个人介绍
无人机结构与系统

主讲教师:脱建智

教师团队:共5

  • 脱建智
  • 韩昕彤
  • 于婷婷
  • 张云秀
  • 谢宗华
学校: 潍坊工程职业学院
开课院系: 机电工程学院
专业大类: 制造大类
开课专业: 无人机应用技术
课程负责人: 脱建智
课程英文名称: Unmanned Aerial Vehicles' Structure and System
课程编号: 666
学分: 4
课时: 72
课程介绍
    《无人机结构与系统》课程是三年制高职无人机应用技术专业的一门专业必修课,也是一门实用技术骨干课程,面向国家民航局无人机飞行员执照和无人机应用技术专业1+X证书制度考核标准和要求,既有自身的理论体系,又有很强的实践性。通过本课程的学习可以使学生较系统地掌握无人机系统的基本结构原理和系统技术,熟悉无人机技术在民用、军用领域中的应用,可以培养和锻炼学生动手操作和技术创新的能力,使得学生能紧跟无人机技术的发展脚步,对培养学生良好的专业能力、优秀的个人素质、端正的思政理念和先进的创新精神具有举足轻重的作用,为无人机的组装和调试、操控和飞行、检测和维修奠定坚实的基础,为将来适应各种无人机行业就业岗位提供技术准备,将会激发学生立志为实现中华民族伟大复兴的中国梦之航空航天梦而持续贡献力量,对学生整个无人机职业生涯产生持续深远的影响,对于培养面向无人机行业和通用航空领域的高素质技术技能人才具有强力支撑作用。
    本课程在无人机专业课程体系中将理论教学过渡到了实践教学,以前几学期所开设《无人机驾驶员航空知识概论》、《无人机模拟驾驶技术》等为先导课程,与计算机技术、机械技术和无人机驾驶技术等课程密切相关,本课程对后续课程《旋翼无人机驾驶技术》、《无人机装调与检修技术》、《无人机自动驾驶技术》等具有有效理论和实践的导向作用。因此,《无人机结构与系统》在整个无人机应用技术专业人才培养中起到了重要的承前启后的作用。
    作为山东省职业教育无人机应用技术专业教学资源库主干课程,本课程于2018年开始在智慧职教资源库平台开始建设并应用在教学过程,截止目前该课程已建设有教学资源85件,其中文本类资源38个,视频、动画类资源47个。题库题目693题。
    因此,本课程建设须在超星建设,遂正在逐步转接素材到超星平台,前期课程运行数据请到国家职教资源库智慧职教平台查看,
    资源库网址:www.icve.com.cn/wfwurenji
    课程运行平台(云课堂):https://zjy2.icve.com.cn/expertCenter/process/edit.html?courseOpenId=cnegah2rf4rcnlvvzzmh7q&tokenId=1qmeafqs27lkjpvpcr5zsg。
智慧天团

脱建智

职称:副教授

单位:潍坊工程职业学院

部门:山工机电工程学院

职位:教师

韩昕彤

职称:教师

于婷婷

职称:教师

张云秀

职称:教师

谢宗华

职称:教师

教学方法

全面开展基于SPOC的“线上+线下”混合式教学,把传统教学方式的优势和数字化、网络化教学的优势结合起来,从“以教师为中心”转变为“以学生为中心”,基于具体的学情,充分体现学生作为学习主体的主动性、积极性和创造性,教师角色转变为教学活动的组织者、引导者、启发者,优势互补,让学习者受益最大化。

课中融入以中华民族伟大复兴的中国梦之航空航天梦为主线的思政育人内容,通过课程学习培养学生掌握无人机驾驶员必备航空知识,良好的专业能力,优秀的个人素质,端正的思政理念和先进的创新精神,为顺利完成未来无人机驾驶员岗位任务奠定坚实的基础,服务学生终身职业能力发展。

严格遵守高职教育规律,突出高职教育的特色,结合课程特点、教学条件支撑情况,针对学生实际情况灵活运用。例如:讲授、启发、讨论、案例和行动导向等教学方法。教师逐步转变教学观念,改革传统的教学方式和方法,在教学过程中,根据课程内容的不同,采取多种教学方法并行的方式进行灵活教学,而不是单纯的依靠一种教学模式。

