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无人机动力装置的作用

发布时间:2022-08-22 16:13:32

1. 无人机关键技术有哪些

无人机关键技术有哪些

无人机在气动力设计要求、设计理念方面与有人机存在较大差别。有人机气动设计通常以航程、速度作为优先优化目标,然而无人机通常以航时作为优先优化目标。那么,下面是由我为大家分享无人机关键技术知识,欢迎大家阅读浏览。

1 能源与动力技术

无人机采用的推进系统形式要比有人飞机多,采用的能源与动力类型各异,包括:传统的小型涡扇发动机、小型涡喷发动机、小型涡桨发动机、活塞发动机、转子发动机以及电池组、太阳能电池、燃料电池、超燃冲压发动机、定向能及核同位素等。

不同用途的无人机对动力装置的要求不同,但都希望动力装置燃油经济性好、重量轻、体积小、可靠性高、成本低、使用维修方便。从经济因素、可靠性等方面考虑,现阶段无人机均采用技术成熟的活塞、涡扇、涡喷、涡桨发动机或在这些发动机基础上进行适应性改进。活塞式发动机适合于低空低速中小型、长航时无人机;涡扇、涡桨发动机适合于高空长航时无人机以及无人作战机,这类发动机油耗低,发动机尺寸、重量和推力能与无人机达到较好的匹配;涡喷发动机适合于低成本、短寿命、高机动的靶机或自杀攻击类无人机。

从长远发展来看,单纯对现有发动机进行改型并不能完全满足无人机对飞行速度、高速、续航性能等指标的要求,开发适合于无人机使用的发动机十分必要,尤其是中小推力的大涵道比、小尺寸核心机的涡扇发动机,这类发动机将是未来无人机动力装置发展的重点。此外,开展太阳能、燃料电池、液氢燃料系统等新型能源的应用研究,可为无人机提供更高效的动力源。

2 无人机平台技术

(1)高效气动力技术。

无人机在气动力设计要求、设计理念方面与有人机存在较大差别。有人机气动设计通常以航程、速度作为优先优化目标,然而无人机通常以航时作为优先优化目标。无人机尺寸小、速度低,存在低雷诺数条件下的高升力、高升阻比、高续航因子设计要求。高效气动力技术是提高无人机性能的重要技术途径。

(2)隐身技术。

提高无人机的生存能力的关键就是降低其可探测性。随着材料、电磁学、热力学、空气动力学等学科的不断发展,越来越多的新技术也将应用于无人机的隐身设计中,具体包括以下几个方面。

外形隐身技术。采用翼身高度融合的无尾飞翼布局、内埋式进气道、二维喷管等设计技术可有效降低雷达反射面积和红外特征,提高无人机的隐身能力。

等离子体隐身技术。理论和试验研究表明,等离子体技术是隐身技术发展的新方向之一,飞行器上安装的等离子发生器所产生的等离子体能对飞行器关键部位进行遮挡,并对雷达照射进行吸收,从而实现飞行隐身。目前,这项技术在研究中暴露出了很多问题,仍有待解决。

主动隐身技术。主动隐身技术是根据照射到飞行器上的电磁波频率、入射方向等,利用机载有源射频发射装置主动地发射与散射回波相位相反、幅度一致的电磁波,实现与散射回波的对消。目前,主动隐身技术尚处于理论与试验研究阶段,但随着隐身技术的发展,特别是飞行器近场散射特性技术、ESM(电子支援措施) 等技术的发展,主动有源对消隐身技术必将成为未来发展的重点。

(3)气动弹性技术。为追求长航时性能,无人机通常采用大展弦比布局以尽可能提高升阻比(如一些无人机展弦比达到30以),采用轻量化机体结构降低飞行重量。但大展弦比布局、轻量化结构与机体强度和刚度要求会产生突出矛盾。

