多旋翼無(wú)人機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)-第1章課件

第一章概述第一章概述1概述主要內(nèi)容(1)與多旋翼無(wú)人機(jī)相關(guān)的基本概念。(2)多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的基本概念。(3)多旋翼無(wú)人機(jī)的構(gòu)型、用途和類(lèi)型。(4)多旋翼無(wú)人機(jī)的發(fā)展歷程和市場(chǎng)前景。(5)民用多旋翼無(wú)人機(jī)的飛行管理。概述主要內(nèi)容2概述1.1與多旋翼無(wú)人機(jī)相關(guān)的基本概念1.1.1基本的物理概念和定律1.速度和加速度(1)速度。平均速度是指運(yùn)動(dòng)物體通過(guò)的一段位移和所用時(shí)間的比值，即v=s/t,常用單位為米/秒，公式中D為速度,s為位移，t為時(shí)間。運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度，稱(chēng)為瞬時(shí)速度，平時(shí)人們所說(shuō)的速度大多是指瞬時(shí)速度。速度是有方向的，所以是矢量。(2)加速度。加速度即速度的改變率，是指運(yùn)動(dòng)物體速度的變化量0v與發(fā)生這一變化我:所用時(shí)間0l的比值，即a=Av/At，常用單位為米/(秒，秒)，公式中a為加速度。加速度是矢量，它的方向是運(yùn)動(dòng)物體速度變化(量)的方向，與外力的合力方向相同。如果加速度是負(fù)數(shù)，則代表減速。概述1.1與多旋翼無(wú)人機(jī)相關(guān)的基本概念3概述2.牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律(1)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律。任何一個(gè)物體在不受外力或受平衡力的作用時(shí)，總是保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直到有作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。物體具有保持運(yùn)動(dòng)狀念不變的性質(zhì)稱(chēng)為慣性。一切物體都具有慣性，慣性是物體的物理屬性所以牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律又稱(chēng)為慣性定律。概述2.牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律4概述2.牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律(2)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律。物體的加速度跟物體所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律也稱(chēng)為加速度定律，它表明力的瞬時(shí)作用規(guī)律:力和加速度同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化，同時(shí)消失。牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律可以用一個(gè)矢量方程表示:F=ma.公式中m為物體的質(zhì)最，a為加速度,F為外力，應(yīng)用計(jì)算時(shí)應(yīng)規(guī)定正方向，兒與正方向相同的力或加速度均取止值，反之取負(fù)值概述2.牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律5概述2.牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律(3)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力，在同一直線上，大小相等，方向相反。牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律也稱(chēng)為作用力與反作用力定律。概述2.牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律6概述3.動(dòng)能、勢(shì)能和壓力(1)動(dòng)能。動(dòng)能是指物體囚運(yùn)動(dòng)而具有的能量。動(dòng)能是能量的一種，數(shù)值上F一mu/2，公式中E為動(dòng)能，m為物體的質(zhì)量，v為速度。它在國(guó)際單位制下單位是焦F(J)。動(dòng)能具有瞬時(shí)性，是指力在個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功等丁在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化。動(dòng)能是狀態(tài)量，無(wú)負(fù)值。動(dòng)能定理:運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能的增量等于其他物體對(duì)它所做的功。動(dòng)能定理一般只涉及物休運(yùn)動(dòng)的始末狀態(tài)，通過(guò)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中做功時(shí)能的轉(zhuǎn)化求出始術(shù)狀態(tài)的改變量。但是總的能是遵循能量守恒定律的，能的轉(zhuǎn)化包括動(dòng)能、勢(shì)能、熱能、光能等能量的變化。概述3.動(dòng)能、勢(shì)能和壓力7概述3.動(dòng)能、勢(shì)能和壓力(2)勢(shì)能。勢(shì)能是山相互作用的物體之間的相對(duì)位置.或由物體內(nèi)部各部分之間的相對(duì)位置所確定的能量，按作用性質(zhì)的不同，勢(shì)能可以分為引力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、電勢(shì)能和核勢(shì)能等。勢(shì)能不是屬于單獨(dú)物體所具有的，而是相萬(wàn)作用的物體所共有的。(3)壓力。垂直作用于流體或固體界面單位面積上的力即為壓力。概述3.動(dòng)能、勢(shì)能和壓力8概述4.空氣屬性(1)連續(xù)性假設(shè)。大氣連續(xù)性假設(shè)是在進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)研究時(shí)，將大量的、單個(gè)分子組成的大氣看成是連續(xù)的介質(zhì)的過(guò)程。所謂連續(xù)介質(zhì)就是組成介質(zhì)的物質(zhì)連成片，內(nèi)部沒(méi)有任何空隙。在其中任意取一個(gè)微團(tuán)都可以看成是由無(wú)數(shù)分子組成的，微團(tuán)表現(xiàn)出米的特性體現(xiàn)了眾多分子的共同特性。對(duì)大氣采用連續(xù)性假設(shè)的理由是與所研究的對(duì)象(飛機(jī))相比，空氣分子的平均白由行程要比飛機(jī)的尺寸小得多?？諝饬鬟^(guò)飛機(jī)表面時(shí)，與飛機(jī)之間產(chǎn)生的相互作用不是單個(gè)分子所為，而是無(wú)數(shù)分子共同作用的結(jié)果。概述4.空氣屬性9概述4.空氣屬性(2)黏性。流體都是有黏性的，空氣也是有黏性的。黏性是施加于流體的應(yīng)力和由此產(chǎn)生的變形速率以一定的關(guān)系聯(lián)系起來(lái)的流體的種宏觀屬性，表現(xiàn)為流體的內(nèi)摩擦，由于黏性的耗能作用，在無(wú)外界能量補(bǔ)充的情況下，運(yùn)動(dòng)的流體將逐漸停止下來(lái)。黏性對(duì)物體表面附近的流體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生重要作用，使流速逐層減小并在物體表面上為零，在一定條件下也可使流體脫離物體表面。凡是有黏性作用的地方，各層氣流的速度是不均的，這也是摩擦阻力產(chǎn)生的根源。概述4.空氣屬性10概述5.伯努利方程伯努利定律的實(shí)質(zhì)是流體的機(jī)械能守恒，即動(dòng)能+重力勢(shì)能十壓力勢(shì)能=常數(shù)。其最為著名的推論為:等高流動(dòng)時(shí)，流速大，壓力就小。