1、无人机(UAV)的概念

无人机（Unmanned Aerial Vehicle）就是（shì）利用无线遥控（kòng）或程序（xù）控制来执行（háng）特定航（háng）空任（rèn）务的飞行器，指不搭载操作人员的一种动力空中（zhōng）飞行器，采（cǎi）用（yòng）空气动力为飞行器（qì）提供所（suǒ）需的升（shēng）力，能够自动飞（fēi）行或远（yuǎn）程引导；既能一（yī）次性（xìng）使用也能进行（háng）回收。

2、无（wú）人机系统的（de）一（yī）般（bān）组成

无人机（jī）系统包括地面系统、飞机系统、任务（wù）载荷和无人机使（shǐ）用保障人员。

3、无（wú）人机的（de）一般分类

按用途分：

劲鹰航拍（pāi）无（wú）人机（jī）、无人侦察机（jī）、靶机、特（tè）种无人机、诱饵无人机等。

按飞行（háng）方式分：

固定翼无人机、旋翼无人机、扑翼无人机（jī）、飞艇。

4、无人机（jī）的飞行控制（zhì）

无人机上没有驾驶员，所以无人机和（hé）飞行靠“遥控（kòng）”或“自控飞（fēi）行”。 

（1）遥控飞行

遥控即对被控对象（xiàng）继续远（yuǎn）距离控制，主要无线电遥控。

遥控（kòng）信号：遥（yáo）控站通过发（fā）射（shè）机向无人机发送无线电波（bō），传递指令，无人机上（shàng）的（de）接（jiē）收（shōu）机接收（shōu）并译（yì）出指令（lìng）的内容，通过（guò）自动驾驶仪按指令操（cāo）纵舵面，或（huò）通过其他接（jiē）口操纵机上的任务（wù）载荷。遥控站（zhàn）设有搜索和（hé）跟踪雷（léi）达，他（tā）们测量无人机（jī）在任意时（shí）刻相对地面的（de）方位角、俯仰角、距离和高度（dù）等（děng）参数（shù），并把这些参数输入到计算机，计（jì）算后就能绘出无人机的实际航迹，与预（yù）定航线比较，就能求出偏（piān）差（chà），然后发送指（zhǐ）令进行修正。

此外，无人机还装备（bèi）有无线电（diàn）应答器，也叫信标机。它能在收到雷达的询问信号后（hòu），发回一个信（xìn）号给雷达。由于信标（biāo）机（jī）发射的信号（hào）比无（wú）人（rén）机（jī）发射的雷达信号要强得多，起到增加（jiā）跟（gēn）踪雷达的探测（cè）距离（lí）。

下传（chuán）信号：遥控指令只包含（hán）航迹（jì）修（xiū）正信号是显然（rán）不够的，在飞行（háng）中无人机会（huì）受到各种因素的影响，无人（rén）机的飞（fēi）行姿（zī）态也在不断变化（huà），所以（yǐ）指令还需（xū）要包括对飞行（háng）姿态的修正内（nèi）容。

无人机上的传（chuán）感器一（yī）直在收集自身的姿态信息，这些信（xìn）息通过下传信号送到遥测（cè）终端，遥测（cè）终端分析这些信息后就能给出飞行（háng）姿态（tài）的遥控修正指令（lìng）。

遥控飞行（háng）的利（lì）弊：

利：有利于简（jiǎn）化无人机的设计（jì），降低制造（zào）成本。

弊：受无线（xiàn）电作用距离的（de）限制，限制通讯距离通常只可达到320KM~480KM；容易受（shòu）到电（diàn）子干扰。

（2）自控（kòng）飞行（háng）

自控飞行不依赖地面控（kòng）制，一切动作都自动完成的（de）飞行（háng）。为此，机（jī）上需要有一套装（zhuāng）置来保证（zhèng）飞行航向和飞行姿态的正确，这套装置就（jiù）是导航装置。通常的导航装（zhuāng）置有（yǒu）：

1.惯（guàn）性导航（háng）

在机载设备上，它一般简称惯导。惯性导航是以牛顿力（lì）学为基础，依靠（kào）安装在（zài）载体内部的加速度计测量（liàng）载体在（zài）三个轴向的加速度，经积（jī）分运算后得到载（zǎi）体的瞬时速（sù）度和位置，以（yǐ）及测量载体的姿态（tài）的一种导航方式。惯性导航完全依赖机载设备自主完成导航任务，工（gōng）作时不依（yī）赖外界信（xìn）息，也不（bú）向外界（jiè）辐射能量，不（bú）易受到干扰，不受（shòu）气（qì）象条件限制。