1.现场教学法 

本课程具有综合性、多样性和动态性的特点,对讲授的理论知识进行必要的整合,进行直观的实物演示,将实训场景融入理论教学课堂,实施一体化融合教学。促进学生的学习兴趣,让学生在现场氛围下感受职业环境,更好地学习职业技能,提高学生职业素质。

2.讨论式教学法

针对课程中相关知识点,结合线上信息检索,让学生运用所学理论知识开展讨论,分析比较各种案例的应用,教师进行归纳总结,提炼课程内容。学生们集思广益、取长补短,很好的开阔了思路,逐步增强学生应用知识的能力,培养学生的表达能力、沟通能力、应变能力,以便工作后尽快适应工作岗位。 

3.案例教学法

近几学期的课程教学实践证明,贴合授课内容的实际案例是激发学生学习兴趣的有效途径。在课程设计中,结合相关知识点,搭配多种微视频、军用和民用无人机等企业案例,为学生提供一种模仿、借鉴和引伸的范例,将所学理论知识用实际案例贯穿融合,师生互动性强,助力学生独立思考,引导学生变注重所学知识的应用。

4.任务驱动法 

安排学生深入开展线上线下探究性的学习任务,每项任务通过线上课程平台给与适当的课程积分奖励,积累的课程积分将记录期末成绩,以此进一步激发学生自主学习的积极性,学生乐忠于通过线下、线上的资源自主检索资料,从解决单个的知识点开始,逐步寻找个人的兴趣点,对知识体系进行系统序化整理,形成高效的良性循环,持续通过课上课下、线上线下推广任务执行效果较好的学生和小组,带动积极性较弱的同学,齐头并进。任务驱动教学法可以让学生在完成“任务”的过程中,培养分析问题、解决问题的能力,培养学生独立探索及合作精神。

教学条件

(一)教学设施

1.校内实训基地                                                                                                   

 

序号

 

实训室名称

启用时间

 

建筑面积(m2) 

 

主要设备名称及数量

 

设备总值(万元)

对应课程

 

 主要实训项目

 

 

相关证书

 

 

工位数(个)

 

 

1

 

 

固定翼无人机综合 实训室

 

 

2015.09

 

 

50

 

电动固定翼迪卡斯龙,2架 

油动固定翼迪卡斯龙,3架 

15级固定翼轻木,2架 

固定翼训练机,6架 

固定翼Fms,11架 

固定翼大翼面,2架 

板机苏27,1架 

T14遥控器,5个 

10J遥控器,7个 

乐迪遥控器,1个 

天地飞7遥控器,1个 

 

20

 

 

固定翼综合实训、无人机组装调试与检测维修

 

 

固定翼无人机组装、调试、检修和综合实训,民航局无人机驾驶员鉴定项目

 

 

固定翼驾驶员、超视距驾驶员

 

 

30

 

 

2

 

 

旋翼无人机综合实训室

 

 

2015.09

 

 

50

 

                  直升机600,2架 

直升机700,2架 

直升机800,1架 

直升机450,8架 

多旋翼450,11架 

多旋翼520,2架 

多旋翼550,3架 

T14遥控器,5个 

10J遥控器,7个 

乐迪遥控器,1个 

天地飞8遥控器,1个 

 

30

 

 

旋翼综合实训、无人机组装调试与检测维修

 

 

旋翼无人机组装、调试、检修和综合实训,民航局无人机驾驶员鉴定项目

 

 

旋翼驾驶员、超视距驾驶员

 

 

30

 

 

3

 

 

无人机航拍实训室

 

 

2016.09

 

 

40

 

                  大疆精灵4p,1架 

大疆御,1架 

大疆悟2,1架 

大疆M600,1架 

热成像,1个 

Z3镜头,1个 

X4S镜头,1个 

 

15

 

 无人机航拍技术、无人机机载设备操控技术 

 航拍无人机组装、调试、检修和综合实训,民航局无人机驾驶员鉴定项目 

 

旋翼驾驶员、超视距驾驶员 

 

20

 

 

4

 

 

无人机植保实训室

 

