1、无人机(UAV)的概念

无人机（jī）（Unmanned Aerial Vehicle）就是利用无线遥控或程序控制（zhì）来执行特定航空（kōng）任务的（de）飞行器，指（zhǐ）不搭载操作人员的一（yī）种动力空中飞行器，采用空气动力为飞行器提供所（suǒ）需的升力，能够自动飞行或远程引导；既能一次性使用也能（néng）进行回收。

2、无人机系统的（de）一（yī）般组（zǔ）成

无人机系（xì）统包括（kuò）地面系统、飞机系（xì）统、任务载荷和无（wú）人机（jī）使用（yòng）保障人员。

3、无人机（jī）的一般分类

按用途分（fèn）：

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

按飞行方式分：

固定翼无人机、旋翼（yì）无人机、扑翼无人（rén）机、飞艇。

4、无人机的（de）飞行控（kòng）制

无人机上没有驾（jià）驶员，所以（yǐ）无人机和飞（fēi）行（háng）靠（kào）“遥控（kòng）”或“自控（kòng）飞（fēi）行”。 

（1）遥控飞（fēi）行

遥控即（jí）对被控对象继续（xù）远距离控（kòng）制，主要无线（xiàn）电遥控。

遥控信号：遥控站通（tōng）过发射（shè）机向无人机发送无线电波（bō），传递指令，无（wú）人机上的接收机（jī）接（jiē）收并译出指令的内容，通过自动驾驶仪按指（zhǐ）令操纵（zòng）舵面，或通过其他接口操纵机上的任务（wù）载荷。遥控站设有（yǒu）搜索和跟踪雷达，他们测（cè）量无（wú）人机在任意时刻相对地面的方位（wèi）角、俯仰角（jiǎo）、距（jù）离和高（gāo）度等参数，并把这些参数输入到计（jì）算机，计算后就能绘出无（wú）人机（jī）的实际航迹，与预（yù）定航线比较（jiào），就能求出偏差（chà），然后发送（sòng）指令进行（háng）修正。

此外（wài），无人机还装备有无线电应答器（qì），也叫信标机。它能在收（shōu）到雷达的询问信号后（hòu），发（fā）回一个信（xìn）号给（gěi）雷达。由于（yú）信标机发射的信（xìn）号比无人（rén）机（jī）发射的雷达信号要强得多（duō），起到（dào）增加跟踪雷达的探测距离（lí）。

下传信号：遥控指令（lìng）只包含（hán）航迹修正信号是显然不（bú）够（gòu）的，在飞行中无人机会受到各种因素（sù）的影响，无（wú）人机的飞行（háng）姿态也在不（bú）断变化，所以指令还需要包括对（duì）飞（fēi）行姿态的修正内容。

无人（rén）机上的传感（gǎn）器一直在（zài）收（shōu）集自身的姿态信息，这些信息通（tōng）过下传信号送到遥测（cè）终（zhōng）端，遥测（cè）终端分析这些（xiē）信息后就能给出（chū）飞（fēi）行姿态的遥控（kòng）修（xiū）正（zhèng）指（zhǐ）令。

遥控飞行的利弊：

利（lì）：有利于简化无人机（jī）的设计，降低制（zhì）造成本。

弊：受（shòu）无线电作用距离的限制（zhì），限制通讯（xùn）距（jù）离通常只（zhī）可达到320KM~480KM；容易受到电子（zǐ）干扰。

（2）自控飞行

自控飞行不依赖地面控制（zhì），一切动作都自动（dòng）完（wán）成的飞行。为此，机上需（xū）要有一套（tào）装置（zhì）来（lái）保证（zhèng）飞行航（háng）向和飞行姿态的正确，这套装置就是（shì）导（dǎo）航装（zhuāng）置（zhì）。通常的导航（háng）装置有：

1.惯性导航（háng）

在机载设备（bèi）上，它一般（bān）简称惯导。惯性导航（háng）是以牛顿力学为基础，依（yī）靠安装在载体内部的加速度计测量载体在（zài）三个轴向的加速度，经积分运算后得到载体的瞬时（shí）速度和位置，以及测量载体的姿（zī）态的一种导航方式。惯性导（dǎo）航完全（quán）依赖机载（zǎi）设备自主完成导航任务（wù），工作时（shí）不依赖外（wài）界（jiè）信息，也不向外界（jiè）辐射能量，不易受（shòu）到干扰，不受（shòu）气象（xiàng）条件限（xiàn）制（zhì）。