(4)气动载荷设计技术。滞空型无人机一般飞行速度较低、翼载小、升力大,对于同样强度的阵风,无人机阵风载荷比有人机大得多。无人机结构强度一般需要将阵风载荷作为主要的设计工况,而阵风载荷大小决定了无人机结构设计的强度。如果以现有轻型飞机、通用飞机的强度设计标准进行无人机载荷设计,无人机结构将付出很大的代价。以轻量化结构为目标,综合无人机气动力特性、无人机飞行控制操纵方式、无人机设计寿命等因素开展无人机气动载荷设计技术是提高无人机综合性能的重要技术途径。

(5)复合材料结构技术。无人机以复合材料结构为主,不同类型的无人机对复合材料结构有不同的要求,如大型无人机主要对大尺寸、全复材结构有较高要求,而小型无人机对复合材料结构的要求是低成本、快速加工制造、快速修复等。

3 自主控制技术

根据无人机自主控制的定义和内涵,无人机自主控制的关键技术应该包括态势感知技术、规划与协同技术、自主决策技术以及执行任务技术4个方面。

(1)态势感知技术。

实现无人机自主控制必须不断发展态势感知技术,通过各种信息获取设备自主地对任务环境进行建模,包括对三维环境特征的提取、目标的识别、态势的评估等。

(2)规划与协同技术。

规划与协同技术涉及两个方面的技术:路径规划和协同控制。这两个方面相互依托,互相联系。

无人机路径规划与重规划能力是无人机自主控制系统必须具有的,即系统可以根据探测到的态势变化,实时或近实时地规划、修改系统的任务路径,自动生成完成任务的可行飞行轨迹。自主飞行无人机典型的规划问题是如何有效、经济地避开威胁,防止碰撞,完成任务目标。

未来无人机的'工作模式包括无人机单机行动和多机编队协同,协同控制技术主要包括:优化编队的任务航线、轨迹的规划和跟踪、编队中不同无人机间相互的协调,在兼顾环境不确定性及自身故障和损伤的情况下实现重构控制和故障管理等。

(3)自主决策技术。

对于复杂环境下工作的无人机,必然要求具有较强的自主决策能力,以适应未来的需要。自主决策技术需要解决的主要问题包括:任务设定、编队中不同无人机协调工作、机群的使命分解等。

(4)执行任务技术。

无人机自主控制发展的最终目的是使它对环境和任务的变化具有快速的反应能力。无人机自主控制应该具有开放的平台结构,并面向任务、面向效能包含最大的可拓展性。先进的无人机自主控制应当提供编队飞行、多机协同执行任务的能力。

4 网络化通信技术

目前的无人机系统作为相对独立的系统只在局域使用,未来的战场在同一空域将充斥着各种功能、各种类型的无人机与战斗机、直升机。无人机之间、无人机与有人机之间、无人机与地面作战系统必须进行有机协调,使无人机都成为“全球信息栅格”的一个节点,实现无人机与其他无人机或指挥控制系统之间的互联、互通、互操作。

针对无人机集群作战、协同作战以及网络化作战的应用需求,应突破无线宽带分布式动态多址接入、实时鲁棒的宽带传输、数据链网络顽存等关键技术,构建无人机集群数据链自适应网络体系,为实现实时、宽带、安全的无人机集群数据链提供技术支撑。

针对无人机宽带网络多跳中继动态变化、节点容量受限问题,需要将网络编码技术与路由技术相结合,通过选择编码机会最大的路径进行传输、优化基于网络编码的节点接入策略、多跳网络节点间信息交换传输策略,在不增加时延的情况下提高网络吞吐量,实现网络的大容量传输。

5 多任务载荷一体化、平台/任务载荷一体化技术

有效载荷是无人机执行侦察、监视、电子对抗、打击、战效评估任务的关键因素,应用于无人机的有效载荷包括通用传感器(光电、雷达、信号、气象、生化)、武器、货物( 传单、补给品)等。无人机系统作战效能不仅仅对任务载荷本身性能有较高的要求,而且必须满足无人机尺寸、重量、功耗、隐身等装机要素约束以及成本要求。随着电子、通信、计算机等技术的进步,无人机的传感器技术发展主要表现在以下几个方面。

多光谱/超光谱探测技术。该技术可探测可见光和红外区域的几十个甚至几百个频段,它利用检测低反差目标的杂波抑制和光谱识别可以降低误判率,极大提高了目标识别和探测的准确性,常用于探测隐蔽或普通伪装的目标。