空氣的密度是很容易隨壓強(qiáng)(壓力)而改變的，但是當(dāng)空氣流速不大時(shí)，由流速引起的壓強(qiáng)變化還不足以使空氣的密度有顯著的變化，這樣的流動(dòng)稱(chēng)為不可壓縮流動(dòng)。概述5.伯努利方程11概述6.飛行器、飛行力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)(1)飛行器:空代中的運(yùn)動(dòng)體，一個(gè)復(fù)雜的被控對(duì)象，要想控制它，需要了解氣流特性與飛行器在氣流巾飛行時(shí)的特性。(2)飛行力學(xué):研究飛行器在大氣中飛行時(shí)的受力與運(yùn)動(dòng)規(guī)律,建立飛行器動(dòng)力學(xué)方程。(3)空氣動(dòng)力學(xué):空氣動(dòng)力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)分支，研究物體在同氣體進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況下的受力特性、氣體流動(dòng)規(guī)律和伴隨發(fā)生的物理和化學(xué)變化。概述6.飛行器、飛行力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)12概述7.自動(dòng)控制和自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制。自動(dòng)控制是指在沒(méi)有人古接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置，使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。自動(dòng)控制是相對(duì)人工控制概念而言的，是工程科學(xué)的一個(gè)分支。它利用反饋對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)影響，以使得輸出值接近人們想要的值。從方法的角度看，它以系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)。自動(dòng)控制系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)自控系統(tǒng)，是在無(wú)人直接參與下可使操縱過(guò)程或其他過(guò)程按期望規(guī)律或預(yù)定程序進(jìn)行的控制系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的主要手段，包括實(shí)現(xiàn)月動(dòng)控制功能的裝置及其被控制對(duì)象，由控制器、被控對(duì)象、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和變送器4個(gè)環(huán)節(jié)組成。概述7.自動(dòng)控制和自動(dòng)控制系統(tǒng)13概述1.1.2系統(tǒng)論的基本概念系統(tǒng)論是研究系統(tǒng)的模式性能、行為和規(guī)律的一門(mén)科學(xué)。它為人們認(rèn)識(shí)各種系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)性能、行為和發(fā)展規(guī)律提供了一般方法論的指導(dǎo)。1.系統(tǒng)的分類(lèi)所謂系統(tǒng)，是混亂無(wú)秩序的反義詞，通俗地說(shuō)就是有組織、有秩序地達(dá)到某種目的的一個(gè)組合體。在自然界和人類(lèi)社會(huì)中普遍存在著各種系統(tǒng)。概述14概述(1)自然系統(tǒng)。自然系統(tǒng)就是由自然物所組成的系統(tǒng)，它的特點(diǎn)是自然形成的。(2)人造系統(tǒng)。人造系統(tǒng)是由人工造出來(lái)的系統(tǒng)，主要有三種類(lèi)型。①工程技術(shù)系統(tǒng):由人們從加工白然物中獲得的零、部件裝配而成的系統(tǒng)。②管理系統(tǒng):由一定的制度組織、程序、手續(xù)等所構(gòu)成的系統(tǒng)。③科學(xué)體系:根據(jù)人們對(duì)白然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象的科學(xué)認(rèn)識(shí)所創(chuàng)立的系統(tǒng)。(3)復(fù)合系統(tǒng)。復(fù)合系統(tǒng)是自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)相結(jié)合的系統(tǒng)?，F(xiàn)實(shí)生活中的大多數(shù)系統(tǒng)都是復(fù)合系統(tǒng)。概述15概述(4)靜態(tài)系統(tǒng)與動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。靜態(tài)系統(tǒng)是指系統(tǒng)的性能與功效不隨時(shí)間而改變，反之就是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。應(yīng)注意的是靜態(tài)系統(tǒng)并非指系統(tǒng)中切都絕對(duì)靜止，即使是靜態(tài)系統(tǒng)，仍存在著少量的物質(zhì)、能量交換。(5)封閉系統(tǒng)與開(kāi)放系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)與環(huán)境聯(lián)系不密切，即很少與環(huán)境發(fā)生能量、物質(zhì)、信息的交換時(shí)，該系統(tǒng)稱(chēng)為封閉系統(tǒng)。(6)實(shí)體系統(tǒng)與虛擬系統(tǒng)。實(shí)體系統(tǒng)是以礦物、生物、機(jī)械、人類(lèi)等實(shí)體物理方面的存在物為組成部分的系統(tǒng)。與此相對(duì)應(yīng)虛擬系統(tǒng)是以概念、想象、原理法則、方法、制度、步驟、手續(xù)等非物理方面的存在物為組成部分的系統(tǒng)。概述(4)靜態(tài)系統(tǒng)與動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。16概述2.系統(tǒng)論的基本理論系統(tǒng)論的基本理論可以概括為以下4個(gè)方面。(1)整體的功能不等于各部分功能之總和。系統(tǒng)論的這理論也稱(chēng)為“整體性原則”。它要求人們?cè)谘芯亢吞幚韱?wèn)題時(shí)，要牢固地樹(shù)立全局觀念.始終把研究對(duì)象看作個(gè)有機(jī)的整體。(2)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)要索的組織形式，功能是系統(tǒng)在定環(huán)境下所能發(fā)揮的作用。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定系統(tǒng)的功能，不同的結(jié)構(gòu)可以發(fā)生不同的功能。(3)動(dòng)態(tài)觀點(diǎn)。任何系統(tǒng)都是一個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程.如思維過(guò)程以感覺(jué)、知覺(jué)、記憶、分析、綜合等來(lái)表征它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。系統(tǒng)論控制論信息論都是以動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn)去分析考查事物，注意事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，考察研究事物運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，從而選擇恰當(dāng)?shù)倪^(guò)程。(4)最優(yōu)化觀點(diǎn)。人們對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行研究和改造的最終目的是為了使系統(tǒng)發(fā)揮最優(yōu)的功能。概述2.系統(tǒng)論的基本理論17概述1.1.3控制論的基本概念1.