惯导（dǎo）系统是（shì）一种航位推算系统。只要（yào）给出载体的初始位置及速度，系统（tǒng）就可（kě）以实时地推算出载体的位置速度及姿态信息（xī），自主地进行导航。纯惯导系统（tǒng）会随着（zhe）飞行航时的增加，因积分（fèn）积累而产生较大的（de）误差，导致定位（wèi）精度（dù）随时间增长（zhǎng）而呈发（fā）散趋势（shì），所以（yǐ）惯导一般与其他导航系统一起工作（zuò）来提（tí）高定（dìng）位精度。

2.卫星导航

全球定位系（xì）统（tǒng）（GPS）由（yóu）美国建（jiàn）立的一套定位系统（tǒng），可以（yǐ）提供全球任意一（yī）点的三维空（kōng）间位置、速度和时间，具有全球性、全天候（hòu）、连续的精密导航系统（tǒng）。

全球卫（wèi）星导航分为三部分，包括空间卫星部分、地（dì）面监控、卫星接（jiē）收机部分。在飞机上安装卫星接收机就能得到自身的位置信息和（hé）精（jīng）确（què）到纳秒级的时间信（xìn）息。

现在全球在使用的卫星导航系统还有：俄罗斯的glonass,欧洲的伽利略系统，还有中（zhōng）国正在（zài）建立的北斗系统。

3.多普勒导（dǎo）航

多普勒导航（háng）是飞行器常用的（de）一种（zhǒng）自（zì）主导航系统，它（tā）的工作原理是多普勒效（xiào）应。

多普勒导（dǎo）航系（xì）统由磁罗盘或（huò）陀螺仪、多（duō）普（pǔ）勒雷达和导航计算机组成。磁罗盘或陀螺仪类似指北针，用于测出无人（rén）机的航向角，多普勒雷达不（bú）停沿着某个方（fāng）向向地面（miàn）发射电（diàn）磁波，测出（chū）无人机相对地面（miàn）的飞（fēi）行（háng）速度（dù）以及偏流角。根据（jù）多（duō）普（pǔ）勒雷达提供的（de）地速和偏（piān）流（liú）角数据，以（yǐ）及磁罗盘或陀（tuó）螺仪（yí）提（tí）供的航向数据，导航计算（suàn）机（jī）就可（kě）以（yǐ）不（bú）停地计（jì）算出无人机飞过的路线。

多普勒（lè）导航系统能用于各种气象条件（jiàn）和地形条件，但由于测量的积（jī）累误差，系统会（huì）随着飞行的距离增加（jiā）而使误差加大，所以一般用于组合（hé）导航中。

4.组合导航

组合导航是（shì）指组合使用两种或两种以上的导航系统（tǒng），达到取长补短（duǎn），提高导航（háng）性能（néng）。目前飞行器上实际使用的导航系统各（gè）基本上（shàng）都是组合导航系统，如GPS/惯性导（dǎo）航、多普勒/惯性（xìng）导（dǎo）航等，其中应用最广的是GPS/惯性导航组合（hé）导航系统。

5.地（dì）形辅助导航

地（dì）形辅助导航是指飞行器在（zài）飞行过程（chéng）中，利用预先（xiān）存储的飞行路线中某些地区的特征（zhēng）数据，与实际（jì）飞行过（guò）程（chéng）中测量到的相关（guān）数据进（jìn）行（háng）不断（duàn）比较来实施导（dǎo）航修正的一种方法。其核心是将地形分成多个小网格，将（jiāng）其主要特征，如平均标高等输（shū）入计算机，构成一个数字化地（dì）图。

地形辅（fǔ）助导航技（jì）术就是利用（yòng）机载（zǎi）数字地（dì）图和（hé）无线高度（dù）表作（zuò）为辅助手（shǒu）段来修（xiū）正（zhèng）惯导（dǎo）系统的误差，从而构成新的（de）导航系统。它与（yǔ）导（dǎo）航（háng）方法的根本区（qū）别（bié）在于数字地图对主导航系（xì）统（tǒng）仅能起到辅（fǔ）助修正作用。

地（dì）形辅助系（xì）统可分为（wéi）地形匹配、景象匹配等。

◆地（dì）形（xíng）匹配（pèi）：也（yě）称地形高度相关（guān）。其原（yuán）理是地球表面上任意一点的（de）地理坐（zuò）标都可以根据其周（zhōu）围（wéi）地（dì）域的等高线或（huò）地貌来（lái）当（dāng）值确定（dìng）。飞行一段时间后，既（jì）可以（yǐ）得到真航迹的一串地（dì）形标高。将测得的数据与存储的（de）数（shù）字地图进行相关（guān）分析（xī），确（què）定（dìng）飞机（jī）航迹对应的（de）网格位置。因（yīn）为（wéi）事先确定了网格各点对应（yīng）的经纬度值，这样（yàng）就可以使用数（shù）字地图校（xiào）正惯导。

