1、无人（rén）机(UAV)的概念

无人机（Unmanned Aerial Vehicle）就是利用（yòng）无线遥控或程序控制来执行（háng）特定航空任务的飞行器，指不（bú）搭载操作人员（yuán）的一（yī）种动力空中飞（fēi）行器（qì），采用（yòng）空（kōng）气（qì）动力为（wéi）飞行（háng）器提供所需（xū）的（de）升（shēng）力，能够自（zì）动（dòng）飞行或远程引导；既能（néng）一次性使用也能（néng）进行回收。

2、无（wú）人机系统的（de）一般组成

无人（rén）机系统包括地（dì）面（miàn）系统、飞机系统、任（rèn）务载（zǎi）荷和无人机（jī）使用保（bǎo）障人员。

3、无人（rén）机的一般分类

按（àn）用途分（fèn）：

劲鹰航拍无人机、无人侦（zhēn）察（chá）机、靶机、特种无人机、诱饵无人机等。

按（àn）飞行方式分：

固定翼无人机、旋翼无人机、扑（pū）翼无（wú）人机、飞艇。

4、无人机的飞（fēi）行（háng）控制（zhì）

无人机上没有驾驶员，所以无人机和飞行靠（kào）“遥控”或“自（zì）控飞行”。 

（1）遥控（kòng）飞行

遥控即对被控对象继（jì）续（xù）远（yuǎn）距离控制，主（zhǔ）要（yào）无线电遥控。

遥控信号：遥（yáo）控（kòng）站通过发（fā）射机（jī）向无人机发送无线电波，传递指令，无人（rén）机（jī）上的接收机接收（shōu）并译出指令的内容，通过自动驾驶仪（yí）按（àn）指令（lìng）操（cāo）纵舵面，或（huò）通（tōng）过其他接口操纵机上的任务载荷。遥（yáo）控站设（shè）有搜索和跟踪雷达，他们测量无人机（jī）在任意时（shí）刻（kè）相（xiàng）对地（dì）面的方位角、俯（fǔ）仰（yǎng）角、距离和（hé）高度等（děng）参数，并（bìng）把这些参数输入到计算机（jī），计算后就能绘出无人机的（de）实际航迹，与预定航线（xiàn）比（bǐ）较，就能求出偏（piān）差，然后发送（sòng）指令进（jìn）行修正（zhèng）。

此外（wài），无人（rén）机还（hái）装备有无线电应（yīng）答器，也叫信（xìn）标（biāo）机。它（tā）能在收到雷达的询问信号后（hòu），发（fā）回一个信号给雷达。由于信标（biāo）机发（fā）射的（de）信（xìn）号比无（wú）人机发射的雷达信号要强得多，起到（dào）增加跟踪雷达的探测距离。

下传信号：遥（yáo）控指令（lìng）只（zhī）包含航迹（jì）修正信号是显（xiǎn）然不（bú）够的，在飞行中无人机会受到各种因素的影响，无人机的（de）飞行姿态也在不断变（biàn）化，所以指令（lìng）还需要包括对飞行姿态（tài）的修正内（nèi）容。

无人机上的传感（gǎn）器（qì）一直在收集（jí）自（zì）身的姿（zī）态信息（xī），这些信息（xī）通过下传信号送到遥测终端，遥测终端分析这（zhè）些信息后就能给出飞行姿态的遥控修正指令（lìng）。

遥控飞行的利弊：

利：有利于简化无（wú）人（rén）机的（de）设（shè）计，降低制造（zào）成本（běn）。

弊：受无（wú）线电作用距离（lí）的限制，限制通讯距离通常只可达到320KM~480KM；容易受到电子干扰。

（2）自控飞行

自（zì）控飞行（háng）不依赖地面控制，一切动作都（dōu）自动完成的飞行。为此，机（jī）上需要有一套装置来保（bǎo）证飞行航向和飞行姿态的（de）正确，这套（tào）装（zhuāng）置（zhì）就是导（dǎo）航（háng）装置（zhì）。通常的导航（háng）装置（zhì）有：

1.惯性导航

在机载设（shè）备上（shàng），它一般简称惯（guàn）导（dǎo）。惯性导（dǎo）航是（shì）以牛顿力学为基础，依靠（kào）安装在（zài）载体内部的加速度（dù）计测量载（zǎi）体在三（sān）个轴向的加速（sù）度，经积分运算后得到载体（tǐ）的瞬时速度和位置，以（yǐ）及测量（liàng）载体的姿态（tài）的一（yī）种（zhǒng）导（dǎo）航（háng）方式（shì）。惯（guàn）性导航完全依赖机载设备（bèi）自主完（wán）成导航任务，工作（zuò）时不依（yī）赖外（wài）界信息，也不向外（wài）界辐射能量，不易受到（dào）干扰（rǎo），不受气象条件（jiàn）限制。