控制和控制論的定義控制是施控者作用于受控對(duì)象的一種主動(dòng)行為，使受控對(duì)象按照施控者的意愿行動(dòng)，如領(lǐng)導(dǎo)、指揮、管理、教育、設(shè)計(jì)、調(diào)節(jié)等都是主動(dòng)的控制行為。控制是有目的的，如果控制系統(tǒng)的目的是一個(gè)，則稱(chēng)其為單日標(biāo)控制系統(tǒng);如果是多個(gè),則稱(chēng)其為多目標(biāo)控制系統(tǒng)。概述1.1.3控制論的基本概念18概述2.反饋控制所謂反饋就是指在完成控制的過(guò)程中，收集行動(dòng)效果的響應(yīng)信息,并把其響應(yīng)同日的要求相比較進(jìn)行工作的調(diào)整。這種行動(dòng)后果的響應(yīng)信息就稱(chēng)為反饋信息，當(dāng)行動(dòng)響應(yīng)同目標(biāo)要求一致時(shí)，控制過(guò)程便完成了;當(dāng)行動(dòng)響應(yīng)效果偏離目標(biāo)甚至背道而馳時(shí).就需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其逐步接近目標(biāo)，最后使系統(tǒng)能得到合理的發(fā)展。概述2.反饋控制19概述3.前饋控制前饋控制是沒(méi)有反饋信息的控制，系統(tǒng)中只有前饋的控制信息通道，通常只應(yīng)用于比較簡(jiǎn)單的場(chǎng)合，在工程建設(shè)項(xiàng)目中較少采用。概述3.前饋控制20概述1.2多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的基本概念1.2.1多旋翼無(wú)人機(jī)的定義旋翼飛行器是利用旋與轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生升力的飛行器，它是一個(gè)大家族，包括傳統(tǒng)的旋類(lèi)機(jī).單旋翼百升機(jī)和多旋翼飛行器等。概述1.2多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的基本概念21概述1.旋翼驅(qū)動(dòng)方式的分類(lèi)旋翼飛行器如果按照旋翼驅(qū)動(dòng)方式(有無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng))來(lái)分類(lèi)，可以分為兩大類(lèi)。(1)旋翼由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋翼機(jī)，如單旋翼直升機(jī)和多旋翼飛行器，其旋翼由發(fā)動(dòng)機(jī)(汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī))驅(qū)動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)是可以垂直起降及在空中懸停不動(dòng)。(2)旋翼無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋翼機(jī)，它是一種利用前飛時(shí)的相對(duì)氣流吹動(dòng)旋據(jù)自轉(zhuǎn)以產(chǎn)生升力的旋翼航空器。概述1.旋翼驅(qū)動(dòng)方式的分類(lèi)22概述2.無(wú)人機(jī)、航空模型和航模運(yùn)動(dòng)1)無(wú)人機(jī)無(wú)人機(jī)即無(wú)人駕駛飛機(jī)(UnmannedAerialVehicleUAV),是一種以無(wú)線電遙控(半白主控制方式)或由自身程序控制為主(全自主控制方式)的無(wú)人(不搭載駕駛員)的飛機(jī)。它是高科技新技術(shù)的集中載體，與載人飛機(jī)相比，它具有體積小、造價(jià)低效費(fèi)比好;無(wú)人員傷亡風(fēng)險(xiǎn),生存能力強(qiáng)，機(jī)動(dòng)性能好，使用方便、成本低,用途廣泛等許多優(yōu)點(diǎn)。它的研制成功和運(yùn)用，揭開(kāi)了以遠(yuǎn)距離攻擊型智能化武器、信息化武器為主導(dǎo)的“非接觸性戰(zhàn)爭(zhēng)”的新篇章，備受世界各國(guó)軍隊(duì)的青睞。它在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中有極其重要的作用，在民用領(lǐng)域也有廣闊的前景。概述2.無(wú)人機(jī)、航空模型和航模運(yùn)動(dòng)23概述2)航空模型航空模型簡(jiǎn)稱(chēng)航模。一般認(rèn)為不能飛行的，以某種飛機(jī)的實(shí)際尺寸按一定比例制作的模型稱(chēng)為飛機(jī)模型，而把能在空中飛行的模型稱(chēng)為模型飛機(jī)，即航空模型。航空模型是種有尺寸和重量限制的微型航空器，在國(guó)際航空聯(lián)合會(huì)(FAI)制定的競(jìng)賽規(guī)則甲明確規(guī)定:航空模型是一種重于空氣的，有尺寸限制的.帶有或不帶有發(fā)動(dòng)機(jī)的，可避控的、不能載人的航空器。概述2)航空模型24概述3)航模運(yùn)動(dòng)航空模型運(yùn)動(dòng)是以放飛操縱自制的航模進(jìn)行競(jìng)賽和創(chuàng)紀(jì)錄飛行的一項(xiàng)航空運(yùn)動(dòng)。它既是一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)又是一項(xiàng)科技競(jìng)賽活動(dòng)，它的生命力在于它的趣味性和知識(shí)性，有助于培養(yǎng)人們對(duì)航空事業(yè)的興趣，普及航空知識(shí)。親手制作的航模翱翔藍(lán)天往往會(huì)使青少年產(chǎn)生美好的遐想。概述3)航模運(yùn)動(dòng)25概述3.多旋翼無(wú)人機(jī)的定義多旋冀無(wú)人機(jī)的英文為MultirotorUnmannedAircraft,縮寫(xiě)為MUA,就是多旋翼無(wú)人駕駛飛行器，簡(jiǎn)稱(chēng)為多旋翼無(wú)人機(jī)或多旋翼無(wú)人直開(kāi)機(jī)。它是一種沒(méi)有搭載駕駛?cè)藛T的旋翼飛行器,具有垂占起降、空中懸停、低空飛行和原地回轉(zhuǎn)等獨(dú)特飛行技能，在軍用和民用市場(chǎng)上都大有用武之地.概述3.多旋翼無(wú)人機(jī)的定義26概述1.2.2多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)及其飛行機(jī)組1.多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的定義多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)包括旋翼機(jī)系統(tǒng)、地面系統(tǒng)、任務(wù)載荷和綜合保障系統(tǒng)，其中旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)有飛行器平臺(tái)、動(dòng)力系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)。導(dǎo)航系統(tǒng)、避讓防撞系統(tǒng)、起降著陸裝置、數(shù)據(jù)鏈路機(jī)載終端等組成;地面系統(tǒng)包括地面指揮控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈路地面終端、地面鋪助設(shè)備系統(tǒng)等;任務(wù)載荷是多旋翼無(wú)人機(jī)完成任務(wù)所需的設(shè)備，如航拍攝影、空中監(jiān)視、電力架線、災(zāi)難救援、氣象觀測(cè)、地理測(cè)繪、資源勘探、管道巡檢及農(nóng)林植保等領(lǐng)域的各種專(zhuān)用設(shè)備;綜合保障系統(tǒng)是保證多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)能夠正常工作的支援保障系統(tǒng)，主要包括人員及其使用培訓(xùn)維護(hù)維修設(shè)備、通信和機(jī)場(chǎng)設(shè)施等。概述1.2.2多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)及其飛行機(jī)組27概述2.