目录

  • 1 无人机概念
    • 1.1 无人机定义
    • 1.2 无人机的发展历史
    • 1.3 无人机的特点
  • 2 无人机用途
    • 2.1 无人机在军事上的用途
    • 2.2 无人机在民用上的用途
  • 3 无人机分类和系统组成
    • 3.1 无人机的类型
    • 3.2 无人机系统的组成
  • 4 无人机总体设计
    • 4.1 无人机设计要求与过程
    • 4.2 无人机总体布局设计
    • 4.3 无人机总体方案设计
  • 5 无人机气动设计
    • 5.1 无人机气动计算方法
    • 5.2 无人机气动外形设计
    • 5.3 无人机飞行性能设计
  • 6 无人机结构特点
    • 6.1 无人机的结构特点
    • 6.2 无人机结构的设计要求
    • 6.3 无人机结构的选材方法
    • 6.4 先进复合材料在无人机上的使用
    • 6.5 无人机结构的分类
    • 6.6 梁式结构的传力分析
    • 6.7 半硬壳式结构的传力分析
  • 7 无人机结构设计
    • 7.1 无人机结构的选型方法
    • 7.2 低速无人机的结构设计
    • 7.3 大展弦比无人机的结构设计
    • 7.4 高速无人机的结构设计
  • 8 无人机结构制造技术
    • 8.1 无人机零构件制造技术
    • 8.2 复合材料结构制造技术
    • 8.3 小型无人机的手工制作方法
  • 9 无人机飞行动力学
    • 9.1 无人机飞行动力学中的坐标系
    • 9.2 无人机飞行动力学建模
    • 9.3 无人机极曲线
    • 9.4 无人机重量设计和重心的确定
    • 9.5 无人机飞行稳定性
    • 9.6 无人机飞行操纵性
  • 10 无人机系统设计技术
    • 10.1 无人机导航系统设计
    • 10.2 多旋翼无人机飞行控制技术
    • 10.3 无人机飞行控制律
    • 10.4 无人机信息传输技术
    • 10.5 无人机能源与动力系统
  • 11 无人机其他关键技术
    • 11.1 无人机的隐身设计技术
      • 11.1.1 雷达隐身技术
      • 11.1.2 红外隐身技术
    • 11.2 无人机的传感器与任务设备
  • 12 无人机飞行试验技术
    • 12.1 无人机飞行仿真技术
    • 12.2 无人机起飞着陆技术
    • 12.3 无人机飞行试验的作用与特点
    • 12.4 无人机飞行试验大纲与试验报告
  • 13 结束语
    • 13.1 无人机的展望
  • 14 直播
    • 14.1 第二期直播
    • 14.2 第三期直播
无人机起飞着陆技术
  • 1
  • 2 作业

起飞与着陆是飞行器飞行过程中最危险的环节。与有人驾驶飞行器相比,无人机在起飞与着陆技术上有很多独特之处。


无人机的起飞方式种类繁多,对于采用类似于普通飞机外形的固定翼无人机,起飞方式主要有以下几种:

■ 滑跑起飞

在无人机上装有起落架,发动机启动后,由地面操纵员通过遥控设备或由机上的程序控制设备自动操纵无人机在跑道上滑跑,达到一定速度后,无人机便能离地升空。美国的全球鹰、捕食者等大型无人机采用的就是这种起飞方式。



■ 空中投放

由大型飞机(母机)携带到空中,在指定空域启动无人机的发动机,然后投放。美国的BQM-34火蜂无人机就可用C-130运输机带到空中投放发射起飞。


■ 滑轨起飞

无人机上装有滑橇,发动机启动并达到最大功率后,放开无人机,使之沿着有一定长度和一定倾斜角度的滑轨离陆。



■ 弹射起飞

将无人机装在发射架上,借助于助推火箭、高压气体、牵引索或橡筋绳等弹射装置,可实现较短长度(甚至零长度)弹射起飞。


■ 借助起飞车滑跑起飞

无人机装在起飞车上,发动机启动后,无人机通过推力锁驱动起飞车向前滑行,当达到起飞速度时,锁定机构自动开锁,无人机离开起飞车,加速爬高。我国研制的“长空-1”号靶机采用的就是这种起飞方式。



■ 由其他运载工具背负起飞

将无人机安装并锁定在汽车、轨道车背部的支架上,启动无人机的发动机后,汽车(或轨道车)在公路(或铁路)上疾驰前行,当车辆的速度达到无人机的离地速度后,打开(或切断)固定锁,无人机便可自行离开起飞平台。


■ 手抛起飞

一些小型和微型的无人机多采用此种最为简单的方法放飞。

■ 垂直起飞

与固定翼式无人机相比,无人直升机,包括各种多旋翼无人机等在起飞方式上也相对较为简单,可归纳为垂直起飞方式。

还有几类介于无人驾驶飞机和直升机之间的飞行器,也能实现垂直起飞。

 倾转旋翼无人机

起飞时,装在其翼尖上的两台发动机和螺旋桨向上倾斜,将飞行器拉离地面。达到一定高度后,发动机和螺旋桨转至水平方向,飞行器就可作常规飞行了。在垂直起飞时,这类无人驾驶飞行器的机身始终保持水平姿态。