惯导系统（tǒng）是一（yī）种航位推算系统。只要给出载体的初始位置（zhì）及速度，系统就可以实时地推算出（chū）载体的（de）位置速度及姿态信（xìn）息，自（zì）主（zhǔ）地进（jìn）行导航。纯惯导系（xì）统会随着飞行（háng）航（háng）时（shí）的增加，因（yīn）积分积累而产生较（jiào）大的（de）误差，导致定位精度随时（shí）间增长而（ér）呈发散趋势，所以惯导一般与其他导航系统一（yī）起工作来提高定位精度。

2.卫（wèi）星（xīng）导航

全球定位系统（GPS）由美国建立的一套定位系统，可以提（tí）供全球（qiú）任意一点的三维（wéi）空间位置、速度（dù）和时间，具有全球（qiú）性、全（quán）天（tiān）候、连续的精密导航系统。

全（quán）球卫（wèi）星导航分为（wéi）三部分，包括空（kōng）间卫（wèi）星部（bù）分、地面监控、卫星接收机部分。在飞机上安装卫星接收机就能得到自身（shēn）的位置信息和精确到纳（nà）秒级（jí）的时（shí）间信（xìn）息。

现在全球在使用的（de）卫星导航系（xì）统还有：俄罗（luó）斯的glonass,欧洲的伽利（lì）略系统（tǒng），还有（yǒu）中国正在建立（lì）的北（běi）斗系统。

3.多普勒导航

多普勒导（dǎo）航是飞行器常用的一种自主导航（háng）系（xì）统，它的工作原理是多（duō）普勒效（xiào）应。

多普（pǔ）勒导航系统由（yóu）磁（cí）罗盘或（huò）陀螺仪、多普勒雷达（dá）和（hé）导（dǎo）航（háng）计算（suàn）机组成。磁罗盘或陀螺仪类似指北（běi）针，用于测出无（wú）人机（jī）的（de）航（háng）向角，多（duō）普勒（lè）雷达不（bú）停沿着某个（gè）方向向地面发射电磁波，测出无（wú）人机相对地面（miàn）的飞行速（sù）度以及（jí）偏流角。根据（jù）多普勒雷达提（tí）供的（de）地速和偏流角数据，以及（jí）磁（cí）罗盘或陀螺（luó）仪提供的航向（xiàng）数据，导航计算机就（jiù）可以不停地计算出无（wú）人机飞过的（de）路线。

多普勒导航系统能用于各种气象条件和地形条件，但由于测量的积累误差，系统会随着（zhe）飞行的距离（lí）增加（jiā）而使误差加大，所以一般用于组（zǔ）合导（dǎo）航中（zhōng）。

4.组合导航

组合（hé）导航是指组合使用两种（zhǒng）或两种以上的导航系统，达（dá）到取长补短，提高导航（háng）性（xìng）能（néng）。目前飞行器上实际（jì）使（shǐ）用的导（dǎo）航系统各基（jī）本上都是组合（hé）导航系统，如GPS/惯性导航、多（duō）普勒（lè）/惯性导航等，其中应用最广（guǎng）的是GPS/惯性（xìng）导航组合导航系统。

5.地形辅助导航

地形辅助导（dǎo）航（háng）是指飞行器在飞行过程中，利用预先存储的（de）飞行路线中某些地区的（de）特征数据，与实（shí）际飞行过（guò）程中测（cè）量（liàng）到的相（xiàng）关数据（jù）进行不（bú）断比（bǐ）较来实施导航修正的一（yī）种（zhǒng）方（fāng）法。其核心是（shì）将地形分成多个小网格，将（jiāng）其主（zhǔ）要（yào）特征，如平（píng）均标高等输入计算机，构成一个数字化地图。

地形辅助导航技术（shù）就是（shì）利用机载数字地图和（hé）无线高度（dù）表作为辅助手（shǒu）段来修正（zhèng）惯导系统的误差，从（cóng）而（ér）构成新的导航系统。它与（yǔ）导（dǎo）航方法的根本（běn）区别在于数（shù）字地图对主导（dǎo）航系统仅能起到辅（fǔ）助修正作（zuò）用。

地（dì）形辅助（zhù）系统（tǒng）可分为地形（xíng）匹配（pèi）、景（jǐng）象匹配等。

◆地形匹配：也称地形高（gāo）度相关。其原理是地（dì）球表面上任（rèn）意一点（diǎn）的（de）地理坐标都可以根据其周（zhōu）围地域的（de）等高线或地貌来当值（zhí）确（què）定。飞（fēi）行一段（duàn）时间后，既可以得到真航迹的一（yī）串地形标（biāo）高。将测（cè）得的（de）数据与存储（chǔ）的数字地图进行（háng）相关分析（xī），确定飞机航迹（jì）对应（yīng）的网（wǎng）格位置。因（yīn）为事先确定（dìng）了（le）网格各点对应（yīng）的经纬（wěi）度值，这样就（jiù）可（kě）以使（shǐ）用数字地图校正惯导。