先进的合成孔径雷达技术。相对于光电/红外探测系统,合成孔径雷达能在夜间以及能见度低的恶劣天气条件下工作,以高分辨率进行大范围成像侦察,但其设备重量和功耗均较大,只适合于大型无人机装载使用。随着轻型天线和紧凑信号处理装置等技术的进步,合成孔径雷达有向小型化发展的趋势,并可装备于中小型的战术无人机。

激光雷达技术。激光雷达具有分辨率高、隐蔽性好、低空探测性能好、体积小、重量轻等显著优势,不但可以探测“树下目标”,还可以对目标进行分类,为指挥人员提供精确的目标信息。将激光雷达技术与无人机相结合,必将发挥更大的作用。然而当遇到大雨、浓雾、浓烟等恶劣天气时,激光衰减急剧加大,而且大气环流还会导致激光光束发生畸变、抖动,直接影响激光雷达的测量精度。

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2. 无人机由哪几个系统组成 求详细答案

1、无人飞行器分系统:机体、动力装置、飞行控制与管理设备等;

2、任务设备分系统:战场侦察校射设备、电子对抗设备、通信中继设备、攻击任务设备、电子技术侦察设备、核生化探测设备、战场测量设备、靶标设备等;

3、测控与信息传输分系统:无线电遥控/遥测设备、信息传输设备、中继转发设备等;

4、指挥控制分系统:飞行操纵与管理设备、综合显示设备、地图与飞行航迹显示设备、任务规划设备、记录与回放设备、情报处理与通信设备、其他情报和通信信息接口等;

5、发射与回收分系统:与发射(起飞)和回收(着陆)有关的设备或装置,如发射车、发射箱、助推器、起落架、回收伞、拦阻网等;

6、保障与维修分系统:基层级保障维修设备,基地级保障维修设备等。

(2)无人机动力装置的作用扩展阅读

研制背景

20世纪40年代,二战中无人靶机用于训练防空炮手。

1945年,第二次世界大战之后将多余或者是退役的飞机改装成为特殊研究或者是靶机,成为近代无人机使用趋势的先河。随着电子技术的进步,无人机在担任侦查任务的角色上开始展露他的弹性与重要性。

20世纪55年到74年的越南战争,海湾战争乃至北约空袭南斯拉夫的过程中,无人机都被频繁地用于执行军事任务。

1982年以色列航空工业公司(IAI)首创以无人机担任其他角色的军事任务。在加利利和平行动(黎巴嫩战争)时期,侦察者无人机无人机系统曾经在以色列陆军和以色列空军的服役中担任重要战斗角色。 以色列国防军主要用无人机进行侦察,情报收集,跟踪和通讯。

1991年的沙漠风暴作战当中,美军曾经发射专门设计欺骗雷达系统的小型无人机作为诱饵,这种诱饵也成为其他国家效彷的对象。

1996年3月,美国国家航空航天局研制出两架试验机:X-36试验型无尾无人战斗机。该型长5.7米,重88公斤,其大小相当于普通战斗机的28%。该型使用的分列副翼和转向推力系统比常规战斗机更具有灵活性。水平垂直的尾翼既减轻了重量和拉力,也缩小了雷达反射截面。

无人驾驶战斗机将执行的理想任务是压制敌防空、遮断、战斗损失评估、战区导弹防御以及超高空攻击,特别适合在政治敏感区执行任务。

20世纪晚期之前, 他们不过是比全尺寸的遥控飞机小一些而已。美国军方在这类飞行器上的兴趣不断增长,因为他们提供了成本低廉,极富任务弹性的战斗机器,这些战斗机器可以被使用而不存在飞行员死亡的风险。

20世纪90年代,海湾战争后,无人机开始飞速发展和广泛运用。美国军队曾经购买和自制先锋无人机在对伊拉克的第二次和第三次 海湾战争中作为可靠的系统。

20世纪90年代后,西方国家充分认识到无人机在战争中的作用,竞相把高新技术应用到无人机的研制与发展上:新翼型和轻型材料大大增加了无人机的续航时间;