 

2016.09

 

 

40

 

 MG1S植保机,1架 

 

10

 

 

无人机植保技术

 

 

植保无人机组装、调试、检修和综合实训,民航局无人机驾驶员鉴定项目

 

 

超视距驾驶员

 

 

20

 

 

5

 

 

无人机操控训练基地

 

 

2016.09

 

 

40

 

                   发电机,1台 

UNA9充电器,2个 

Charger充电器,3个 

智能管家,1个 

平衡充,1个 

沙滩椅,10个 

帐篷,3个

风向标,10个 

 

5

 

 

无人机组装调试与检测维修

 

 全机型操控综合实训,民航局无人机驾驶员无人机试飞、鉴定项目

 

 

无人机驾驶员、超视距驾驶员

 

 

30

 

 

6

 

 

电工技术实训室

 

 

2015.09

 

 

62.7

 

 

电工技术实训装置,20台

 

 

20

 

 

电工技术

 

 《电工电子技术》等课程实验、技能培训; 

适用电工和电工职业资格考证 

 

电工证

 

 

40

 

 

7

 

 电子工艺实训室 

 

2015

 

 

62.7

 

 

电子工艺实训台,40台

 

 

21.36

 

 

电子技术

 

 《电工电子技术》等课程实验、技能培训 

 

电工证

 

 

48

 

 

8

 

 现代学徒制教育实训中心 

 

2015

 

 

13015

 

 

钳工实训设备,40套

 

 

1016.06

 

 无人机组装与调试、监测与维修实训和钳工实训 

 无人机组装与调试、监测与维修实训和钳工实训,职业资格考证适用于钳工考证。 

 

钳工证

 

 

94

 

 

9

 

 

单片机实训室

 

 

2014

 

 

62.7

 

 

单片机实训装置,30台

 

 

25.6

 

 单片机原理及应用 

 《单片机原理及应用》等课程实验、技能培训。

 

电工等

 

 

40

 

 

10

 

 传感器实训室 

 

2014

 

 

62.7

 

 

传感器技术实训装置(20台)

 

 

80.54

 

 《传感器与检测技术》 

 《传感器与检测技术》课程实验、技能培训 

 

电工等

 

 

60

 

2.校外实训基地                                                                      

 

序号 

 基地名称 

 

基地地点(写*省*市*县) 

 

合作时间 

 

员工规模 

接待学生规模 

 

1

 

 

山东矿机集团股份有限公司

 

 

山东省潍坊市昌乐县 

 

 

2015.09

 

 

1000人 

 

 30人 

 

 

2

 

 

山东天联航空科技有限公司

 

 

山东省潍坊市 

 

 

2015.11

 

 

100人 

 

 30

 

 

3

 

 

青州耐威智能科技有限公司

 

 

山东省青州市 

 

 

2016.09

 

 

50人 

 

 20

 

 

4

 

 

北方天途航空技术发展(北京)有限公司

 

 

北京市

 

 

2016.09

 

 

100

 

 30

 

 

5

 

 

青岛风向标航空科技有限公司

 

 

山东省青岛市

 

 

2017.09

 

 

100

 

30

 

 

6

 

 

山东雪野天翼航空技术开发股份有限公司

 

 

山东省莱芜市

 

 

2017.09

 

 

100

 

30

 

 

7

 

 

歌尔股份有限公司

 

 

山东省潍坊市

 

 

2018.09

 

 

2000

 

30

 

 

8

 

 

山东风云农业科技有限公司

 

 

山东省临沂市

 

 

2018.11

 

 

100

 

30

 

(二)师资队伍

1.专任、校内兼课教师                                                                 

 

序号

 

 

姓名

 

 

职称

 

 

年龄

 

 

毕业学校 

 

所学专业

 

 学历学位 

 

职业资格

 

 

承担课程

 

是否双师

 教师性质(专任/校内兼课) 

 

1

 

 

孙忠民

 

 

教授

 

 

46

 

 

曲阜师范大学

 

 

数学

 

研究生硕士 

高级电子商务师

 

 

工程应用数学

 

 

 

 

专任

 

 

2

 

 

巨泽旺

 

 

教授

 

