4.1 无人机设计要求与过程


为了发挥无人机研制周期短、成本低的特点,不同任务使命的无人机有各自不同的技术要求。由于无人机承载重量有限,通常一种无人机只承担一种或两种主要任务,因此无人机系统的技术要求与任务使命是密切相关的.

1、任务使命要求

1)使用任务要求

首先明确所要研制的无人机系统的目的,是侦察,还是监控、电子干扰、攻击,还需知道飞行控制半径、留空时间等,然后,选择什么类型的无人机比较适合。

进一步确定所要采用的任务设备,以及这些任务设备的重量、体积、性能和环境适应性。

2)重量要求

无人机起飞重量是无人机能力的基本要求,无人机空中系统总重量组成为:

飞行器平台机体重量:通常包括机体结构、起落装置。

平台系统重量:通常包括动力、能源、控制系统、信息传输相关部件等重量。

有效载荷重量:指飞行器承载任务设备(包括对其控制云台)的最大重量


3)环境适应性要求

任务使用的环境也是无人机设计的基本要求。战略环境还是战场环境。

地理环境:平原、高原、海面、山林、城市;

温度范围:通常指从任务使用环境的低温到高温的使用范围;

其它环境要求:承受冲击、振动的能力,可运行的天气范围,防霉菌能力,运输适应能力,抗电磁干扰能力等。


2、飞行性能要求

飞行性能无疑是无人机的功能基础,但不是性能要求越高越好。飞行性能的指标应以基本满足任务使命为前提,同时要考虑无人机本身的局限性和生产成本。

飞行速度:通常包括最大飞行速度、巡航速度、最小飞行速度等。

飞行高度:通常包括最大使用高度、最低飞行高度、巡航高度、实用升限。

续航时间:对正常任务载重和最大任务载重两种情况。

航程(或控制半径):与任务信息实时传输能力有关,控制半径是航程的一半或更小。

机动能力或悬停功能:关系到无人机的机动性和适应环境的能力。

起飞方式与性能

着陆方式与性能

飞行控制能力:飞行控制方式通常包括无线遥控和自主控制飞行。

导航性能要求:通常指飞行航迹控制和目标定位精度,具有遥控导航和自主导航能力。

信息传输模式:通常指数字式信号传输,模拟式信号传输(主要指视频图像传输),以及信号频率,其中数字式信号传输,又有多种不同调制方式。

信息传输能力:通常包括传输距离、传输速率,码速率等。


3、其他性能要求

如隐蔽性,是无人机战场适应性的一个重要指标。

外形隐身:除了几何尺寸,还有布局形状和腔体口等

噪声发动机类型与噪声选择

仿生隐身:如像鸟的形状


4、使用性要求

可用性:通常包括无人机起飞前装备准备时间,装备撤收时间,正常着陆后再次起飞时间等。

可靠性:

基本可靠性,通常用平均无故障时间(或称:平均故障间隔时间)MTBF”来要求。

②“任务可靠度(或称:系统可靠度)通常指在规定的任务执行条件下和规定的时间内,系统完成规定功能的概率。

③“软件可靠性,要进行软件需求规格说明书所规定的功能和性能等要求测试。

维修性:通常包括维修可达性、维修互换性、维修安全性、维护保养要求和维修时间要求等。

安全性:根据不同的无人机及其任务特征,提出的安全性要求,如使用人员安全、火工品等。

便携性:无人机机体、地面装置,也相应尽量设计精巧、运输方便和使用便携。


5、经济性要求

生产成本:指产品定型后的生产成本,在满足任务使命条件下,尽量减少生产成本。

设备采购成本:特定无人机不必要所有设备都专门研制,尽可能采用现有器件和设备。

使用成本:通常指能源消耗,零件和材料消耗,维护修理费用,使用寿命等。


根据用户与技术要求,确定基本布局构型和主要参数,性能估算,方案评估,绘制草图。


精确三维构形,气动计算分析,总体结构形式,内部系统布置,重量重心和性能计算模型吹风试验,地面系统设计。


部件和零构件设计,各子系统的设计,结构强度计算,机载系统、地面站系统、数据链详细设计、分析与试验。


   用户对无人机设计的要求有哪些?

2   无人机设计的主要参数是如何确定的?

3   无人机设计中相关技术要求,你谈谈哪些是可能相互有矛盾的?如何解决这些矛盾?

4   无人机设计的哪些技术要求与有人飞机设计要求不一样?

5   如何缩短无人机的设计周期?

  你知道无人机可靠性问题主要出现在哪些地方?如何提高可靠性?

   经济性为什么是无人机研制的一个重要指标?