◆景象匹配（pèi）：也称景象相关。它与地图匹配的（de）区别是，预先输入到（dào）计（jì）算机的信（xìn）息不只是（shì）高度（dù）参（cān）数，还包含了通过（guò）摄像等手（shǒu）段获取的预（yù）定飞（fēi）行路（lù）径（jìng）的景象（xiàng）信息，将这些景象数字化后存储在机载设备上。飞行（háng）中，通过（guò）机载摄像（xiàng）设备（bèi）获取飞（fēi）行路（lù）径中的景象，与预存数据比较，确定飞机的位置。

自（zì）控（kòng）飞行的利弊：

利：航程加大；自主（zhǔ）工作，不需要与地面站联（lián）系（xì）。

弊：复杂的自主导航系统和控制（zhì）系统，增加了重量，提高了成本。

（3）遥控与自（zì）控结合

现代无（wú）人机在不同的（de）飞行段，交（jiāo）替地（dì）采用遥（yáo）控或自控飞行，这样可以充分利（lì）用遥控（kòng）和自（zì）控两种控制方式各自的优（yōu）势，克服彼此（cǐ）的缺陷。

5、无人（rén）机的起（qǐ）飞（fēi）和着陆

有人驾驶（shǐ）飞机的（de）起飞和降落是飞行中（zhōng）的两大“难关”，无（wú）人驾驶（shǐ）飞机（jī）则（zé）更是如此。

（1）无人机的起飞

1.母机（jī）投放

由（yóu）有（yǒu）人把无人机（jī）带（dài）上天，在适当的地方（fāng）投放起飞，这（zhè）种方（fāng）法简单易行，运用灵活，成功率高，并且可增加无人机（jī）的航（háng）程。

2.火箭助推

借助固（gù）体火箭助推器，无人机从发射架上（shàng）起飞。这种起飞方式占用的发（fā）射场地（dì）很小，适（shì）合前沿阵地、山区或船上使用。

3.起飞跑车

将无人（rén）机安装在（zài）带轮的小车上，靠无人机的发动机推进，当达到速（sù）度（dù）后，无人机（jī）脱离小车升（shēng）空。

这种方（fāng）式可（kě）以使用现成的机（jī）场条件起飞，无需复杂的起落（luò）架，起飞跑车的结构简单（dān）、经济。

4.垂直起飞

利用直升机（jī）的起飞原（yuán）理起（qǐ）飞。如：劲鹰2型固定翼垂直起飞无人机，可垂直起落、悬停、大（dà）载重、高限时。

5.起（qǐ）落架滑跑起飞（fēi）

与有人驾驶（shǐ）飞机一样，使用本身的起落架滑跑起（qǐ）飞（fēi）。

6.手（shǒu）发射

这种发射方式（shì）最（zuì）简单，由一人（rén）或两人把（bǎ）握，靠无（wú）人机自（zì）身动（dòng）力起飞。

(2)无人机的着（zhe）陆（lù）

1.起落架轮滑（huá）着陆

与有人驾驶飞机一样，使用（yòng）本身的起落架（jià）降落。一般大（dà）型无人（rén）机才采用这种方式（shì）。

2.降落伞着陆（lù）

无人机采用降落伞悬吊（diào）回收。这种方式适合小型无人（rén）机，对于大型无人机，由于伞降回收的可靠性不高，操纵困难（nán），损失率（lǜ）高（gāo）。

3.空中回收

使用大飞机在空中回收无（wú）人机（jī）的方式（shì）目前只有美国采用（yòng）。采用这种回收方式，在大（dà）飞（fēi）机（jī）上必须有空中回收系统。无人机除了有阻（zǔ）力（lì）伞和主伞（sǎn）外，还需有钩挂（guà）伞与吊索和可旋转的脱落机构。大（dà）飞机用挂钩挂住无人机（jī）的钩（gōu）挂伞和吊索，用绞盘绞（jiǎo）起无（wú）人机，空中悬（xuán）挂运走。这种回收方（fāng）式不会损伤无人机，但（dàn）每次回收都（dōu）要（yào）出动大飞机，费用高，对大飞机飞行员（yuán）的驾驶（shǐ）技术要求高（gāo）。

4.拦截网回（huí）收

用（yòng）拦截（jié）网系统回（huí）收无人（rén）机是目前世界小型（xíng）无人机普遍采（cǎi）用的回收方式之一。拦（lán）截网系（xì）统通（tōng）常由拦（lán）截网、能量（liàng）吸收装置和自动引导设备组成。能量吸收装置与拦截网相连，其（qí）作用是吸收无人机撞网的能量（liàng），避免无人机触网后在网上弹跳不停受损。自动（dòng）引导设（shè）备一般是一部置于网后的电（diàn）视摄像机，或（huò）是装在拦截（jié）网（wǎng）架上的红外接收机，由它们及时向地面站（zhàn）报告无人机返航路（lù）线偏差。

