无人机结构与系统(冯登超)

教材是育人载体。在职业教育无人机应用技术专业系列教材编写中，探索专业转变发展理念、深化课程改革、优化工学结合发展路径，是培养适合岗位需求、吻合自身追求、契合社会要求的高素质无人机应用技术与技能专业人才的基石。 
本书针对职业教育无人机应用技术专业培养目标，围绕无人机结构与系统的知识与技能要求，结合新职业“无人机装调检修工”的定义及工作任务，坚持“必需、够用”的原则进行编写。为了满足无人机检测与维护职业需求和改善基层专业技能人员短缺的就业现状，教材的章节安排从强化操作技能、掌握实用技术的角度出发，教学内容紧扣职业标准，系统介绍了无人机结构与系统的实用知识和操作技能，对于提高无人机检测与维修从业人员的职业素养、发挥无人机的社会服务职能，具有帮助和指导作用。 
本书共5章，主要内容包括飞行原理、无人机结构、无人机动力系统、无人机航电系统、无人机常规载荷系统。通过学习，读者能够尽快入门并掌握无人机结构与系统的相关知识，进而使自己适应军事、警务、物流、测绘、安保等多个无人机应用职业岗位的需要。 
本书由冯登超任主编，臧红伟任副主编，张月新主审。冯登超设计大纲并统稿。具体分工如下：第1章由天津现代职业技术学院张月新、山东警察学院冯登超编写，第2章由辽宁农业职业技术学院李媛、中国刑事警察学院孙鹏编写，第3章由锡林郭勒职业学院纪宪金、山东省淄博人民警察训练基地车颖编写，第4章由北京电子科技职业学院王琳娜、云南警官学院刘杰编写，第5章由天津现代职业技术学院李柯言、天津市公安局特警总队臧红伟编写。 
在教材编写过程中，天津市公安局特警总队杨军、中国人民公安大学张刘玉、浙江省公安厅巡特警总队王一峰、航天神舟飞行器有限公司丁岩晓参与了资料收集和图片整理工作。感谢所有参编人员的辛勤劳动。 
由于时间有限，加之无人机应用产业发展变化迅速，书中难免存在疏漏或不足之处，敬请广大读者批评指正。 

编者 
2023年1月 

无

第1章飞行原理1 
1.1大气特性1 
1.1.1空气的基本性质1 
1.1.2国际标准大气2 
1.1.3气流特性3 
1.2升力与阻力5 
1.2.1机翼的外形参数5 
1.2.2机翼的几何特性6 
1.3无人机的平衡、安定性和操纵性9 
1.3.1无人机的平衡9 
1.3.2无人机的安定性10 
1.3.3无人机的操纵性12 
本章小结12 
课后习题13 

第2章无人机结构14 
2.1固定翼无人机的结构14 
2.1.1机体组成14 
2.1.2升力系统组成及作用19 
2.2无人直升机的结构26 
2.2.1无人直升机的组成26 
2.2.2无人直升机飞行原理28 
2.3多旋翼无人机的结构28 
2.3.1多旋翼系统的组成29 
2.3.2多旋翼飞行姿态的控制32 
本章小结35 
课后习题36 

第3章无人机动力系统37 
3.1动力系统概述37 
3.2电动机37 
3.2.1电动机工作原理37 
3.2.2无刷电机40 
3.2.3有刷电机54 
3.3燃油类发动机55 
3.3.1二冲程发动机57 
3.3.2四冲程发动机57 
3.3.3燃气涡轮发动机57 
本章小结58 
课后习题58 

第4章无人机航电系统60 
4.1导航系统60 
4.1.1惯性导航65 
4.1.2卫星定位导航67 
4.1.3无线电定位导航69 
4.2飞行控制系统与地面站系统69 
4.2.1常见飞行控制系统69 
4.2.2开源飞控73 
4.2.3开源飞控地面站的使用76 
4.3无线通信链路系统98 
4.3.1频段使用规定及系统组成98 
4.3.2常用信号频率及编码方式99 
4.3.3无人机遥控指令加密100 
本章小结103 
课后习题103 

第5章无人机常规载荷系统104 
5.1无人机图像传输104 
5.2无人机云台110 
5.3其他载荷111 
5.4载荷挂载原则113 
本章小结113 
课后习题113 

课后习题答案115 

参考文献122