惯导系统是一种航位推算（suàn）系统。只要给出载体的初始位置及速度，系统就可以（yǐ）实时地推算出载体的位（wèi）置速度及姿态信息，自主地进行导航（háng）。纯（chún）惯导系统（tǒng）会（huì）随（suí）着飞行（háng）航（háng）时的增加（jiā），因积分（fèn）积累而产生较（jiào）大的（de）误差，导致定位精度（dù）随时间增长而呈发散趋（qū）势，所以惯导一般（bān）与其他导航系统一起工（gōng）作（zuò）来（lái）提高（gāo）定位精度。

2.卫星（xīng）导航

全球定位（wèi）系统（GPS）由（yóu）美国（guó）建立的一套定位系统，可（kě）以提供全球任（rèn）意一点的三维空间位置、速度和时间，具有全球性、全天候、连续（xù）的精密（mì）导（dǎo）航系（xì）统。

全球卫星导航分为三部分（fèn），包括空间卫星部分、地面（miàn）监控、卫星接（jiē）收机（jī）部分。在飞机上安装卫星接（jiē）收机就（jiù）能得到自身的位置信息和精确到（dào）纳秒（miǎo）级（jí）的时间信息。

现在全（quán）球在使用的卫（wèi）星（xīng）导（dǎo）航系统还有：俄罗斯的glonass,欧洲的伽利略系统（tǒng），还有中国正（zhèng）在（zài）建立的北（běi）斗系统。

3.多普勒导航

多普勒导航是飞行器（qì）常用（yòng）的一种自主导航系统（tǒng），它的工作原理（lǐ）是多普勒效（xiào）应。

多（duō）普勒导航系统由磁（cí）罗盘（pán）或陀螺仪、多普勒（lè）雷达和导航计算机组（zǔ）成（chéng）。磁罗盘或陀（tuó）螺仪（yí）类（lèi）似指北（běi）针，用于测出无人机的（de）航向角（jiǎo），多普勒雷达不停沿着某个（gè）方向（xiàng）向地面发射电磁波，测出无人机相对地面的飞行速度以（yǐ）及（jí）偏流角（jiǎo）。根据多普勒雷（léi）达提（tí）供的地（dì）速和偏流角（jiǎo）数据，以及（jí）磁罗盘（pán）或陀螺（luó）仪提供的航（háng）向数据，导航计算机就（jiù）可以不停地（dì）计算出（chū）无（wú）人机飞过的路（lù）线。

多普勒（lè）导航系统能用（yòng）于各种气（qì）象（xiàng）条件和地形条件，但（dàn）由于（yú）测量的（de）积累误差，系统会随着飞行（háng）的距离（lí）增加而使误差加大，所以一般用于组合导航（háng）中。

4.组（zǔ）合导航（háng）

组合导航是指组合（hé）使用两种或两（liǎng）种以上的（de）导（dǎo）航系统，达（dá）到取长补短（duǎn），提高（gāo）导航性能。目前飞行器上实（shí）际使用（yòng）的（de）导航系统各基本上都是组合导航（háng）系（xì）统，如GPS/惯性（xìng）导航、多普勒/惯性导航（háng）等，其中应用最（zuì）广的（de）是GPS/惯（guàn）性导航组合导航（háng）系统。

5.地（dì）形辅助导（dǎo）航

地（dì）形辅（fǔ）助导航是指飞行器在（zài）飞行过程中，利（lì）用预先存储的飞行路线中某（mǒu）些地区的特征数据，与实际飞（fēi）行过程（chéng）中测量到的相关（guān）数据进行不断比较来实施导航修正的一（yī）种方（fāng）法（fǎ）。其核心是将地形（xíng）分成多个小网格，将其主要特（tè）征（zhēng），如平均（jun1）标（biāo）高等输入计（jì）算机，构成一（yī）个数字化（huà）地图。

地形辅助导航技（jì）术（shù）就是利用机载（zǎi）数字地图和无线高（gāo）度（dù）表（biǎo）作（zuò）为辅助手段来修正惯导系统的误差，从（cóng）而构成新的导航（háng）系统。它与（yǔ）导航（háng）方法的（de）根本区别（bié）在于数字地图对主导航系统仅（jǐn）能起到辅助修正作用。

地形（xíng）辅助系统（tǒng）可分为地形（xíng）匹配、景（jǐng）象匹配等。

◆地形匹配：也称地（dì）形（xíng）高度相关。其原理是地球表面（miàn）上任意一点的地理坐标都可以根据其周围（wéi）地域的等高（gāo）线（xiàn）或地貌（mào）来当值（zhí）确定。飞行（háng）一段时间后，既（jì）可以（yǐ）得到（dào）真航迹的一（yī）串地形标高。将测得的数（shù）据（jù）与存（cún）储（chǔ）的数字（zì）地图进行（háng）相关分（fèn）析，确（què）定飞机航迹（jì）对应的网格位置。因为（wéi）事先（xiān）确（què）定了网格（gé）各点对应的经纬度值，这样就可以使（shǐ）用数字地图校（xiào）正惯导（dǎo）。

