡航動作飛行

。要求:起飛前一定要確認風向,應正向逆風起飛。固定翼無人機飛行訓練二、著陸無人機著陸一般分為下滑、拉平、平飛、飄落、滑跑五個階段進行。方法:下滑段發(fā)動機處于怠速狀態(tài),航跡接近接近于直線,下滑角保持某一負值;下滑到離地面1~2米時,拉桿將機頭抬起,進入拉平階段;在降至離地面0.3~0.5米時,拉平段結(jié)束,無人機進入平飛減速段。此時應柔和地拉桿,逐漸增大迎角。在空氣阻力作用下,速度不斷降落,無人機緩慢下沉;當升力減小到小于無人機重量時,進入飄落階段,飛機逐漸飄落;當主輪接地時進入滑跑階段,此時將發(fā)動機熄火?;芩俣葴p小到一定程度時,松開拉桿進行三輪滑跑,直至完全停止,著陸過程結(jié)束。固定翼無人機飛行訓練二、著陸要求:綜合考慮無人機飛行時的速度、高度和風向等因素,準確判斷出第三轉(zhuǎn)彎點;根據(jù)飛行速度科學判斷下滑角度,使著陸前進入下滑的航線柔和;根據(jù)側(cè)風選擇下滑方向,保證接地點準確;柔和接地、平穩(wěn)滑行、方向準確。固定翼無人機飛行訓練三、五邊航線五邊航線是指起飛離場邊、側(cè)風邊、順風邊、底邊和著陸進場邊。方法:假設風向自左至右,無人機起飛為第一邊;無人機達到正常高度后左轉(zhuǎn)90度進行第一轉(zhuǎn)彎,進入第二邊;當無人機達到封閉航線右邊角時左轉(zhuǎn)90度進行第二轉(zhuǎn)彎,進入第三邊(順風邊);當?shù)竭_封閉航線左邊角時左轉(zhuǎn)90度進行第三轉(zhuǎn)彎,進入第四邊(底邊),進入第四邊開始逐漸下滑降低高度;無人機到達跑道延長線上方時左轉(zhuǎn)90度進行第四轉(zhuǎn)彎,進入第五邊。固定翼無人機飛行訓練三、五邊航線要求:每條邊的轉(zhuǎn)角為90度;第三邊開始下滑軌跡柔和;低空通場高度穩(wěn)定、方向準確。固定翼無人機飛行訓練四、水平8字方法:無人機飛行進入,自空域中心做1個水平8字飛行,飛出要順風飛行。要求:1個水平狀的相切圓8字;進入和飛出在同一高度。

無人直升機飛行訓練一、四位懸停讓直升機頭朝前于起降區(qū)起飛,垂直勻速上升至2-3米高度懸停2秒,機體向任意方向依次做4個90度緩慢自轉(zhuǎn),并在每個90度位置懸停2秒以上,直升機垂直勻速下降著陸于起降區(qū)。無人直升機飛行訓練二、360度自轉(zhuǎn)讓直升機在2米高度懸停,然后繞自身重心點縱軸旋轉(zhuǎn)一周360°。懸停懸轉(zhuǎn)時高度不變,旋轉(zhuǎn)速率90°∕s,停止時無提前或滯后現(xiàn)象,過程中無錯舵發(fā)生,不能超過直徑2m的圓,掉高不超過0.5m。無人直升機飛行訓練三、水平八字在畫八字時不能掉高度,在畫八字時,點到航線到。飛機到點時航向也要到點;注意航向和速度要保持一致;在畫八字時,飛機盡量往外飛,但是不能太超過度。認識無人機任務設備一、光學類任務設備光學類掛載有傾斜攝影模塊、熱成像模塊、實時視頻傳輸模塊、合成孔徑雷達模塊、偵察取證模塊等。1.傾斜攝影模塊傾斜攝影是通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器,同時從垂直、側(cè)視等不同的角度采集影像,專業(yè)傾斜相機由五個攝像頭組成,中間相機拍攝正射影像,其余四個相機拍攝傾斜影像。應用領(lǐng)域:數(shù)字城市,城市規(guī)劃,交通管理,數(shù)字公安,消防救護,應急安防,防震減災,國土資源,地質(zhì)勘探,礦產(chǎn)冶金等。認識無人機任務設備一、光學類任務設備2.熱成像模塊(1)熱成像儀紅外熱像儀需要借助一定的穩(wěn)定轉(zhuǎn)臺,用以隔離無人機飛行對航攝的影響,以及根據(jù)觀測要求實時改變其光學鏡頭的指向。紅外熱成像技術(shù)已在民用和軍事領(lǐng)域都得到了廣泛應用,可應用于犯罪嫌疑人夜間搜捕,還可以進行偵察、搜救,極大的提高了觀測系統(tǒng)的全天候偵測能力。認識無人機任務設備一、光學類任務設備2.