多旋翼無(wú)人機(jī)飛行機(jī)組在多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)所有的要素中，人是決定性因素，因?yàn)槎嘈頍o(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)和應(yīng)用飛行所需要的資金、設(shè)備、原材料、科學(xué)技術(shù)等都是靠人去掌握、組織和運(yùn)用的，要提高多旋翼無(wú)人機(jī)的飛行性能和使用效率，也必須通過(guò)人的努力去實(shí)現(xiàn)、特別是大中型多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用飛行過(guò)程中，為保障能順利完成任務(wù)，需要有一個(gè)飛行機(jī)組來(lái)執(zhí)行其飛行任務(wù)，其主要組成人員包括以下幾個(gè)。概述2.多旋翼無(wú)人機(jī)飛行機(jī)組28概述(1)駕駛員。多旋翼無(wú)人機(jī)駕駛員是經(jīng)過(guò)正規(guī)培訓(xùn)，并取得了駕駛資格的“飛手”。每次執(zhí)行具體的操縱多旋翼無(wú)人機(jī)飛行任務(wù)時(shí)要由運(yùn)營(yíng)人任命指派。他是在多旋翼無(wú)人機(jī)飛行期間適時(shí)操縱飛行控件的人，對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)的飛行負(fù)主要職責(zé)。概述(1)駕駛員。29概述(2)機(jī)長(zhǎng)。多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的機(jī)長(zhǎng)是指在多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)飛行時(shí)間內(nèi)，全面負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)飛行和安全的駕駛員。機(jī)長(zhǎng)對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)的運(yùn)行直接負(fù)責(zé),并具有最終決定權(quán)。在飛行中遇有緊急情況時(shí)，機(jī)長(zhǎng)必須采取適合當(dāng)時(shí)情況的應(yīng)急措施。概述(2)機(jī)長(zhǎng)。30概述(3)觀測(cè)員。多旋糞無(wú)人機(jī)觀測(cè)員的任務(wù)是通過(guò)月視觀測(cè)多旋翼無(wú)人機(jī)的飛行狀況，協(xié)助駕駛員安全實(shí)施飛行。觀察員由運(yùn)營(yíng)人指定訓(xùn)練有素的人員相任。(4)運(yùn)營(yíng)人。運(yùn)營(yíng)人是指從事或擬從事多旋翼無(wú)人機(jī)運(yùn)營(yíng)的個(gè)人、組織或企業(yè)。概述(3)觀測(cè)員。31概述3.載人多旋翼飛行器和旋翼自轉(zhuǎn)狀態(tài)雖然多旋翼無(wú)人機(jī)最大的特點(diǎn)是機(jī)上無(wú)人操縱駕駛，即機(jī)上沒(méi)有搭載駕駛員，依靠本身的自動(dòng)控制系統(tǒng)白主控制飛行，但并不是說(shuō)這種機(jī)型就不適合用作載人(旅客)的客機(jī)。概述3.載人多旋翼飛行器和旋翼自轉(zhuǎn)狀態(tài)32概述1.3多旋翼無(wú)人機(jī)的構(gòu)型、用途及分類(lèi)1.3.1多旋翼無(wú)人機(jī)的構(gòu)型和用途1.多旋翼無(wú)人機(jī)的外形結(jié)構(gòu)多旋翼無(wú)人機(jī)的外形結(jié)構(gòu)多種多樣，通常有以下幾種構(gòu)型。概述1.3多旋翼無(wú)人機(jī)的構(gòu)型、用途及分類(lèi)33概述1)以旋翼數(shù)量劃分根據(jù)多旋翼無(wú)人機(jī)所具有的旋賞數(shù)量，其可分為4.6.8.12.16.18、24.36旋翼等多種類(lèi)型。不同能翼數(shù)量的構(gòu)型其空氣動(dòng)力學(xué)特性也各其特色，其中4旋翼無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)動(dòng)件很好，能夠做山3D特技，是許多玩家的最?lèi)?ài);而6旋翼.8旋翼無(wú)人機(jī)則穩(wěn)定性更好，是航空攝影攝像的良好平臺(tái);還有其他旋黨數(shù)量的構(gòu)型也深受需求各異的用戶(hù)喜愛(ài)。概述1)以旋翼數(shù)量劃分34概述2)以旋翼分布位置劃分根據(jù)最前與最后兩個(gè)旋翼軸的連線與機(jī)體前進(jìn)方向是否在同直線上，可將多旋翼無(wú)人機(jī)劃分為1型(或稱(chēng)為+型)利X型兩種。如果連線與前進(jìn)方向是在同直線上，則多旋翼無(wú)人機(jī)呈工型，否則呈X型。山于X型結(jié)構(gòu)的實(shí)用載荷前方的視野比I型的更加開(kāi)闊.所以在實(shí)際應(yīng)用中，多旋翼無(wú)人機(jī)大多采用X型外形結(jié)構(gòu)。除了這兩種類(lèi)型以外，還有其他類(lèi)型的結(jié)構(gòu)外形，包括V型,Y型和IY型等概述2)以旋翼分布位置劃分35概述3)以共軸發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量劃分為了在不增大體積的情況下使多旋與無(wú)人機(jī)的馬小(總功率)更大，最簡(jiǎn)單的辦法是把兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上下疊放。上下兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)大小相同、轉(zhuǎn)向相反的旋冀轉(zhuǎn)動(dòng)(如圖1-4所示)，使它們產(chǎn)生的反批矩相互抵消。其構(gòu)型如圖1-3所示，包括IY型共軸雙槳3軸6旋翼、Y型共軸雙槳3軸6旋糞、V型共軸雙槳4軸8旋冀等類(lèi)型。這種構(gòu)型雖然能節(jié)省空間，但由于上下疊放的兩個(gè)旋翼之間存在著較大的空氣動(dòng)力干擾，會(huì)導(dǎo)致效率下降20%。概述3)以共軸發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量劃分36概述4)以旋翼能否傾轉(zhuǎn)劃分傾轉(zhuǎn)4旋翼無(wú)人機(jī)是種將固定翼無(wú)人機(jī)和單旋糞無(wú)人百升機(jī)的特點(diǎn)融為一體的多旋翼無(wú)人機(jī)。概述4)以旋翼能否傾轉(zhuǎn)劃分37概述2.多旋翼無(wú)人機(jī)的用途多旋翼無(wú)人機(jī)具有垂直起降、空中懸停、低空飛行和原地回轉(zhuǎn)等獨(dú)特飛行技能，可廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域。它可搭載各種專(zhuān)業(yè)設(shè)備儀器，承擔(dān)和完成各種危險(xiǎn)、單調(diào)的工作,在惡劣環(huán)境下進(jìn)行全天候作業(yè)。其應(yīng)用范圍極為廣泛，主要包括以下幾個(gè)方面。(1)石油開(kāi)發(fā)服務(wù)、輸油管路監(jiān)測(cè)和安全保護(hù)。(2)消防部門(mén)的火情探查、監(jiān)視，消防滅火、消防搶險(xiǎn)、災(zāi)害救援。的外形結(jié)構(gòu)示意圖(3)林業(yè)部門(mén)的護(hù)林防火、播種和病蟲(chóng)害防治。(4)物流快遞公司送貨。(5)交通部門(mén)的道路交通檢測(cè)、疏導(dǎo)與控制，海港的接送引航員服務(wù)。概述2.多旋翼無(wú)人機(jī)的用途38概述(6)電力部門(mén)的輸電線路建設(shè)、巡查和維護(hù)。(7)新聞及電影攝制的航空攝像及照相。(8)農(nóng)牧業(yè)的農(nóng)作物監(jiān)測(cè)、噴灑農(nóng)藥、牧群監(jiān)測(cè)與驅(qū)趕。(9)海岸警衛(wèi)的海面搜尋、海岸巡邏、海界標(biāo)監(jiān)測(cè)。(10)環(huán)保部門(mén)的環(huán)境污染及士地狀況監(jiān)測(cè)。(11)海關(guān)與稅收部門(mén)的非法走私監(jiān)視邊界巡邏。(12)海洋漁業(yè)部門(mén)的漁業(yè)保護(hù)、海洋資源調(diào)查概述(6)電力部門(mén)的輸電線路建設(shè)、巡查和維護(hù)。39概述(13)地方政府的大氣參數(shù)采集與檢測(cè)、分析,災(zāi)害普查、搶險(xiǎn)和救援。