◆景象匹配：也（yě）称景象相关。它与地图匹配的（de）区别是，预先输（shū）入到计算机的信息不只是高度参数，还包含了通过（guò）摄像等手段获取（qǔ）的预（yù）定飞行路径的景象信息，将这些景象（xiàng）数（shù）字化后存储在机载设（shè）备上。飞行中，通过机载摄像设备获取飞行路径中的景象，与预存数据比较，确定飞机（jī）的位（wèi）置（zhì）。

自控飞（fēi）行的利弊：

利（lì）：航程加大（dà）；自主工作，不需要与地面站联系（xì）。

弊：复杂的（de）自主导航系统和控制系统，增（zēng）加了重量，提高了（le）成本。

（3）遥控与自控结合

现代无（wú）人机在不同的飞行段，交替地（dì）采（cǎi）用遥控（kòng）或自（zì）控飞行，这样可（kě）以充分利用遥控和自控两种控制方（fāng）式各自的优势（shì），克服彼此的缺陷（xiàn）。

5、无人机的（de）起飞和着陆

有（yǒu）人驾驶飞机的起飞和降落是飞行中的两大（dà）“难关”，无人驾驶（shǐ）飞机则更是如此。

（1）无人机（jī）的起（qǐ）飞

1.母机投（tóu）放

由（yóu）有人把无人机带上天（tiān），在适当的（de）地方投放（fàng）起飞，这种方法简（jiǎn）单易（yì）行，运用灵活（huó），成（chéng）功率高，并且可增（zēng）加无人机的（de）航程。

2.火（huǒ）箭助（zhù）推

借助（zhù）固体火箭（jiàn）助推器，无（wú）人机（jī）从发射架上起飞。这（zhè）种起飞方式占用的发射场地（dì）很小（xiǎo），适合前沿（yán）阵地、山区或船上使用。

3.起飞跑车

将无人机（jī）安装在带轮的小车（chē）上，靠无人机的发（fā）动机推进（jìn），当达到（dào）速度后，无人机脱（tuō）离小（xiǎo）车升空。

这（zhè）种方式（shì）可以（yǐ）使用（yòng）现成（chéng）的机场条件（jiàn）起飞，无需复杂的起落架，起飞跑（pǎo）车（chē）的结构简单、经（jīng）济（jì）。

4.垂直（zhí）起飞

利用直升机的（de）起飞原理起飞。如：劲鹰（yīng）2型（xíng）固（gù）定翼垂直起（qǐ）飞无人（rén）机，可垂直起落、悬停、大（dà）载重、高限时。

5.起落架滑（huá）跑起（qǐ）飞

与有人驾驶（shǐ）飞机一样，使（shǐ）用本（běn）身（shēn）的起落架（jià）滑（huá）跑起飞。

6.手发射

这（zhè）种发（fā）射（shè）方（fāng）式最简单，由一人或两人把握（wò），靠无人机自身动力起飞（fēi）。

(2)无人机的着（zhe）陆

1.起落架轮滑着（zhe）陆

与有人驾驶飞机一（yī）样，使用本身的起落架降落。一般大型无人（rén）机才采用这种方式。

2.降落伞（sǎn）着陆

无人机采用降落（luò）伞悬（xuán）吊回（huí）收。这种（zhǒng）方式适合小（xiǎo）型无（wú）人机，对于（yú）大型无人机，由（yóu）于伞降回收的（de）可（kě）靠性不高，操纵困难（nán），损失率（lǜ）高。

3.空（kōng）中回收

使用（yòng）大（dà）飞机在空中回收无人机（jī）的方式目前只有美国采用。采用这种（zhǒng）回（huí）收方（fāng）式，在（zài）大飞机上必（bì）须（xū）有空（kōng）中回收系（xì）统。无人机除了（le）有阻力伞和（hé）主伞外，还需有钩挂伞与吊索和可旋（xuán）转的脱落机（jī）构。大飞机用挂钩挂住无人（rén）机的钩挂伞和吊（diào）索，用绞盘绞起无人机，空中（zhōng）悬挂运走。这种回收方式不会损（sǔn）伤无人机，但每次（cì）回收都要出动大飞机，费用高（gāo），对大飞机飞（fēi）行员的驾驶技术要求高。