 

56

 

 

山东师范大学

 

 

数学与应用数学 

本科学士 

 

会计

 

 

大学生职业规划 

 

 

 

专任

 

 

3

 

 

脱建智

 

 

讲师

 

 

37

 

 

山东建筑大学

 

 机械电子工程

 

研究生

硕士

 

 

无人机教员 

电工技师 

 

无人机结构与系统 

 

 

 

专任

 

 

4

 

 

谢宗华

 

 

讲师

 

 

33

 

 

聊城大学

 

 机械设计制造及其自动化 

本科 

学士 

 

无人机教员 

高级制图员

 

 旋翼无人机驾驶技术 

 

 

 

专任

 

 

5

 

 

张炜

 

 

讲师

 

 

32

 

 

青岛大学

 

 

机械工程 

本科 

硕士

 

 

无人机教员

 

 

无人机模拟驾驶技术

 

 

 

专任

 

 

6

 

 

于婷婷

 

 

讲师

 

 

32

 

 

青岛理工大学

 

 

控制理论与控制工程

 

研究生

硕士

 

高级电工 

无人机视距外驾驶员

 

无人机装调与检修技术

 

 

 

专任

 

 

7

 

 

张云秀

 

 

讲师

 

 

32

 

 

哈尔滨商业大学

 

 

机械设计及理论

 

 

研究生

硕士

 

高级电工 

无人机视距外驾驶员

 

 

固定翼无人机操控技术

 

 

 

 

专任

 

 

8

 

 

杜鹏

 

 

讲师

 

 

34

 

 

青岛科技大学

 

 机械设计及理论 

 

研究生

博士

 

高级电工

 

 

工程应用数学

 

 

 

 

专任

 

 

9

 

 

韩昕彤

 

 

助教

 

 

29

 

 

菏泽学院

 

 

自动化 

 

本科/学士

 

 

电工

 

 无人机驾驶员航空知识概论

 

 

 

专任

 

 

10

 

 

崔成梅

 

 

副教授

 

 

42

 

 

山东理工大学

 

 

机械电子

 本科 

硕士

 

高级制图员 

 图样的识读与绘制(含公差)

 

 

 

专任

 

 

11

 

 

李艳芳

 

 

讲师

 

 

36

 

 

南京航空航天大学

 

 

机械电子工程

 

研究生

硕士

 

高级制图员

 

 

图样的识读与绘制(含公差)

 

 

 

 

专任

 

 

12

 

 

吴文兵

 

 

讲师

 

 

34

 

 

山东科技大学

 

 

机械电子工程 

 

研究生

硕士

 

高级电工

 

 传感器与检测技术

 

 

 

专任

 

 

13

 

 

张珂

 

 

助教

 

 

31

 

 

合肥工业大学

 

 

精密仪器及机械 

 

研究生

硕士 

 

 

 单片机原理及应用 

 

 

 

专任

 

校内教师情况分析:打造了高素质专兼结合的双师结构师资队伍。本专业师资队伍政治素质过硬,德才兼备,责任心强,有博爱之心,热爱教育工作;具有国家职业资格证书,民航局无人机驾驶员执照,教员执照,专业教师采取多种方式深入企业实际,强化职业岗位技能,全部具备双师素质,专业功底深厚,动手能力强,能指导学生基于工作过程开展理实一体化项目教学工作。

2.校外兼职、兼课教师  

 

k

 

 

姓名

 

 

职称

 

 

年龄

 

 

毕业学校

 

 

所学专业

 

 

学历学位

 

 

工作单位

 

 

工作职务

 

 

承担课程

 

 

教师性质(兼职/兼课)

 

 

1

 

史玉军

 

 

专家

 

 

34

 

 

大学

 

 

大学

 

 

本科/学时

 

 

无人机

 

 

无人机

 

 

 

 

兼职

 

 

2

 

孟庆黎

 

 

无人机教员

 

 

36

 

 

山东理工大学

 

 

工商企业管理

 

 

本科学士

 

 

山东航创电子科技有限公司

 

 

技术主管

 

 

旋翼/固定翼无人机驾驶技术

 

 

兼职

 

 

3

 

左金辉

 