熱成像模塊(2)光電吊艙光電吊艙采用高精度兩軸陀螺穩(wěn)像系統(tǒng),搭載紅外熱像儀和高清可見光,能提供可見光和熱像儀的視頻圖像,可用于森林火災隱患巡查、災情監(jiān)測、森林生長態(tài)勢監(jiān)測。認識無人機任務設備一、光學類任務設備3.實時視頻傳輸模塊(圖傳)圖傳的作用是將無人機在空中拍攝的畫面實時傳輸?shù)降孛婊虿倏厥值娘@示設備上,使操控手能夠身臨其境地獲得無人機遠距離飛行時相機所拍攝的畫面,可用于反恐處突、偵察取證、監(jiān)控監(jiān)視、維穩(wěn)、森林防火等任務。認識無人機任務設備一、光學類任務設備4.合成孔徑雷達模塊合成孔徑雷達模塊一般包括發(fā)射器、雷達天線、接收機、記錄器四個部分。合成孔徑雷達是一種主動探測方式的微波成像遙感系統(tǒng),SAR設備與無人機相結(jié)合使得無人機系統(tǒng)具備了全天候全天時的探測能力。SAR具有分辨率高、探測距離遠、探測范圍大、工作效率高、不受云霧雨雪遮擋等優(yōu)點。合成孔徑雷達可用于無人機空中偵察,也可用于森林病蟲害檢測、森林樹種分類檢測等。認識無人機任務設備一、光學類任務設備5.偵察取證模塊偵察取證模塊使用高清攝像機,掛載云臺,支持航向、俯仰、橫滾三個維度運動,專門為公安偵查取證用,可遠程獲得高清晰多角度照片,為案件偵查提供有力圖證。認識無人機任務設備二、功能類任務設備功能類掛載有空中喊話模塊、空中投擲器模塊、物流箱模塊、空中救生模塊、空中捕捉網(wǎng)模塊、空中探照燈模塊、氣體探測模塊、降落傘模塊、系留模塊、掛鉤投放模塊、水上救援模塊、測溫模塊、高溫回避模塊、中繼通信模塊、智能避障模塊。1.空中喊話模塊空中喊話器即以飛行器為搭載平臺可以無線空中擴音的裝置。目前空中喊話器具有一定的應用前景。在森林防火,火災救援,災區(qū)搜救,交通治安,林場看護、大型活動安保及群體性事件的處置應用等場合可以起到很大的作用。認識無人機任務設備二、功能類任務設備2.空中拋投模塊空中拋投模塊可以攜帶各種設備,能夠快速反應第一時間直接到達投放區(qū)域上空,利用遠程可視瞄準系統(tǒng)精準投放滅火彈、救援物資等物品。3.物流箱模塊物流箱模塊采用碳纖維材質(zhì),內(nèi)部空間大,可容納物品。4.空中救生模塊空中救生模塊針對水面救援的需求,可以遠程投放救生圈,利用機載圖像傳輸瞄準系統(tǒng)將救生圈精準投射至落水救援目標。認識無人機任務設備二、功能類任務設備5.空中捕捉網(wǎng)模塊空中捕捉網(wǎng)模塊能夠利用無人機從空中發(fā)射捕捉網(wǎng),實現(xiàn)對犯罪嫌疑人或肇事無人機空中撒網(wǎng)抓捕。6.空中探照燈模塊空中探照燈模塊利用無人機的機動性,對案發(fā)或火災現(xiàn)場進行照射,方便執(zhí)法部門在黑暗處執(zhí)行任務,也可以用于夜間滅火救援,水域救援、山岳救援、現(xiàn)場指揮等方面,為救援人員提供清晰的夜間視野。認識無人機任務設備二、功能類任務設備7.氣體探測模塊氣體探測模塊搭載氣體傳感器,可識別和自動檢測現(xiàn)場CO、CH4、SO2、H2S、NO2、PM2.5等可燃或有毒氣體的濃度,主要包括空氣質(zhì)量檢測、環(huán)保監(jiān)測、應急消防、化工廠污染排查、應急事故火災等環(huán)境突發(fā)事件引發(fā)的大氣環(huán)境污染、有毒有害氣體的常規(guī)巡查、城市低空大氣質(zhì)量狀況監(jiān)測。8.降落傘模塊降落傘模塊擁有獨立于飛控和動力的電路系統(tǒng),無人機斷電即可開傘,并采用多重保護,使無人機安全著陸。認識無人機任務設備二、功能類任務設備9.系留模塊系留模塊由系留機載電源、智能電纜收放裝置、地面大功率電能變送模組等構(gòu)成。該系留模塊能夠用于特殊現(xiàn)場長時間的監(jiān)控、交通道路遠距離監(jiān)控、賽事長時間現(xiàn)場播報、森林防火及農(nóng)場監(jiān)控、工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控及空氣質(zhì)量檢測。