◆景象匹配：也称（chēng）景象相关。它（tā）与地图匹配的区别（bié）是，预（yù）先输（shū）入到计算机的信息不只（zhī）是高度参数，还包含了通过摄像等（děng）手段获取的预定飞行（háng）路径的景象信（xìn）息，将这些景象数字化后存储在（zài）机（jī）载设备上。飞行中，通过（guò）机载摄像设（shè）备（bèi）获（huò）取飞行路径中的景（jǐng）象，与预存数据比较（jiào），确定飞机（jī）的（de）位置。

自控飞行（háng）的利弊：

利：航程（chéng）加大；自主工（gōng）作，不需要与地面站（zhàn）联（lián）系。

弊：复杂（zá）的自主导航（háng）系统和控制系（xì）统（tǒng），增加了（le）重（chóng）量，提高了成本（běn）。

（3）遥控（kòng）与（yǔ）自（zì）控（kòng）结合

现代无人机在不同的飞行段，交替地（dì）采用（yòng）遥控（kòng）或自控飞行（háng），这样（yàng）可（kě）以充分利用（yòng）遥控和（hé）自控两种控制方式（shì）各自（zì）的优势，克（kè）服彼此的缺陷。

5、无人机的起飞和着陆

有人驾驶（shǐ）飞机（jī）的起飞和（hé）降落是（shì）飞行中的两大“难关”，无人（rén）驾驶飞机则更（gèng）是如（rú）此。

（1）无人机的起（qǐ）飞

1.母机投放

由有人把无人机带上天，在适当的地方投放（fàng）起飞，这种方法简单（dān）易（yì）行（háng），运用灵活，成功（gōng）率高，并且可增加无人机（jī）的航（háng）程（chéng）。

2.火箭助推

借助固体（tǐ）火（huǒ）箭（jiàn）助（zhù）推器，无（wú）人机从发射架（jià）上起飞（fēi）。这种起飞方（fāng）式占（zhàn）用（yòng）的发射场地很（hěn）小，适合前沿阵地、山区或船上使用。

3.起飞跑车

将无人机安装在带轮（lún）的小车上，靠（kào）无人机的发动机推进，当达到速度后，无人机脱离（lí）小（xiǎo）车（chē）升（shēng）空。

这种方（fāng）式可以（yǐ）使用现成（chéng）的（de）机（jī）场条件起（qǐ）飞，无需复（fù）杂的（de）起落（luò）架，起飞跑车（chē）的（de）结构简（jiǎn）单（dān）、经济。

4.垂直起飞（fēi）

利用直升（shēng）机（jī）的起飞原理起飞。如：劲鹰2型（xíng）固定翼垂直起飞无人（rén）机（jī），可垂直起落、悬停、大载重、高限时。

5.起落架（jià）滑跑起飞

与有人驾驶飞机一（yī）样，使（shǐ）用本身的起落架滑跑起飞。

6.手发射

这种发射方式（shì）最简单，由一人或两人把握，靠无人（rén）机自身（shēn）动力起飞。

(2)无人机的着陆

1.起落（luò）架轮滑着（zhe）陆

与（yǔ）有人驾驶飞机一样，使用本（běn）身的（de）起落架降落。一般大型无人机才（cái）采用这种方式。

2.降落伞着陆

无（wú）人机（jī）采用降落伞（sǎn）悬吊（diào）回收。这种方（fāng）式适合小型无人机（jī），对于大型无人机，由（yóu）于伞降回收的（de）可靠性不高，操纵困难，损（sǔn）失（shī）率（lǜ）高。

3.空中回收

使用大飞机在空中回收无人机的方式目（mù）前只有美国采用。采用这（zhè）种回收方式，在大（dà）飞机上必须（xū）有空中回收系统。无人机除（chú）了有阻力伞和主伞外，还（hái）需有钩（gōu）挂（guà）伞与（yǔ）吊索和可旋转的脱落（luò）机（jī）构。大飞机用挂钩挂住无人机的（de）钩（gōu）挂伞（sǎn）和吊索（suǒ），用（yòng）绞盘（pán）绞起无人机，空中悬挂运走。这种（zhǒng）回收方式（shì）不会损伤（shāng）无人机，但每次（cì）回收（shōu）都要（yào）出动大飞机，费用（yòng）高（gāo），对大飞机（jī）飞行员的驾驶技术要求（qiú）高。