(14)警察部門(mén)的反恐、失蹤人員搜尋、落水人員救生、安全與突發(fā)事件監(jiān)視、現(xiàn)場(chǎng)處理。(15)普查機(jī)構(gòu)的地理、地質(zhì)、考古勘定.(16)河道管理部門(mén)的水路和水情監(jiān)測(cè)、洪水與污染控制。(17)水務(wù)部門(mén)的水務(wù)與水管道監(jiān)測(cè)維護(hù)。(18)實(shí)現(xiàn)載人化,搭乘旅客，作為便捷的交通運(yùn)輸工具等。概述(13)地方政府的大氣參數(shù)采集與檢測(cè)、分析,災(zāi)害普查、搶40概述1.3.2多旋翼無(wú)人機(jī)的分類(lèi)1.多旋翼無(wú)人機(jī)的主要分類(lèi)方法1)油動(dòng)多旋翼無(wú)人機(jī)以然油發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力來(lái)源，包括活塞發(fā)動(dòng)機(jī)、定軸禍輪發(fā)動(dòng)機(jī)、月由渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)等機(jī)型。油動(dòng)多旋冀無(wú)人機(jī)屬f旋翼漿距可控類(lèi)，即旋翼變距類(lèi)。這里有一點(diǎn)需要特別強(qiáng)調(diào)的是:雖然它與單旋翼百升機(jī)一樣具有旋異槳距操縱系統(tǒng)，但它與單旋翼直升機(jī)最大的區(qū)別是只操縱旋翼總矩取消了旋糞周期變矩控制和尾槳，即取消了單旋翼直升機(jī)旋翼槳距操縱系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)復(fù)雜的自動(dòng)斜傾器、液壓系統(tǒng)和尾槳，從而大大簡(jiǎn)化了總體結(jié)構(gòu)。油動(dòng)多旋翼無(wú)人機(jī)大多是大、中小型的無(wú)人旋翼飛行器，屬于工業(yè)級(jí)或商業(yè)級(jí)類(lèi)。概述1.3.2多旋翼無(wú)人機(jī)的分類(lèi)41概述2)電動(dòng)多旋翼無(wú)人機(jī)以電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力來(lái)源，采用直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型大多為無(wú)刷直流電機(jī)，也有部分使用有刷直流電機(jī)的情況，所有電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的能量由聚合物鋰電池或新能源方式(如燃料電池)提供。電動(dòng)多旋冀無(wú)人機(jī)屬于旋翼槳距不可控類(lèi)，即旋翼變速類(lèi)。電動(dòng)多旋翼無(wú)人機(jī)空氣螺旋槳的槳矩是固定的，其向上的升力大小取決于空氣螺旋槳的轉(zhuǎn)速.轉(zhuǎn)速越大，開(kāi)力越大，轉(zhuǎn)速越小,開(kāi)力越小。電動(dòng)多旋翼無(wú)人機(jī)大多是微微型、微型和輕型的無(wú)人旋翼飛行器,屬于消費(fèi)級(jí)類(lèi)(航模)，比較適合個(gè)人使用，特別適合個(gè)人自己動(dòng)手組裝(DIY)。概述2)電動(dòng)多旋翼無(wú)人機(jī)42概述2.多旋翼無(wú)人機(jī)的其他分類(lèi)方法多旋翼無(wú)人機(jī)的其他分類(lèi)方法，包括按照旋翼數(shù)最用途重量.控制方式和市場(chǎng)定位等分類(lèi)方法。下面按常用的幾種分類(lèi)方法對(duì)多旋冀無(wú)人機(jī)進(jìn)行分類(lèi)。1)按外形結(jié)構(gòu)劃分根據(jù)多旋翼無(wú)人機(jī)所具有的旋翼數(shù)量可將其分為4.6.8.12.16.18.24.36旋撰等類(lèi)型;按照旋翼分布位置可將其劃分為工型、X型、V型、Y型和IY型等類(lèi)型;根據(jù)共軸引擎數(shù)量可將其分為3、4.6.8、12、16軸雙槳多旋翼等類(lèi)型。概述2.多旋翼無(wú)人機(jī)的其他分類(lèi)方法43概述2)按用途劃分多旋翼無(wú)人機(jī)依據(jù)其用途分類(lèi)有民用和軍用兩類(lèi)。(1)民用多旋翼無(wú)人機(jī):多旋翼無(wú)人機(jī)在民用方面應(yīng)用范圍極為廣泛，可以細(xì)分為許多種類(lèi)型。(2)軍用多旋翼無(wú)人機(jī):多旋翼無(wú)人機(jī)在軍事方面的應(yīng)用主要有邊防巡邏,空中偵察、監(jiān)視，排爆掃雷.對(duì)地攻擊、空中格斗、攔截導(dǎo)彈、實(shí)施精確打擊利白殺性攻擊，以及傷員教助等。概述2)按用途劃分44概述3)按重量劃分多旋翼無(wú)人機(jī)依據(jù)共重量分類(lèi)有以下5種。(1)微微型多旋翼無(wú)人機(jī)(l類(lèi)):空機(jī)重量和起飛全重小于1.5千克。(2)微型多旋翼無(wú)人機(jī)(I類(lèi)):空機(jī)重量介于1.5~4下克之間，起飛全重介于1.5~7千克之間。(3)輕型多旋翼無(wú)人機(jī)(皿類(lèi)):空機(jī)重量介于1~15千克之間，起飛全重介于7~25千克之間。(4)小型多旋糞無(wú)人機(jī)(IV類(lèi)):空機(jī)重量介于15~116下克之間，起飛全重介于25~150下克之間。(5)大中型多旋翼無(wú)人機(jī):空機(jī)重量大于116千克，起飛全重大于150千克。概述3)按重量劃分45概述4)按控制方式劃分多旋翼無(wú)人機(jī)的飛行控制方式-般有半自主控制和全白主控制兩種方式。(1)半自主控制方式:半白主控制方式是指白動(dòng)駕駛儀的控制算法能夠保持多旋翼無(wú)人機(jī)的姿態(tài)穩(wěn)定(或定點(diǎn))等,但無(wú)人機(jī)還是需要通過(guò)人員遙控操縱。半自主控制方式多旋冀無(wú)人機(jī)的飛行需逼控操縱，無(wú)需地面站，大多屬于航模范疇或玩具類(lèi)。(2)全自主控制方式:全自主控制方式是指自動(dòng)駕駛儀的控制算法能夠完成多旋翼無(wú)人機(jī)航路點(diǎn)到航路點(diǎn)的位置控制以及自動(dòng)起降等。在這種控制方式下，多旋翼無(wú)人機(jī)可以在無(wú)人駕駛的條件下完成復(fù)雜的空中飛行任務(wù)和搭載各種負(fù)載任務(wù)，可以被看作是“空中機(jī)器人”。概述4)按控制方式劃分46概述5)按市場(chǎng)定位劃分多旋冀無(wú)人機(jī)按其應(yīng)用市場(chǎng)定位級(jí)別，包括機(jī)型、動(dòng)力、航時(shí)載重和售價(jià)等，可以劃分為以下三種。(1)工業(yè)級(jí):大中型多旋翼無(wú)人機(jī)，大多為油動(dòng)變距型，旋翼直徑較大，具有大續(xù)航時(shí)間和大載重，主要用于包括農(nóng)業(yè)、林業(yè)、物流電力安防、警用、消防、測(cè)繪、巡邏搜救監(jiān)測(cè)，以及排爆掃雷、對(duì)地攻擊等民用和軍用的廣泛應(yīng)用領(lǐng)域，售價(jià)為幾十萬(wàn)、幾百萬(wàn)或幾干萬(wàn)元。概述5)按市場(chǎng)定位劃分47概述(2)商用級(jí):大中小型多旋翼無(wú)人機(jī)，大中型大多為油動(dòng)變距型,小型大多為電動(dòng)變速型，航時(shí)、載重和售價(jià)介于工業(yè)級(jí)和消費(fèi)級(jí)之間，售價(jià)為十幾萬(wàn)或幾十萬(wàn)元。(3)消費(fèi)級(jí):微微型、微型和輕型多旋翼無(wú)人機(jī)，大多為電動(dòng)變速型，空氣螺旋槳直徑小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低航時(shí)短、載重小，屬于航模和玩具性質(zhì)，比較適合個(gè)人使用，售價(jià)為幾千或兒萬(wàn)元。概述(2)商用級(jí):大中小型多旋翼無(wú)人機(jī)，大中型大多為油動(dòng)變距48概述6)按有無(wú)載客能力劃分按這種方法可將多旋翼無(wú)人機(jī)劃分為可載人和不可載人兩類(lèi)，其中可載人的類(lèi)型稱(chēng)為載人多旋翼飛行器.或稱(chēng)為多旋翼客機(jī)，主要用作便捷的空中交通運(yùn)輸T具，特別適合于山區(qū)草原、農(nóng)牧場(chǎng)、海島等交通不便利的地區(qū)，以及用來(lái)解決大城市地面道路擁堵的難題。