4.拦截网回收

用（yòng）拦截网系统回收无人机是（shì）目前世界小（xiǎo）型（xíng）无人机普遍采（cǎi）用（yòng）的回（huí）收方式之一。拦截网（wǎng）系统通常由拦截网、能量吸收装置和自动引导设（shè）备（bèi）组成。能量吸（xī）收装置与拦（lán）截（jié）网相连，其作用是（shì）吸收无人机撞（zhuàng）网的能量，避（bì）免无人机触网后在网上弹跳不停（tíng）受损。自动引导设备一（yī）般是一部置（zhì）于网后（hòu）的电视摄像机，或是装在拦截网（wǎng）架上的红外（wài）接收机，由它们（men）及时向地面站报告无人（rén）机返航路线（xiàn）偏差。

5.气垫（diàn）着陆

无人机机腹四周（zhōu）装上（shàng）“橡胶（jiāo）裙边”，中间有（yǒu）一个带孔的（de）气囊。发动机（jī）把空气压入气囊，压缩空气从气囊孔喷出，在机腹下形成高（gāo）压空气区—气（qì）垫。

气垫（diàn）着陆最大的优点是（shì）：无人（rén）机能在未经平整的地（dì）面（miàn）、泥地、冰（bīng）雪地或（huò）水上着陆，不受地形条件限制。其次大（dà）小（xiǎo）无人机都可以使用，回收率高。

6、无人机飞行平台

无人（rén）机的飞行平台主要由六大部分组成（chéng）：机身（shēn）、机翼、尾翼、起（qǐ）落装置、飞（fēi）行自（zì）动控制系统和动（dòng）力（lì）系统。

1.机身

机（jī）身主要用来装载发动机、燃油、任（rèn）务设备、电（diàn）源、控制操（cāo）纵系统等，并通过（guò）它将（jiāng）机翼、尾翼、起落架等（děng）部件连成一个整体。

2.机翼

机翼是飞行器用来产生升力的（de）主要部（bù）件。固定（dìng）翼无人机的机翼有（yǒu）平直（zhí）翼、后掠翼、三角（jiǎo）翼（yì）等。下（xià）图是（shì）一（yī）些（xiē）常见的（de）机翼：

平直翼比较（jiào）适用于低（dī）速（sù）飞行器，后掠翼和三角翼比较适合高（gāo）速飞（fēi）行（háng）器。

机翼上一般还有副翼，用于控制飞机的倾斜（xié），但左（zuǒ）右（yòu）副翼偏转方向不同时，就会产生滚装力矩（jǔ），是飞行器产生倾斜运动。

3.尾翼

尾翼分垂直尾翼和水平尾翼两部分（fèn）。对于一些结构（gòu）比较特殊的无（wú）人机来说（shuō），可能（néng）会不设垂直尾翼或水平尾翼。

垂直（zhí）尾翼：垂（chuí）直安装在机身（shēn）尾部，主要功（gōng）能为保持机体的方向平衡（héng）和操纵。通常垂直（zhí）尾翼后缘有用于操纵方向的方向舵。

水（shuǐ）平尾翼（yì）：水平（píng）安装在机身尾部，主要功能为了保持俯仰平衡和俯仰（yǎng）操纵。

4.起落装置

起落（luò）装置的功（gōng）用（yòng）是使无（wú）人机在地面或水面进行（háng）起飞、着陆、滑行和停放。

起落装置对于无人机来说是形式最多样的一部分，这（zhè）是因为无人机有多种（zhǒng）发射/回收方（fāng）式。大型（xíng）无人机的（de）起落装置（zhì）包含（hán）起（qǐ）落（luò）架和改（gǎi）善起落性能的装置两部分，起（qǐ）飞后起落架收起，减少飞行阻力；多数（shù）无人机的起（qǐ）落架很简单，飞行时也不收起（qǐ）；对于采用弹射、拦阻网等方式（shì）进行发射/回收的小型无人机就不需要起落架；对于采用手掷发射（shè）的小型无人（rén）机，就没有起（qǐ）落装置；伞降回收的无人机着陆装置可以说就是降落伞。

5.飞行自（zì）动控制（zhì）系统

飞（fēi）行自动控制系统包括控制指令自动形成装（zhuāng）置和传输操纵装置。指令自动形成（chéng）装置包括自动驾驶仪和相关（guān）的传感器、导航设（shè）备；传输操纵装置包括从控制指令（lìng）输出点到水（shuǐ）平尾翼、副（fù）翼（yì）、方向（xiàng）舵（duò）等操（cāo）纵面，用来传（chuán）递操纵指令，改（gǎi）变飞行（háng）状态的（de）所有（yǒu）装置。

6.动力（lì）装置

飞机动力装置（zhì）是用来产生拉力（如（rú）螺旋（xuán）桨飞机）或（huò）推力（如喷气（qì）式飞机（jī）），使飞机前进的（de）装置（zhì）。现代（dài）无人机的动（dòng）力主要分为涡轮喷（pēn）气发动机和涡轮风扇发动机两类。 （来源：互（hù）联网综合编辑）

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