 

无人机教员

 

 

29

 

 

山东理工大学

 

 

自动化

 

 

本科学士

 

 

山东天联航空科技有限公司

 

 

技术主管

 

 

旋翼/固定翼无人机驾驶技术

 

 

兼职

 

 

4

 

马成

 

 

无人机教员

 

 

28

 

 

山东建筑大学

 

 

电气自动化

 

 

本科学士

 

 

山东天联航空科技有限公司

 

 

教练员

 

 

旋翼/固定翼无人机驾驶技术

 

 

兼职

 

 

5

 

高广昊

 

 

无人机教员

 

 

22

 

 

曲阜师范大学

 

 

机械设计

 

 

本科学士

 

 

山东天联航空科技有限公司

 

 

教练员

 

 

旋翼/固定翼无人机驾驶技术

 

 

兼职

 

 

6

 

王凯凯

 

 

无人机教员

 

 

25

 

 

聊城大学

 

 

无人机应用技术

 

 

本科学士

 

 

山东天联航空科技有限公司

 

 

教练员

 

 

旋翼/固定翼无人机驾驶技术

 

 

兼职

 

 

7

 

刘建华

 

 

讲师

 

 

34

 

 

北京航空航天大学

 

 

无人机飞行技术

 

 

本科学士

 

 

北京滨海无人机

 

 

飞行总监

 

 

无人机结构与系统

 

 

兼职

 

 

8

 

马一元

 

 

讲师

 

 

27

 

 

北京航空航天大学

 

 

飞行器设计与工程

 

 

本科学士

 

 

北京滨海无人机

 

 

专业讲师

 

 

无人机装调与检修技术

 

 

兼职

 

 

9

 

王铭研

 

 

讲师

 

 

24

 

 

南京航空航天大学

 

 

无人机飞行技术

 

 

本科学士

 

 

北京滨海无人机

 

 

专业讲师

 

 

无人机结构与系统

 

 

兼职

 

校外教师情况分析:本专业持续完善兼职教师遴选标准,聘请山东航创电子科技有限公司、山东天联航空科技有限公司等企业高技能人才到学校任教,校外教师都是从事无人机相关工作的,素质过硬,技能过硬,责任心强,能跟踪专业技术前沿,有效辅助完成无人机专业建设、课程建设、产学研合作研究等项目。

3、信息化教学资源

智慧职教资源库:https://www.icve.com.cn/

山东省职业教育无人机应用技术专业教学资源库:https://www.icve.com.cn/wfwurenji

无人机驾驶职业技能等级1+X证书官方:https://web.u-cloud.cn/extend/1-plus-x/?v=0.7728243212249151

通用航空AOPA中国航空器拥有者及驾驶员协会  http://www.aopa.org.cn/

无人机实名登记系统  https://uas.caac.gov.cn/login

民用无人驾驶航空器经营许可管理系统  http://uas.ga.caac.gov.cn

中国民航局无人驾驶航空器空管信息服务系统  https://www.utmiss.com

无人机(固定翼)模拟操控技术 - 智慧职教

https://www.icve.com.cn/study/directory/directory_list.html?courseId=qgekaz6nz5pjcufsusd8wg

中国大学慕课《航空航天概论》:

https://www.icourse163.org/course/BUAA-89007?tid=114011

北方天途:www.ttaviation.com

无人机之家:http://www.wrjzj.com/

中国期刊全文数据库:http://210.77.83.72/kns50/Navigator.aspxID=1

世界科学出版社全文电子期刊数据库:http://worldscinet.lib.tsinghua.edu.cn/

中国数字化期刊群:http://www.periodicals.net.cn/

教学效果

一、培养学生获奖情况

[1] 山东省第四届大学生科技创新大赛二等奖,2017.12.


[2] 山东省第五届大学生科技创新大赛二等奖,2018.12.


[3] 山东省第六届大学生科技创新大赛三等奖,2019.12.


[4] 山东省第七届大学生科技创新大赛二等奖,2020.12.


[5] 第六届山东省高校机器人大赛一等奖,2017.10.


[6] 第六届山东省高校机器人大赛一等奖,2017.10.