10.測溫模塊測溫模塊能實時測量溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出的信號,廣泛應用于消防、公安武警、應急救援、森林防火等行業(yè)。認識無人機任務設備二、功能類任務設備11.高溫回避模塊高溫回避模塊能實時監(jiān)測現(xiàn)場溫度,遇到大火、高溫等緊急情況時,能夠自動控制無人機遠離現(xiàn)場。12.中繼通信模塊中繼通信模塊可提供通信中繼功能,適合于通信傳輸盲區(qū)的音視頻數(shù)據(jù)傳輸接力。避免由地面物理障礙造成的通信傳輸死角,可以使公安對講機的傳輸距離加長。13.空中通用發(fā)射模塊空中通用發(fā)射模塊利用遠程可視瞄準系統(tǒng),可精準對目標區(qū)域進行單發(fā)或多發(fā)定點投射,適用于惡性暴力事件或暴恐現(xiàn)場處置。認識無人機任務設備二、功能類任務設備14.智能避障模塊智能避障模塊是利用多個智能避障傳感器,實時檢測障礙物與無人機之間的距離,從而實現(xiàn)無人機飛行時的自動避障,為無人機在飛行作業(yè)環(huán)境惡劣、復雜或者飛行高度較高、距離較遠時提供可靠的安全保障。認識無人機任務設備二、功能類任務設備15.植保噴灑模塊植保噴灑模塊通常由儲藥箱、農(nóng)藥噴桿、壓力噴頭、藥管快拆連接頭、水泵以及水泵降壓調(diào)速器等組成。植保噴灑模塊的主要功能是噴藥滅蟲或噴灑肥料水。配好的農(nóng)藥裝入藥箱,水泵提供動力引流,再通過導管到達噴頭,將農(nóng)藥均勻噴灑到作物表面。使用植保無人機噴灑農(nóng)藥具有噴灑農(nóng)藥效率高,噴灑效果好,噴灑均勻;成本低等優(yōu)點。無人機任務規(guī)劃和航線規(guī)劃一、無人機任務規(guī)劃1.概念與目標無人機任務規(guī)劃是指根據(jù)無人機需要完成的任務、無人機的數(shù)量以及攜帶任務載荷的類型,對無人機制定飛行路線并進行任務分配。任務規(guī)劃的目標是依據(jù)地形信息和執(zhí)行任務的環(huán)境條件信息,綜合考慮無人機的性能、到達時間、耗能、威脅以及飛行區(qū)域等約束條件,為無人機規(guī)劃出一條或多條自出發(fā)點到目標點的最優(yōu)或次優(yōu)航跡,保證無人機高效、圓滿地完成飛行任務,并安全返回基地。無人機任務規(guī)劃和航線規(guī)劃一、無人機任務規(guī)劃2.任務規(guī)劃主要功能(1)任務分配功能充分考慮無人機自身性能和攜帶載荷的類型,可在多任務、多目標情況下協(xié)調(diào)無人機及其載荷資源之間的配合,以最短時間以及最小代價完成既定任務。(2)航跡規(guī)劃功能在無人機避開限制風險區(qū)域以及油耗最小的原則上,制定無人機的起飛、著陸、接近監(jiān)測點,監(jiān)測區(qū)域,離開監(jiān)測點、返航及應急飛行等任務過程的飛行航跡。(3)仿真演示功能能夠?qū)崿F(xiàn)飛行仿真演示、環(huán)境威脅演示、監(jiān)測效果演示。無人機任務規(guī)劃和航線規(guī)劃一、無人機任務規(guī)劃3.常用的任務規(guī)劃方法任務規(guī)劃由任務理解、環(huán)境評估、任務分配、航跡規(guī)劃、航跡優(yōu)化和航跡評價等組成。其處理流程如下:(1)整個流程開始于接收到的上級下發(fā)的任務、命令,首先對任務進行保存,提供査閱和顯示。(2)其次輔助操作人員進行任務理解,分析任務執(zhí)行的地理區(qū)域、時間區(qū)間,任務所包含的目標航點數(shù),各個航點的位置、重要程度等情況。根據(jù)任務渉及的區(qū)域查詢并顯示地形概況、禁飛區(qū)和障礙物分布情況及氣象信息,為航跡規(guī)劃提供環(huán)境情況依據(jù)。無人機任務規(guī)劃和航線規(guī)劃一、無人機任務規(guī)劃3.常用的任務規(guī)劃方法(3)然后進行任務分配,在這個過程里提供可用的無人機資源和著陸點的顯示,輔助操作人員進行載荷規(guī)劃、通信規(guī)劃和目標分配。