5.气垫着陆

无人机机腹四周装上“橡（xiàng）胶裙（qún）边”，中间（jiān）有一个带孔的（de）气囊。发动（dòng）机把（bǎ）空气（qì）压（yā）入气（qì）囊，压缩空气从气（qì）囊孔喷出，在（zài）机（jī）腹下形成高（gāo）压空气区—气垫。

气（qì）垫着陆最大的优（yōu）点是：无人机能在未经平整的地（dì）面（miàn）、泥地、冰雪地或水上着陆，不受地形条件（jiàn）限（xiàn）制。其次大（dà）小无人机（jī）都（dōu）可以使用，回收（shōu）率高。

6、无人（rén）机飞行平台（tái）

无人机的飞行平台主要由六大部（bù）分组成：机身、机翼、尾翼、起落（luò）装置（zhì）、飞行自动控制系统和动力（lì）系统。

1.机身（shēn）

机身主要用（yòng）来（lái）装载（zǎi）发动机、燃油、任务设备、电源、控制操（cāo）纵（zòng）系统等，并通过它将机翼、尾翼、起落架（jià）等部件连（lián）成一个整体。

2.机（jī）翼

机翼是飞（fēi）行器用（yòng）来产（chǎn）生升力的（de）主要部件。固定翼（yì）无人机的机翼有平（píng）直翼、后掠翼、三角翼等。下图（tú）是一些常见的机翼：

平直翼比较适用于（yú）低速飞行（háng）器（qì），后掠（luě）翼和三角翼比较适合高速飞行器。

机翼上（shàng）一般（bān）还（hái）有副翼，用于控制飞机的倾斜（xié），但左右（yòu）副翼偏转方（fāng）向（xiàng）不（bú）同时，就会产（chǎn）生滚装力矩，是飞行器产生倾（qīng）斜运（yùn）动。

3.尾翼

尾翼分垂直（zhí）尾翼和水（shuǐ）平（píng）尾翼两部分。对（duì）于一些结构比较特（tè）殊的（de）无人（rén）机来说，可能会不设垂直尾翼或（huò）水平尾翼。

垂（chuí）直尾翼：垂（chuí）直（zhí）安装在机身尾部，主要功能为保（bǎo）持机体的方向平（píng）衡和操纵。通常（cháng）垂直尾翼后缘有用（yòng）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（néng）为了保持俯仰平衡和俯仰操（cāo）纵。

4.起落装置

起落装置的功用是使无人机在地面或水（shuǐ）面进行起飞、着陆、滑行和停放。

起（qǐ）落装置对于无人机来说是形式最多样（yàng）的（de）一部分，这是因为无人机有多种发射/回收方式。大型（xíng）无人机的起落装（zhuāng）置包含起落架和改善起（qǐ）落性能（néng）的装置（zhì）两部分，起（qǐ）飞后起落架收起，减少飞行阻力（lì）；多数（shù）无人机的起落架（jià）很简（jiǎn）单，飞行时也不收起；对于采用（yòng）弹射、拦阻网等（děng）方式进行（háng）发射/回（huí）收的小（xiǎo）型无人机就不需要起（qǐ）落（luò）架；对（duì）于采用手（shǒu）掷发射的小型无人机，就没有（yǒu）起落装置；伞降回收的无人机着陆（lù）装置可以说就是降落伞。

5.飞（fēi）行自动控制系统（tǒng）

飞（fēi）行（háng）自动（dòng）控制（zhì）系（xì）统包括控制（zhì）指令自动（dòng）形成（chéng）装置和传输操纵装置（zhì）。指（zhǐ）令自动（dòng）形成装（zhuāng）置包括自动驾（jià）驶仪和相关的（de）传感器（qì）、导航设备（bèi）；传输（shū）操纵装置包括从控制（zhì）指令输（shū）出点到水平（píng）尾翼（yì）、副翼、方向舵等（děng）操（cāo）纵面，用来传递操纵（zòng）指（zhǐ）令，改（gǎi）变飞行（háng）状（zhuàng）态的所有装置（zhì）。

6.动力装（zhuāng）置

飞（fēi）机动力装置（zhì）是用来（lái）产生拉力（如螺（luó）旋（xuán）桨飞机）或推（tuī）力（如喷气式飞机（jī）），使（shǐ）飞机（jī）前（qián）进的装置。现代无（wú）人机的动力主要分为涡轮（lún）喷（pēn）气发动机和涡轮（lún）风扇发动机两类。 （来源：互联网综合编辑）

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