概述6)按有無(wú)載客能力劃分49概述1.4多旋翼無(wú)人機(jī)的發(fā)展歷程和市場(chǎng)前景1.4.1多旋翼無(wú)人機(jī)的發(fā)展歷程1.探索階段:20世紀(jì)90年代初之前歸納起來(lái)，多旋翼飛行器在技術(shù)探索階段遇到的主要障礙有:(1)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)休積龐大，重達(dá)數(shù)十千克.難以應(yīng)用在小型飛行器上;(2)電了自動(dòng)控制系統(tǒng)不成熟;(3)電子計(jì)算機(jī)體積大，運(yùn)算速度慢。概述1.4多旋翼無(wú)人機(jī)的發(fā)展歷程和市場(chǎng)前景50概述2.奠基階段:20世紀(jì)90年代初至2005年在這階段，相關(guān)的市大成果主要有:(1)MEMS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)成熟.重量只有幾克;(2)MEMS去噪聲的數(shù)學(xué)算法成熟;(3)出現(xiàn)了運(yùn)算速度快體積小、重量輕的電子計(jì)算機(jī)(單片機(jī))。概述2.奠基階段:20世紀(jì)90年代初至2005年51概述3.起步階段:從2005年至2010年4.大發(fā)展階段:從2010年開(kāi)始2010年是多旋翼無(wú)人機(jī)大發(fā)展的元年。在這一年，法因的Parrot公司經(jīng)過(guò)6年努力(2004~2010年)發(fā)布了世界上第款真正受到大眾關(guān)注的4旋翼無(wú)人機(jī)AR.Dronc,它不僅控制簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)懸停，還可以通過(guò)WiFi將所搭載相機(jī)拍攝到的圖像傳送到手機(jī)上，并開(kāi)放了AP1接口供科研人員開(kāi)發(fā)應(yīng)用。AR.Dronc性能非常優(yōu)秀，輕便靈活、操作便捷，最終大獲成功。概述3.起步階段:從2005年至2010年52概述1.4.2多旋翼無(wú)人機(jī)市場(chǎng)1.多旋翼無(wú)人機(jī)市場(chǎng)商機(jī)無(wú)限從多旋糞無(wú)人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域上來(lái)看.其已經(jīng)由原來(lái)以微輕型無(wú)人機(jī)發(fā)燒友和愛(ài)好者為主的娛樂(lè)功能問(wèn)航拍搜教物流、消防、監(jiān)測(cè)運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域發(fā)展市場(chǎng)空間大大拓展。(1)娛樂(lè)功能。娛樂(lè)功能主要看重微輕型多旋翼無(wú)人機(jī)的飛行穩(wěn)定性，技術(shù)上難度不大，價(jià)格便宜。搭載攝像功能的多旋翼無(wú)人機(jī)可以說(shuō)是“會(huì)飛的照相機(jī)”，它前所末有地將人們的視野拓展￥高空隨時(shí)隨地拍攝出荒撼無(wú)比的鳥(niǎo)瞰照片及炫酷視頻，吸引了無(wú)數(shù)消費(fèi)者的目光。娛樂(lè)功能作為多旋翼無(wú)人機(jī)應(yīng)用的“前頭兵”，對(duì)于蔡個(gè)行業(yè)的初期發(fā)展功不可段。概述1.4.2多旋翼無(wú)人機(jī)市場(chǎng)53概述(2)航拍功能。航拍功能要求多旋翼無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定性、續(xù)航能力和裝載能力，目前已經(jīng)得到廣泛重視，并由此產(chǎn)生了專(zhuān)門(mén)的航拍產(chǎn)業(yè)。例如，好萊塢原來(lái)使用直升機(jī)拍攝電影，租金高達(dá)每小時(shí)2萬(wàn)美金，面使用多旋翼無(wú)人機(jī)以后，成本大大降低。(3)搜尋功能。搜尋功能要求多旋翼無(wú)人機(jī)能夠識(shí)別目標(biāo)并發(fā)回反饋，災(zāi)難預(yù)防則要求多旋翼無(wú)人機(jī)能夠處理地面數(shù)據(jù)，在技術(shù)上的要求比較高，但是市場(chǎng)潛力很大。概述(2)航拍功能。54概述(4)物流功能。物流功能要求多旋翼無(wú)人機(jī)能安全穩(wěn)定地飛行，準(zhǔn)確識(shí)別目標(biāo)，并能應(yīng)對(duì)途中各種突發(fā)情況，技術(shù)要求最高，但物流效率會(huì)得到極大提升，其市場(chǎng)空間很大。例如亞馬遜PrimeAir服務(wù)利用小型多旋翼無(wú)人飛行器drones,送貨速度可以達(dá)到50英里小時(shí)。(5)消防功能。消防功能包括火情探在、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視、消防滅火、消防搶險(xiǎn)、災(zāi)害救援等，其中高層建筑的消防救火是世界性難題，使用多旋翼無(wú)人機(jī)可有效解決這個(gè)難題。多旋冀無(wú)人機(jī)可以攜帶高壓水槍、無(wú)后座力空氣炮、脈沖水霧炮，投擲消防器材、救援器材等，飛到高空近距離進(jìn)行滅火救災(zāi)作業(yè)。概述(4)物流功能。物流功能要求多旋翼無(wú)人機(jī)能安全穩(wěn)定地飛行55概述(6)警用功能。多旋翼無(wú)人機(jī)可以攜帶攝像、紅外及圖像傳輸裝置，于空中實(shí)施近距離實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)可以攜帶抓捕網(wǎng)槍、催淚瓦斯等從空中進(jìn)行遠(yuǎn)距離抓捕罪犯，以及處理反恐防暴、失蹤人員搜尋、落水人員救牛、群發(fā)突發(fā)事件監(jiān)視、現(xiàn)場(chǎng)處理等工作。(7)植保功能。植保功能是指多旋翼無(wú)人機(jī)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)梢保，為大面積衣產(chǎn)品種植提供農(nóng)藥、化肥嗩撒服務(wù)，以及進(jìn)行農(nóng)作物生長(zhǎng)情況監(jiān)測(cè)牧群監(jiān)測(cè)與驅(qū)趕等作業(yè)。概述(6)警用功能。多旋翼無(wú)人機(jī)可以攜帶攝像、紅外及圖像傳輸56概述(8)巡測(cè)及其他功能。巡測(cè)及其他功能包括多旋翼無(wú)人機(jī)應(yīng)用于電力部門(mén)的輸電線路建設(shè)巡查和維護(hù);石油輸油管路巡視監(jiān)測(cè)和安企保護(hù);森林護(hù)林防火巡視監(jiān)測(cè);海關(guān)與稅收部門(mén)的非法走私監(jiān)視、邊界巡邏;海岸幣衛(wèi)的海面搜了、海岸巡邏等。(9)交通運(yùn)輸功能。隨者載人型鄉(xiāng)能翼無(wú)人機(jī)的快速發(fā)展，載人的多旋翼無(wú)人機(jī)作為人們出行用的一種新型的航空交通運(yùn)輸工具。具有可在自家后院或家門(mén)口起飛降落、飛行速度快、在途時(shí)間短以及安全可靠、舒適便捷等許多優(yōu)點(diǎn)?？梢灶A(yù)見(jiàn)到不久的將來(lái)，載人型多旋翼無(wú)人機(jī)會(huì)像小汽車(chē)一樣普及。概述(8)巡測(cè)及其他功能。巡測(cè)及其他功能包括多旋翼無(wú)人機(jī)應(yīng)用57概述2.國(guó)內(nèi)外多旋奚無(wú)人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀的對(duì)比分析縱觀當(dāng)下多旋翼無(wú)人機(jī)的國(guó)際市場(chǎng)，盡管?chē)?guó)際巨頭紛紛布局多旋翼無(wú)人機(jī)行業(yè)，但是在這快速成長(zhǎng)的市場(chǎng)中，中國(guó)多旋其無(wú)人機(jī)企業(yè)無(wú)論在技術(shù)上還是銷(xiāo)量上，都已經(jīng)占據(jù)了絕對(duì)的主導(dǎo)地位，相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料數(shù)據(jù)表明，中國(guó)多旋糞無(wú)人機(jī)出口已占據(jù)全球90%的市場(chǎng)。概述2.國(guó)內(nèi)外多旋奚無(wú)人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀的對(duì)比分析58概述1)人才培養(yǎng)人力資源是人世間最寶貴的資源，任何事業(yè)要想求得大的發(fā)展，最重要的是必須以“造就人”作為根本。