采用先进的信号处理与通信技术提高了无人机的图像传递速度和数字化传输速度;先进的自动驾驶仪使无人机不再需要陆基电视屏幕领航,而是按程序飞往盘旋点,改变高度和飞往下一个目标。

3. 无人机的伺服作动设备的作用是什么

无人机执行机构都是伺服作动设备,是导航飞控系统的重要组成部分。其主要功能是根据飞控计算机的指令,按规定的静态和动态要求,通过对无人机各控制舵面和发动机节风门的控制,实现对无人机的飞行控制。

4. 无人机动力系统主要由哪些部件组成

无人机主要包括飞机机体、飞控系统、数据链系统、发射回收系统、电源系统等。飞控系统又称 为飞行管理与控制系统,相当于无人机系统的“心脏”部分,对无人机的稳定性、数据传输的可靠性、精确度、实时性等都有重要影响,对其飞行性能起决定性的作用;数据链系统可以保证对遥控指令的准确传输,以及无人机接收、发送信息的实时性和可靠性,以保证信息反馈的及时有效性和顺利、准确的完成任务。发射回收系统保证无人机顺利升空以达到安全的高度和速度飞行,并在执行完任务后从天空安全回落到地面。 打字不易,请选择采纳答案!

5. 简述民用无人机的分类和动力装置分别有哪些

目前主流的民用无人机所采用的动力系统通常为活塞式发动机和电动机两种。

无人机可按平台构型、用途、尺寸、活动半径、任务高度等来分类。

按照平台构型分类:无人机可分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机、扑翼无人机等。

按活动半径分类:

无人机可分为超近程无人机、近程无人机、短程无人机、中程无人机和远程无人机。

超近程无人机:活动半径为 0—15km;

近程无人机:活动半径为 15—50km;

短程无人机:活动半径 50—200km;

中程无人机:活动半径 200—800km;

远程无人机:活动半径大于 800km;

按任务高度分类:

无人机可分为超低空、低空、中空、高空、超高空无人机。

超低空无人机:任务飞行高度为 0—100m;

低空无人机:任务飞行高度为 100—1000m;

中空无人机:任务飞行高度为 1000—7000m;

高空无人机:任务飞行高度为 7000—18000m;

超高空无人机:任务飞行高度大于 18000m;

6. 阐述无人机的某动力系统,重点介绍其原理,特点以及应用

无人机动力系统主要部件是电机、电调、电池。电机负责带动螺旋桨。电调负责控制电机转速。电池负责给动力系统和整机供电。考无人机执照,来哈尔滨呼兰区学院路尾航空之家

7. 请叙述一下多旋翼无人机的组成部分,各有什么作用

首先是信号接收机,接收遥控器传来的信号,并处理,第二个是电调控制电机的转速,第三个是电机产生动力,第四个是讲说产生升力,还有一个是电池,希望采纳

8. 什么是无人机具体是什么功能无人机又分为几种最长航程是多少最高飞行高度是多少

无人驾驶飞机
(英文缩写:Unmanned
Aerial Vehicle)是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机。作为靶机这是无人机的最初用途,可用于地面防空和空中格斗武器的试验与训练。如美国诺斯罗普公司研制的
MD2R5靶机,最大飞行高度8250米,可装红外曳光管和雷达信号。无人驾驶飞机增强器,还可带拖靶作为火炮和导弹的靶标。美国瑞安公司的BQM-34靶机飞行速度为1.5马赫,飞行高度达1.83万米,可用于模拟敌方战斗机。面对日益严重的反舰导弹的威胁,美国海军还开发了BQM-74C型掠海飞行无人机,用于评估舰载反导系统。侦察监视,骗敌诱饵,实施干扰,对地攻击,校射作用,运输能力,救灾应用,监察安全状况. 种类:“密码”无人机,多功能无人机,人工智能无人机,长时留空无人机,反导弹无人机,预警无人机,隐身无人机,微型无人机,空战无人机,测绘无人机,航拍无人机。 航程和飞行高度就要视各国不同的机型另说了

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