[7] 第四届山东省大学生电子与信息技术应用大赛二等奖,2017.10.


[8] 第四届山东省大学生电子与信息技术应用大赛一等奖,2017.10.


二、培养学生考取民航局无人机驾驶员情况

根据近几年的培养,每一届无人机专业学生60%以上考取了民航局无人机驾驶员执照,并工作于无人机相关的工作岗位,经过同学们的努力,涌现出了众多的优秀工作案例。


参考教材

1.教材选用

《无人机结构与系统》主编:冯秀   机械工业出版社

《无人机驾驶员航空知识手册》主编:孙毅  中国民航出版社

《无人机技术概论》深圳市无人机协会组编机械工业出版社

《航空航天概论》主编:李红军  北京航空航天大学出版社

《航空概论》主编:薛彩军  国防工业出版社

《无人机系统导论》主编:Paul Gerin Fahlstrom 国防工业出版社

《飞机原理与构造》主编:杨保华     西北工业大学出版社

《无人机操控师(四级)-职业资格培训教材》编著:权军  中国劳动社会保障出版社

2.教材编写

依据本课程的标准,融入民航局无人机驾驶员执照考评内容和无人机驾驶职业技能等级1+X证书标准,结合高等职业学校学生的年龄特征、认知规律、职业成长规律,合理安排教材内容和编写格式,突出教材的易读性和实用性,服务学生职业岗位和终身职业生涯发展,重点关注学生对无人机专业及其发展方向的理解、潜移默化培养学生良好的职业素养和优秀的思想政治素质,融入“互联网+”创新创业大赛的新理念,培养学生具备创新创业的基本素质,强化行业指导、产教融合,中高职院校、行业、企业等“多元”合作开发适用于线上线下混合式教学的职业教育教学资源库配套教材讲义。

围绕深化教学改革和“互联网+职业教育”发展需求,从教材讲义过渡到活页式教材、工作手册式教材。根据课程设置的原则及学生实际情况,在人才培养方案的指导下,开发基于课程建设、符合课程标准要求、适合本专业的《无人机结构与系统》活页式校本。

课堂实录

1.飞机是如何飞起来的


2.无人机飞行原理之重力、推力和阻力


3.无人机翼型参数和类型

4.无人机翼型标准号和动力特性



5.影响翼型空气动力的因素



6.翼型选择



7.发动机种类及电动和油动系统



8.固定翼飞行控制方式(实操)



9.无人机有刷电机



10.无人机无刷电机



公开课

机械传动系统、发动机功能要求和发展


推门听课

翼型动力参数


课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 无人机概念及分类
文档
.pptx
2022-03-30 704.22KB
 
视频
.mp4
2022-03-30 326.29MB
 
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1.2 无人机系统及性能
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2.1 机体坐标轴和运动状态
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2.1.1 坐标轴和运动状态
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2.1.2 无人机运动稳定性
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2.2 固定翼无人机结构与飞行原理
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2.2.1 结构组成
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2.2.2 *飞行原理1飞机是如何飞起来的
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2.2.3 飞行原理2升力
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2.2.4 飞行原理3增升装置
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2.2.5 *飞行原理4重力、推力与阻力
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2.2.6 *固定翼飞行控制方式
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2.3 直升无人机结构与飞行原理
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2.4 多旋翼无人机结构与飞行原理
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2.5.1 *翼型参数和类型
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2.5.2 *翼型标准号和动力特性
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2.5.3 *翼型的动力参数
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2.5.4 *影响翼型空气动力的因素
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2.5.5 *翼型选择
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3.1 无人机动力系统 概述
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3.1.1 *种类及电动和油动系统
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3.1.2 *机械传动系统、发动机功能要求和发展
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3.2.1 *有刷电机
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3.2.2 *无刷电机
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3.2.3 空心杯电机
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3.3 无人机动力系统 活塞发动机
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3.4 无人机动力系统 涡轮发动机
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4.1 无人机航电系统 飞控概述
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4.2 无人机航电系统 传感器
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4.3 无人机航电系统 舵机
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4.4.1 导航系统
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4.4.2 全球卫星导航系统
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4.4.3 组合导航系统
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5.1 电气系统
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