● 倾转无人机

还有一种无人驾驶飞行器在起飞时,机体是竖直向上的,靠其尾部或头部的螺旋桨拉寓地面,升空后,再逐渐转为水平状态。

采用垂直起飞方式的无人驾驶飞行器,其起降场所都很小,但在起飞时的耗油率偏高,因此,它们的活动半径和留空时间均较短。而且,由于控制方式复杂,对发动机的要求高,垂直起飞、悬停,过渡飞行时的可靠性、安全性较差。



与起飞相比,无人机的着陆更为困难,着陆的方式也更多。

 垂直着陆

旋翼类无人机的回收比较容易,可采用垂直着陆方式。

旋翼类无人机在遥控或自重控制指令指挥下,抵达回收点上空后,逐渐减小发动机功率。慢慢下降高度,便可降落到指定地点(地面、舰面、回收车平台等)。


采用类似于普通飞机外形的固定翼无人机着陆/回收则要困难得多。固定翼无人机的着陆/回收方式,大致可分为:

■ 伞降着陆

无人机上带有降落伞,按照预定程序或在地面遥控站的指挥下到达回收区上空,然后自动开伞或根据遥控指令开伞,降落在陆地上或水面上。

伞降回收比较安全可靠,但其缺点也很明显:

▼ 自带降落伞,需要占用无人机机身内有限的空间和载荷;

▼ 伞降着陆时,飞机下降速度较快,在着陆瞬间,机体会受到较强烈的冲击,造成不同程度的损伤。

▼ 伞降落点不易控制,如果降落在水中,机载设备,发动机等被水浸泡,会影响其正常工作。

■ 空中回收

空中回收开始的程序与伞降回收方式相同,当无人机打开降落伞在空中飘落时,用直升机等回收母机在空中将无人机“捞回”,然后携带无人机返场着陆。采用这种回收方式,无人机不易受损,但需配备直升机等回收母机,且回收过程非常复杂,要求严格,二者的配合必须准确无误。

■ 撞网回收

无人机的撞网回收是指无人机在地面无线电的遥控下,逐渐降低高度,减小速度,然后正对着拦阻网飞去。拦阻网由弹性材料编织而成,网的两端还连接有能量吸收器。无人机撞入网中后,速度很快便减为零。

撞网回收方法的优点是:不受场地的限制,布设方便,在山区,舰船上均可架设拦阻网。

缺点是:网的面积有限,在天气和海况不好的情况下,通过遥控方式,无人机不易对准拦阻网。

■ 目视遥控着陆

目视遥控着陆方法多用于轻小型无人机。回收时,地面操纵人员一边目视观察逐渐下降高度的无人机,一边通过遥控装置控制无人机的飞行姿态,直至其接地。

目视遥控着陆对无人机操纵人员的操纵技术、心理素质都有比较严格的要求,失误率也比较高。对于大型无人机,目视遥控着陆方法一般只是作为一种备份方案,只有在无人机的自动着陆系统出现故障或偏差时,才由地面遥控操纵员接手。

■ 电视遥控着陆

无人机的头部带有电视摄像装置,地面站人员可从荧光屏上观看到从无人机上传回的现场的实时图像,操纵员坐在模拟驾驶舱内,根据“实景图像”的情况操纵驾驶杆和油门,遥控装置及时向无人机发送遥控指令,控制无人机安全着陆。

电视遥控着陆方式与有人驾驶飞机几乎一样,准确、可靠,但它的视景偏小,而且机载和地面设备都比较复杂,造价较高。

■ 自主着陆

目前的大中型的先进无人机(如RQ-4“全球鹰”等),基本上都能利用机上和地面控制站配备的计算机飞行控制系统,GPS/惯性导航定位系统、微波导航/着陆系统,精确测高系统等,按照预定的程序和下滑曲线,自主完成着陆动作。

 自动着陆

受气象,设备精度等条件的影响,落点不准、着陆时滑偏的情况还在所难免。

 拦阻回收

无人机的拦阻回收与舰载机着舰的方式类似。为缩短滑跑距离,在跑道上放置弹性拦阻索,无人机着陆后,用着陆尾钩挂住拦阻索,就能很快地减速并停机。拦阻回收的好处是:所需的起降场的面积可以大大缩小,有利于无人机在前线地区使用。

 全地形回收

全地形回收的设施很简单:在地面上架设两根高度较高的杆子,然后在两根杆子之间拉一条绳子。无人机两翼上装有类似于海军舰载机使用的降落拦阻钩,返回时,先从翼尖或翼下放出带有拦阻钩的短索,随后,无人机在地面人员的操纵下,向着两根高杆之间的横索上方飞去,利用下垂的钩子挂住横索。一旦被钩上,无人机被会一头“扎向地面”。

由于无人机翼下的拦阻钩索较短,使其被挂住后不会直接接触地面,保证回收的安全。这种回收方式不受地形的影响,在山区、城区、海区都能使用,因此被誉为“全地形回收”。


无人机的起飞着陆是其飞行过程中的重要环节,随着无人机技术的不断进步,起飞着陆的方式也在不断更新变化。