(4)下一步是航跡規(guī)劃,在目標分配的基礎上,根據(jù)環(huán)境變化情況、無人機航速、飛行高度范圍、燃油量和設備性能制定飛行航跡,并申請通信保障和氣象保障。(5)航跡規(guī)劃完成后,系統(tǒng)根據(jù)無人機飛行的最小轉(zhuǎn)彎半徑和最大俯仰角對航跡:進行優(yōu)化處理制定出適合無人機飛行的航跡。(6)最后生成計劃,保存并發(fā)送。無人機任務規(guī)劃和航線規(guī)劃一、無人機任務規(guī)劃4.航跡規(guī)劃無人機航跡規(guī)劃是任務規(guī)劃的核心內(nèi)容,需要綜合應用導航技術(shù),地理信息技術(shù)以及遠程感知技術(shù),以獲得全面詳細的無人機飛行現(xiàn)狀以及環(huán)境信息,結(jié)合無人機自身技術(shù)指標特點,按照一定的航跡規(guī)劃方法,制定最優(yōu)或次優(yōu)路徑。(1)電子地圖1)功能電子地圖在無人機任務規(guī)劃中的作用是顯示無人機的飛行位置,畫出飛行航跡、標注規(guī)劃點以及顯示規(guī)劃航跡等。2)地圖校準無人機任務規(guī)劃和航線規(guī)劃一、無人機任務規(guī)劃4.航跡規(guī)劃(2)航線規(guī)劃航線規(guī)劃一股份為兩步:首先是飛行前預規(guī)劃,即根據(jù)既定任務,結(jié)合環(huán)境限制與飛行約束條件,從整體上制定最優(yōu)參考路徑;其次是飛行過程中的重規(guī)劃,即根據(jù)飛行過程中遇到的突發(fā)局部動態(tài)地調(diào)整飛行路徑或改變動作任務。航線規(guī)劃的內(nèi)容包括出發(fā)地點、途經(jīng)地點、目的地點的位置信息、飛行高度和速度與需要到達的時間段。無人機任務規(guī)劃和航線規(guī)劃一、無人機任務規(guī)劃5.應急航線制定任務規(guī)劃時還要考慮異常應急措施,即應急航線。其主要目的是確保飛機安全返航,規(guī)劃一條安全返航通道和應急迫降點,以及航線轉(zhuǎn)移策略(從機發(fā)意點轉(zhuǎn)入安全返航通道或從安全返航通道轉(zhuǎn)向應急迫降點或機場)。無人機任務規(guī)劃和航線規(guī)劃二、無人機航線規(guī)劃1.航線規(guī)劃步驟航線規(guī)劃一般分為兩步:首先是飛行前預規(guī)劃,即根據(jù)既定任務,結(jié)合環(huán)境限制與飛行約束條件,從整體上制定最優(yōu)參考路徑;其次是飛行過程中的重規(guī)劃,即根據(jù)飛行過程中遇到的突發(fā)狀況,如地形、氣象變化、未知限飛因素等,局部動態(tài)地調(diào)整飛行路徑或改變動作任務。2.航線規(guī)劃內(nèi)容航線規(guī)劃的內(nèi)容包括出發(fā)地點、途經(jīng)地點、目的地點的位置關(guān)系信息、飛行高度和速度與需要達到的時間段。無人機任務規(guī)劃和航線規(guī)劃二、無人機航線規(guī)劃3.航線規(guī)劃功能航線規(guī)劃應該具備以下功能:(1)具有標準飛行軌跡生成功能,可生成常用的標準飛行軌跡。(2)具有常規(guī)的飛行航線生成、管理功能,可生成對特定區(qū)域進行搜索的常規(guī)飛行航線,存儲到常規(guī)航線庫中。無人機任務規(guī)劃和航線規(guī)劃二、無人機航線規(guī)劃4.無人機自動航線規(guī)劃這里使用MissionPlanner地面站對無人機進行自動航線規(guī)劃。具體操作步驟如下:(1)起始點設置1)打開地圖2)設置起始點在右側(cè)欄,將地圖類型切換到谷歌中國地圖。在地圖中找到目標地后,將鼠標移動到你的目標點,點擊右鍵。無人機任務規(guī)劃和航線規(guī)劃二、無人機航線規(guī)劃(1)起始點設置2)設置起始點彈出選項后選擇最下面的SetHo

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