無人機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計課件：無人機系統(tǒng)的機體結(jié)構(gòu)

無人機系統(tǒng)的機體結(jié)構(gòu)

目錄/CONTENTS§2無人機機體功能§3無人機機體材料§1無人機系統(tǒng)的組成§1無人機系統(tǒng)的組成無人機系統(tǒng)的組成無人機無人駕駛飛行器（UnmannedAerialVehicle，UAV）的簡稱主要利用無線電設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的飛行器無人機系統(tǒng)的組成無人機組成：飛機機體、飛控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、發(fā)射回收系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等§2無人機機體功能無人機機體功能固定翼航空器平臺定義：由動力裝置產(chǎn)生前進的推力或拉力，由機體上固定的機翼產(chǎn)生升力，在大氣層內(nèi)飛行的重于空氣的航空器結(jié)構(gòu)：機翼、機身、尾翼和起落架等控制舵面：副翼、升降舵、方向舵、襟翼等無人機機體功能固定翼航空器平臺通過伺服機構(gòu)改變各控制舵面位置及動力裝置輸出量，產(chǎn)生相應(yīng)的控制力，使飛行器改變高度速度并進行轉(zhuǎn)彎、爬升、俯沖、橫滾、筋斗等機動固定翼平臺結(jié)構(gòu)無人機機體功能固定翼航空器平臺機體機身、機翼、尾翼機身裝載飛行控制系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)及任務(wù)系統(tǒng)等機載設(shè)備，形成完整的飛行平臺無人機機體功能固定翼航空器平臺機翼維持飛機穩(wěn)定性和操縱性中扮演重要角色可操縱翼面：副翼、襟翼、前緣襟翼、前緣縫翼用于安裝發(fā)動機、起落架及其輪艙、油箱無人機機體功能固定翼航空器平臺副翼：機翼后緣外側(cè)的活動部分，左右機翼對稱安裝，通過舵機控制，可上下偏轉(zhuǎn)襟翼：機翼后緣內(nèi)側(cè)，一種增升裝置，改善飛機的起降性能固定翼機尾結(jié)構(gòu)無人機機體功能固定翼航空器平臺尾翼：包括水平尾翼和垂直尾翼，控制飛機的俯仰和方向平衡，減輕飛機重量，提高氣動性能固定翼機尾結(jié)構(gòu)無人機機體功能固定翼航空器平臺起落裝置功能：支持飛機在地面停放，用于飛機的起飛和降落最常用的起降裝置：起落架根據(jù)起落架的不同安裝方式分類：前三點、后三點、滑橇式無人機機體功能固定翼航空器平臺航空發(fā)動機飛機動力裝置的核心功能：1.克服與空氣相對運動使飛機前進2.為飛機上的用電設(shè)備提供電力，為用氣設(shè)備提供氣源無人機機體功能旋翼航空器平臺旋翼平臺：旋翼航空器平臺（Rotarywingaircraft）一種重于空氣的航空器，飛行升力由一個或多個旋翼與空氣進行相對運動的反作用獲得與固定翼航空器為相對的關(guān)系現(xiàn)代旋翼航空器通常包括：直升機、旋翼機、變模態(tài)旋翼機無人機機體功能旋翼航空器平臺直升機由一個或多個水平旋轉(zhuǎn)的旋翼提供升力和推進力進行飛行的航空器優(yōu)點：構(gòu)造簡單、價格低廉、不需要發(fā)射系統(tǒng)、可垂直起降與自由懸停、飛行靈活無人機機體功能旋翼航空器平臺直升機升力來自“旋翼”，依靠自身旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生與空氣的相對運動在旋翼提供升力同時，機身產(chǎn)生反扭距而具有向反方向旋轉(zhuǎn)的趨勢克服反作用扭矩的方法：尾槳在機身尾部產(chǎn)生抵消反向運動的力矩?zé)o人機機體功能旋翼航空器平臺無人直升機按結(jié)構(gòu)形式分類：單旋翼帶尾槳式、共軸雙旋翼式、特異式單旋翼直升機：目前應(yīng)用最為廣泛的直升機，構(gòu)造簡單，技術(shù)成熟、維修方便、操縱靈便單旋翼