4.拦截网回收

用拦（lán）截网系统（tǒng）回收无人机是目前（qián）世界（jiè）小型无人机普（pǔ）遍采用（yòng）的回收（shōu）方式之一。拦截网系统通常由拦截网、能量吸收装（zhuāng）置和自动引导设备组成。能量吸收装置与（yǔ）拦截网相连，其作用是吸收无（wú）人机撞网的能量（liàng），避免无人机（jī）触网后（hòu）在（zài）网上弹跳不停受损。自（zì）动引导设备一（yī）般是一部（bù）置于（yú）网后（hòu）的电视摄像机，或是装在拦截网架上的红外接收机，由它们（men）及时向地（dì）面站报告无人机返航路线偏差。

5.气垫（diàn）着陆

无（wú）人机（jī）机腹（fù）四周装上“橡胶裙（qún）边”，中间有（yǒu）一个带孔（kǒng）的气囊。发动机把空（kōng）气压入气囊，压缩（suō）空气从气囊孔喷（pēn）出，在（zài）机腹下形成高压（yā）空气（qì）区—气垫。

气（qì）垫着陆最大（dà）的优点是：无（wú）人机能在未经平整（zhěng）的地面（miàn）、泥地、冰雪地或水上着陆，不受地形条件限制。其次大小无人（rén）机都（dōu）可（kě）以使（shǐ）用，回（huí）收率高。

6、无（wú）人机飞行平台

无人机的飞行平台主要由（yóu）六（liù）大部分组成：机身、机翼、尾（wěi）翼、起落装置、飞行自动控制（zhì）系统和动力系统。

1.机身

机身主要用来装载（zǎi）发（fā）动机、燃油、任务设备、电源、控制操纵系统等，并通（tōng）过（guò）它（tā）将机翼、尾翼、起落架等（děng）部件（jiàn）连成一个整体。

2.机翼

机翼是飞（fēi）行器（qì）用来产（chǎn）生升力的主要部（bù）件。固定翼无人机的（de）机翼有平直（zhí）翼、后掠翼（yì）、三（sān）角翼等。下图是一些常（cháng）见的机翼：

平直翼比较适用（yòng）于低速飞行（háng）器，后掠翼和三角翼比较适合高速飞行（háng）器（qì）。

机翼上一般还有副（fù）翼（yì），用于控制飞机（jī）的（de）倾斜，但左右副（fù）翼偏转方向（xiàng）不同（tóng）时（shí），就会产生滚装力矩，是飞行器产生（shēng）倾斜运动（dòng）。

3.尾翼

尾翼分垂直尾翼和水平尾翼两部分。对于（yú）一（yī）些（xiē）结构比较特（tè）殊的无人机来说，可（kě）能会不设垂直（zhí）尾翼或水（shuǐ）平尾翼。

垂直尾翼：垂直安（ān）装在机身（shēn）尾（wěi）部，主要功能为保持机（jī）体的方向平衡（héng）和操（cāo）纵。通常垂直尾翼后缘有用于操（cāo）纵方向的方向舵。

水平尾（wěi）翼：水平安装在机身尾（wěi）部，主要功（gōng）能为了（le）保（bǎo）持俯仰平衡和俯仰操纵。

4.起落装（zhuāng）置

起落装置的（de）功用（yòng）是使无人机在地面或水面进行起飞、着陆、滑行和停放。

起（qǐ）落装置对于无人机来说是形式最多样（yàng）的一部（bù）分，这是因为无人机（jī）有多种发射（shè）/回收方式。大型无人机的起落装置包含起落架和改善起（qǐ）落性能的装（zhuāng）置两部分，起飞后起落架（jià）收起，减少飞行阻力（lì）；多数无人（rén）机的起落架（jià）很简单（dān），飞行时也不收起；对于采用（yòng）弹射、拦阻网等方（fāng）式进行发射/回收的小型无人机就不需要起落架；对于（yú）采用手掷发射的小型无人（rén）机，就（jiù）没有起落装置；伞降回收的无人（rén）机着陆装置（zhì）可以说就是降落伞。

5.飞（fēi）行自动控制系统

飞行自动（dòng）控制（zhì）系统包括控（kòng）制指令自动形成装（zhuāng）置和传输操纵装置。指令自（zì）动形成（chéng）装置包括自（zì）动驾驶仪和（hé）相关的传（chuán）感器、导航设（shè）备；传输操纵装（zhuāng）置包括从控制指（zhǐ）令输（shū）出点到（dào）水平尾（wěi）翼、副翼、方向舵（duò）等操（cāo）纵面，用（yòng）来传递操纵指令，改变（biàn）飞行状态的所有（yǒu）装置（zhì）。

6.动力装置

飞机动力装置是用来产生拉力（如螺旋桨飞机）或（huò）推力（如喷气式飞机），使飞机前（qián）进的（de）装置。现代无人机的动力主要分为涡（wō）轮（lún）喷气发动机（jī）和涡轮风扇发动机两类。 （来源：互联网综合编辑）

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