當(dāng)前我國(guó)多旋翼無(wú)人機(jī)事業(yè)蓬勃發(fā)展、興旺發(fā)達(dá)的局面，主要得益于國(guó)家對(duì)高科技人才培養(yǎng)工作的高度重視。在國(guó)內(nèi)有關(guān)學(xué)術(shù)研究方面，國(guó)防科技大學(xué)在2004年即開(kāi)始了對(duì)微型多旋翼飛行器的研究并進(jìn)行了一系列的建模和實(shí)踐:哈爾濱工業(yè)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等高校也在該領(lǐng)域相繼進(jìn)行了較多的實(shí)驗(yàn)和探索。概述1)人才培養(yǎng)59概述2)軟件技術(shù)中國(guó)多旋糞無(wú)人機(jī)企業(yè)如大疆創(chuàng)新、零度智控等公同大都發(fā)源于高校及軍事院所在技術(shù)上具有較多的儲(chǔ)備。加上國(guó)內(nèi)企業(yè)發(fā)世相關(guān)軟件和算法時(shí)間較早，所以占據(jù)了先發(fā)優(yōu)勢(shì)，使得后來(lái)行業(yè)興起時(shí)國(guó)內(nèi)企業(yè)能夠“一步早”而“步步早”，在技術(shù)上領(lǐng)先國(guó)外企業(yè)。概述2)軟件技術(shù)60概述3)硬件成本從硬件上來(lái)說(shuō)，微輕小型多旋翼無(wú)人機(jī)(航模)其實(shí)壁壘并不高，主要是一些精密零件的組裝和空氣動(dòng)力學(xué)的設(shè)計(jì)。借助于國(guó)內(nèi)完善的電子元器件供應(yīng)鏈，中國(guó)多旋翼無(wú)人機(jī)企業(yè)能夠以較低的成本生產(chǎn)和銷(xiāo)售產(chǎn)品，大大提高了產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比。概述3)硬件成本61概述1.5.1航空空域的劃分空域是國(guó)家資源，事關(guān)國(guó)家主權(quán)受到軍隊(duì)的嚴(yán)密控制、保護(hù)和管理。和平時(shí)期，為了保證飛行安全及提高運(yùn)行效率，航空器運(yùn)行的空間被劃分為各類(lèi)空域，用以規(guī)范航空器的運(yùn)行行為及相應(yīng)的空中交通服務(wù)?？沼蚬芾砼c使用是面向公眾的公共服務(wù)，以保隙空域得到合理、充分和有效的利用。概述1.5.1航空空域的劃分62概述1.民用航空空域劃分我國(guó)民用航空空域劃分為以下幾類(lèi)。(1)飛行情報(bào)區(qū)。飛行情報(bào)區(qū)是為了提供飛行情報(bào)服務(wù)和告警服務(wù)而劃定范圍的空間。全國(guó)共劃分為沈陽(yáng)北京、上海、昆明、廣州、武漢、蘭州、烏魯木齊、三業(yè)、香港和臺(tái)北11個(gè)飛行情報(bào)區(qū).(2)管制空域。管制空域是個(gè)劃定的空間，在其中飛行的航空器要接受空中交通管制服務(wù)。根據(jù)所劃空域內(nèi)的航路結(jié)構(gòu)和通信導(dǎo)航氣象監(jiān)視能力，我國(guó)將管制空域分為A、B.C.D4類(lèi)概述1.民用航空空域劃分63概述(3)禁區(qū)。禁區(qū)是禁止航空器飛行的一個(gè)劃定范圍的空域。禁區(qū)的設(shè)置通常是為了保護(hù)重要的國(guó)家設(shè)施、工業(yè)集團(tuán)(避免由于航空器事故引起災(zāi)難性的后果，如核電站、敏感的化工集團(tuán))或者是關(guān)系到國(guó)家安全保衛(wèi)的特別敏感的設(shè)施。(4)限制區(qū)。限制區(qū)是在-個(gè)國(guó)家的陸地或領(lǐng)海上空根據(jù)某些規(guī)定條件限制航空器飛行的一-個(gè)劃定范圍的空域，如飛行空域、炮射區(qū)、靶場(chǎng)等。概述(3)禁區(qū)。禁區(qū)是禁止航空器飛行的一個(gè)劃定范圍的空域。64概述(5)危險(xiǎn)區(qū)。危險(xiǎn)區(qū)是一個(gè)劃定范圍的空域，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)此空域中可能存在對(duì)飛行有危險(xiǎn)的活動(dòng)。危險(xiǎn)區(qū)不僅可以在主權(quán)空域內(nèi)設(shè)置，也可以在公海上空等非主權(quán)空域內(nèi)設(shè)置，但應(yīng)公布時(shí)間和高度范圍，以及設(shè)置危險(xiǎn)區(qū)的原因。(6)航路。在我國(guó)，航路的寬度(即航路保護(hù)區(qū)的寬度)為航路中心線兩側(cè)各10千米。(7)航線。滿(mǎn)足定期航班需求而尚未建立航路的航線稱(chēng)為固定航線;由于臨時(shí)性的航空運(yùn)輸或通用航空飛行的需要在航路和固定航線之外飛行的航線稱(chēng)為臨時(shí)航線。航線導(dǎo)航設(shè)備不能保證航空器進(jìn)行IFR飛行時(shí),應(yīng)進(jìn)行VFR飛行。概述(5)危險(xiǎn)區(qū)。危險(xiǎn)區(qū)是一個(gè)劃定范圍的空域，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)65概述2.低空空域劃分民用航空飛行高度一般在6000米以上。低空空域指的是1000米以下的飛行區(qū)域。我國(guó)已經(jīng)開(kāi)放低空空城，給廣大老百姓的私人飛行器(包括有人駕駛和尤人駕駛的飛行器)使用，以發(fā)展繁榮我國(guó)的航空業(yè)。低空空域劃分為管制空域監(jiān)視空城報(bào)告空域三類(lèi),其準(zhǔn)人條件如下。概述2.低空空域劃分66概述(1)管制空域。飛行計(jì)劃獲得許可;航空然配備甚高頻通信設(shè)備、高精度高度表、二次雷達(dá)應(yīng)答機(jī)和廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視設(shè)備(ADSB);無(wú)線電保持持續(xù)雙向暢通;民用航空器駕駛員實(shí)施口視飛行最低應(yīng)持行私人執(zhí)照或達(dá)動(dòng)執(zhí)照、學(xué)生執(zhí)照，實(shí)施儀表飛行最低應(yīng)持有私人執(zhí)照。(2)監(jiān)視空域。飛行計(jì)劃已報(bào)備;航空器配備甚高頻通信設(shè)備和廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視設(shè)備:無(wú)線電保持持續(xù)雙向暢通;民用航空器駕駛員最低應(yīng)持行運(yùn)動(dòng)執(zhí)照或?qū)W生執(zhí)照;空城內(nèi)飛行航空器空速不大于450F米/小時(shí)。(3)報(bào)告空城。飛行計(jì)劃已報(bào)備，民用航空器駕駛員最低應(yīng)持有運(yùn)動(dòng)執(zhí)照或?qū)W生執(zhí)照;空域內(nèi)飛行航空器空速不大于450千米/小時(shí)。概述(1)管制空域。67概述3.無(wú)人機(jī)飛行空域劃分和分類(lèi)管理1)無(wú)人機(jī)飛行空域劃分它包括多旋翼無(wú)人機(jī)在內(nèi)的無(wú)人機(jī)飛行空城主要依靠完善的法規(guī)和制度、科學(xué)的空域劃設(shè)、靈活的飛行程序、共享的信息平臺(tái)、準(zhǔn)確的通信和監(jiān)視來(lái)進(jìn)行管理。概述3.無(wú)人機(jī)飛行空域劃分和分類(lèi)管理68概述(1)視距內(nèi)運(yùn)行(VisualLineofSightoperations,VLOS);無(wú)人機(jī)駕駛員或觀測(cè)員與無(wú)人機(jī)保持直接目視視覺(jué)接觸的操作方式，無(wú)人機(jī)處于駕駛員或觀測(cè)員目視視距內(nèi)半徑我:500米，相對(duì)高度低于120米的飛行區(qū)域內(nèi)。(2)超視距運(yùn)行(ExtendedVL.OS,EVLOS):無(wú)人機(jī)在目視視距以外的運(yùn)行。(3)融合空域:是指有其他有人駕駛航空器同時(shí)運(yùn)行的空域。(4)隔高空城:專(zhuān)門(mén)分配給無(wú)人機(jī)運(yùn)行的空域，通過(guò)限制其他航空器的進(jìn)人以規(guī)避碰撞風(fēng)險(xiǎn)。