帶尾槳式無人直升機無人機機體功能旋翼航空器平臺無人直升機共軸雙旋翼式的優(yōu)點：可省去尾槳及其傳動系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)較為緊湊共軸雙旋翼式無人直升機無人機機體功能旋翼航空器平臺四軸（多軸）飛行器結(jié)構(gòu)最簡單的飛行器，操控最簡單四旋翼無人機無人機機體功能旋翼航空器平臺四軸（多軸）飛行器機身大多數(shù)設(shè)備的安裝位置，多旋翼無人機的主體，也成為機架根據(jù)機臂個數(shù)分類：三旋翼、四旋翼、六旋翼、八旋翼、十六旋翼、十八旋翼、四軸八旋翼等為保證結(jié)構(gòu)強度和重量，一般采用碳纖維材質(zhì)無人機機體功能旋翼航空器平臺四軸（多軸）飛行器起落架多旋翼無人機唯一和地面接觸的部位作為整個機身在起飛和降落時候的緩沖，保護機載設(shè)備強度高，結(jié)構(gòu)牢固，和機身保持可靠的連接，能承受一定的沖力無人機機體功能旋翼航空器平臺四軸（多軸）飛行器云臺安裝、固定攝像機的支撐設(shè)備分類：固定云臺、電動云臺固定云臺：適用于監(jiān)視范圍不大的情況電動云臺：適用于對大范圍進行掃描監(jiān)視無人機機體功能旋翼航空器平臺自轉(zhuǎn)旋翼（簡稱旋翼機或自旋翼機）僅依靠前進時的相對氣流吹動旋翼自轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、安全性較好應(yīng)用：通用航空或運動類飛行自轉(zhuǎn)旋翼機無人機機體功能旋翼航空器平臺自轉(zhuǎn)旋翼基本組成：機身，動力系統(tǒng)，旋翼系統(tǒng)，尾翼、起落架機身：為其他部件提供安裝結(jié)構(gòu)動力系統(tǒng)：提供旋翼機向前飛行推力，飛行時和旋翼系統(tǒng)獨立無關(guān)無人機機體功能旋翼航空器平臺自轉(zhuǎn)旋翼旋翼系統(tǒng)：為自轉(zhuǎn)旋翼機提供必須的升力和控制能力尾翼：提供穩(wěn)定性和俯仰、偏航控制起落裝置：提供航空器起飛、著陸和地面停放使用，吸收著陸沖擊能量，減少沖擊載荷，改善滑行性能無人機機體功能旋翼航空器平臺自轉(zhuǎn)旋翼起落架兩個起落架主要起落架位于重心附近的機身兩側(cè)，起主要的支撐作用無人機機體功能旋翼航空器平臺自轉(zhuǎn)旋翼起落架一個起落架在機頭或機尾：1.若在機尾，則稱為后三點式，較適合在粗糙路面上進行2.若在機頭，則稱為前三點式，為大多數(shù)自轉(zhuǎn)旋翼機所采用，前輪可通過方向舵控制偏轉(zhuǎn)，以便地面滑行時靈活轉(zhuǎn)彎無人機機體功能旋翼航空器平臺自轉(zhuǎn)旋翼起落架輪式起落架：一般設(shè)有減震裝置，能吸收大部分著陸能量，可以在硬性路面進行滑行起飛和降落§3無人機機體材料無人機機體材料無人飛行器平臺根據(jù)使用領(lǐng)域及尺度大小，釆用不同的生產(chǎn)加工工藝與材料碳纖維無人機無人機機體材料塑膠模具注消費類多旋翼尺度較小、需要大批量生產(chǎn)且材料成本也得有效控制，多釆用塑膠模具注塑成型批產(chǎn)開模具前，使用CNC或3D打印方式，制造樣機以供測試和調(diào)整“精靈”無人機無人機機體材料纖板材CNC切割組裝多用于高端大型無人機中碳纖維復(fù)合材料具有輕質(zhì)、髙比強度比模量等特性，將碳纖維增強材料良好的力學(xué)性能和樹脂基體材料的特性有機的結(jié)合在一起無人機機體材料碳纖板材CNC切割組裝穿越機：使用碳纖板材、管材經(jīng)雕刻和切割，再機械組裝工作流程：使用2維或3維機械設(shè)計軟件設(shè)計使用CNC銑出機架及云臺的板材切割出支臂需要的管材，輔以部分通用的塑膠件用螺栓連接的方式組合在一起無人機機體材料碳纖板材CNC切割組裝多用于全重2~25kg之間的多旋翼零件組裝方便隨時修改設(shè)計和局部修復(fù)結(jié)構(gòu)碳纖板材無人機框架無人機機體材料復(fù)合材料模具基于對氣動和空機重量的要求，多用于大尺度的多旋翼飛行平臺，例如專用植保機、軍用靶標多旋翼等可較方便的加工出具有復(fù)雜曲面并且重最