概述(1)視距內(nèi)運(yùn)行(VisualLineofSigh69概述(5)人口稠密區(qū):是指城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村、繁忙道路或大型露天集會(huì)場(chǎng)所等區(qū)域。(6)重點(diǎn)地區(qū):是指軍事重地、核電站和行政中心等關(guān)乎國(guó)家安全的區(qū)城及周邊，或地方政府臨時(shí)劃設(shè)的區(qū)域。(7)機(jī)場(chǎng)凈空區(qū):也稱(chēng)機(jī)場(chǎng)凈空保護(hù)區(qū)域，是指為保護(hù)航空器起飛、飛行和降落安全，根據(jù)民用機(jī)場(chǎng)凈空障礙物限制圖要求劃定的空間范圍。概述(5)人口稠密區(qū):是指城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村、繁忙道路或大型露天集會(huì)70概述2)無(wú)人機(jī)飛行管理的分類(lèi)民用無(wú)人機(jī)劃分為7類(lèi),除了按重量，將空機(jī)重量≤116千克和起飛全重≤150千克的無(wú)人機(jī)分為4類(lèi)以外，還設(shè)定植保類(lèi)無(wú)人機(jī)為V類(lèi)無(wú)人機(jī)，無(wú)人飛艇為V類(lèi)無(wú)人機(jī)，100米之外超視距運(yùn)行的I、I類(lèi)無(wú)人機(jī)為VII類(lèi)無(wú)人機(jī)。概述2)無(wú)人機(jī)飛行管理的分類(lèi)71概述3)無(wú)須證照管理的無(wú)人機(jī)(1)I類(lèi)無(wú)人機(jī)(空機(jī)重量和起飛全重小于1.5千克)。(2)在室內(nèi)攔網(wǎng)內(nèi)等隔離空間運(yùn)行的無(wú)人機(jī)。概述3)無(wú)須證照管理的無(wú)人機(jī)72概述4)無(wú)人機(jī)飛行管理的要求(1)無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)人機(jī)云):是指輕小型民用無(wú)人機(jī)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，用于向無(wú)人機(jī)用戶(hù)提供航行服務(wù)、氣象服務(wù)等,對(duì)民用無(wú)人機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)(包括運(yùn)營(yíng)信息、位置、高度和速度等)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。接人系統(tǒng)的無(wú)人機(jī)應(yīng)即時(shí)上傳飛行數(shù)據(jù)，無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)對(duì)侵人電子圍欄的無(wú)人機(jī)具有報(bào)警功能。(2)電子圍欄:是指為阻擋即將侵人特定區(qū)域的航空器，在相應(yīng)電子地理范圍中畫(huà)出特定區(qū)域，并配合飛行控制系統(tǒng)、保障區(qū)域安全的欽硬件系統(tǒng)。(3)主動(dòng)反饋系統(tǒng):是指運(yùn)營(yíng)人主動(dòng)將航空器的運(yùn)行信息發(fā)送給監(jiān)視系統(tǒng)。概述4)無(wú)人機(jī)飛行管理的要求73概述(4)被動(dòng)反饋系統(tǒng):是指航空器被雷達(dá)ADSB系統(tǒng)北斗等手段從地面進(jìn)行監(jiān)視的系統(tǒng),該反饋信息不經(jīng)過(guò)運(yùn)營(yíng)人。(5)民用無(wú)人機(jī)駕駛員資格要求:民用無(wú)人機(jī)駕駛員應(yīng)當(dāng)根據(jù)其所駕駛的民用無(wú)人機(jī)的等級(jí)分類(lèi)、符合《民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī)定》(AC-61-FS2013-20)中關(guān)于執(zhí)照、合格證、等級(jí)、訓(xùn)練、考試、檢查和航空經(jīng)歷等方面的要求。(6)禁止酒駕:民用無(wú)人機(jī)駕駛員在飲用任何含酒精的液體之后的8小時(shí)之內(nèi)或處于酒精作用之下或者受到任何藥物影響及其工作能力對(duì)飛行安全造成影響的情況下，不得駕駛無(wú)人機(jī)。概述(4)被動(dòng)反饋系統(tǒng):是指航空器被雷達(dá)ADSB系統(tǒng)北斗等手74概述1.5.2與民用多旋翼無(wú)人機(jī)飛行相關(guān)的法律問(wèn)題1.空域限制的法律問(wèn)題2.民用多旋翼無(wú)人機(jī)適航法律問(wèn)題3.民用多旋翼無(wú)人機(jī)安全責(zé)任問(wèn)題4.民用多旋翼無(wú)人機(jī)的隱私權(quán)問(wèn)題概述1.5.2與民用多旋翼無(wú)人機(jī)飛行相關(guān)的法律問(wèn)題75概述1.5.3民用多旋翼無(wú)人機(jī)飛行管理文件無(wú)規(guī)矩不成方圓包括民用多旋冀無(wú)人機(jī)在內(nèi)的無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)要想走向成熟，首先要解決的便是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)與完善問(wèn)題。為此，我國(guó)民航局已經(jīng)頒發(fā)了多個(gè)管理文件，主要涉及空域飛行管制、航空器適航性審定、航空器駕駛?cè)藛T審核和航空作業(yè)許可4個(gè)方面.概述1.5.3民用多旋翼無(wú)人機(jī)飛行管理文件76概述1.《通用航空飛行管制條例》2003年5月1日，我國(guó)開(kāi)始施行《通用航空飛行管制條例》。該條例明確規(guī)定無(wú)人機(jī)用于民用業(yè)務(wù)飛行時(shí)，必須當(dāng)作通用航空飛機(jī)對(duì)待。我國(guó)通用航空的法規(guī)是相對(duì)完整的，民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)完全可遵照現(xiàn)有相關(guān)通用航空法規(guī)框架進(jìn)行發(fā)展。從2005年開(kāi)始,按民航部門(mén)的要求，無(wú)人機(jī)都必須加裝空管應(yīng)答機(jī)并具備防撞功能。概述1.《通用航空飛行管制條例》77概述2.《民用無(wú)人機(jī)空中交通管理辦法》2009年6月26日，民航局空中交通管理局頒發(fā)《民用無(wú)人機(jī)空中交通管理辦法》(MD-TM2009-002)，該辦法對(duì)民用無(wú)人機(jī)飛行活動(dòng)進(jìn)行了管理，規(guī)范了空中交通管理的辦法，保證民用航空活動(dòng)的安全.制定了民用無(wú)人機(jī)空中交通管理的有關(guān)規(guī)定。該文件作為我國(guó)現(xiàn)階段民用無(wú)人機(jī)控制交通管理辦法.對(duì)無(wú)人機(jī)的空域管理、空中交通管理、無(wú)線電頻率和設(shè)備的使用等方面給出了明確的要求。概述2.《民用無(wú)人機(jī)空中交通管理辦法》78概述3.《關(guān)于民用無(wú)人機(jī)管理有關(guān)問(wèn)題的暫行規(guī)定》2009年6月4日，民航局頒發(fā)了《關(guān)于民用無(wú)人機(jī)管理有關(guān)問(wèn)題的暫行規(guī)定》(ALD2009022)。作為對(duì)民用無(wú)人機(jī)的過(guò)渡性管理辦達(dá)，該規(guī)定要求民用無(wú)人機(jī)申請(qǐng)人辦理臨時(shí)國(guó)籍登記證和I類(lèi)特許飛行證;并要求結(jié)合實(shí)際機(jī)型特點(diǎn)，按照現(xiàn)行有效的規(guī)章和程序的適用部分對(duì)民用無(wú)人機(jī)進(jìn)行評(píng)審。制定的現(xiàn)階段評(píng)中的基本原則是:(1)進(jìn)行設(shè)計(jì)檢查，但不進(jìn)行型號(hào)合格審定.不頒發(fā)型號(hào)合格證;(2)進(jìn)行制造檢查，但不進(jìn)行生產(chǎn)許可審定，不頒發(fā)生產(chǎn)許可證;(3)進(jìn)行單機(jī)檢香，但不進(jìn)行單機(jī)適航審查，不頒發(fā)標(biāo)準(zhǔn)適航證。概述3.《關(guān)于民用無(wú)人機(jī)管理有關(guān)問(wèn)題的暫行規(guī)定》79概述4.《民用無(wú)人機(jī)適航管