無人飛行系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目錄
譯者序
前言
第1章設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1
1.1引言1
1.2無人飛行器的分類4
1.3典型無人飛行器回顧6
1.3.1“全球鷹”7
1.3.2RQ-1A“捕食者”7
1.3.3MQ-9“捕食者”B
“收割者”8
1.3.4RQ-5A“獵人”9
1.3.5RQ-7“影子200”9
1.3.6RQ-2A“先鋒”9
1.3.7RQ-170“哨兵”10
1.3.8X-45A無人戰(zhàn)斗飛行器10
1.3.9愛普生微型飛行機(jī)器人10
1.4設(shè)計(jì)項(xiàng)目規(guī)劃11
1.5決策12
1.6設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、目標(biāo)和優(yōu)先級(jí)12
1.7可行性分析14
1.8設(shè)計(jì)小組14
1.9設(shè)計(jì)流程15
1.10系統(tǒng)工程方法15
1.11無人飛行器概念設(shè)計(jì)17
1.12無人飛行器初步設(shè)計(jì)21
1.13無人飛行器詳細(xì)設(shè)計(jì)22
1.14設(shè)計(jì)審查、評(píng)估和反饋23
1.15無人飛行器設(shè)計(jì)步驟24
簡(jiǎn)答題26第2章初步設(shè)計(jì)28
2.1引言28
2.2最大起飛重量估算28
2.3重量組成28
2.4有效載荷重量29
2.5自動(dòng)駕駛儀重量30
2.6燃油重量31
2.7電池重量33
2.8空載重量36
2.9機(jī)翼和發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸38
2.10四旋翼飛行器構(gòu)型41
簡(jiǎn)答題47
練習(xí)題48第3章設(shè)計(jì)規(guī)程50
3.1引言50
3.2氣動(dòng)特性設(shè)計(jì)51
3.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)52
3.4推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)55
3.4.1通用設(shè)計(jì)指南55
3.4.2電動(dòng)機(jī)56
3.5起落架設(shè)計(jì)58
3.6機(jī)械和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)60
3.7電氣系統(tǒng)61
3.7.1基礎(chǔ)知識(shí)61
3.7.2安全建議63
3.7.3接線圖63
3.7.4電線的絕緣和屏蔽64
3.7.5電池64
3.7.6發(fā)電機(jī)66
3.8操縱面設(shè)計(jì)66
3.9安全分析70
3.9.1設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)71
3.9.2子系統(tǒng)和組件可能的
故障模式73
3.10安裝指南75
3.10.1GPS和羅盤75
3.10.2慣性測(cè)量單元75
3.10.3電動(dòng)機(jī)75
簡(jiǎn)答題75
設(shè)計(jì)題76
練習(xí)題77第4章空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)79
4.1引言79
4.2空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)80
4.3機(jī)翼設(shè)計(jì)81
4.3.1機(jī)翼設(shè)計(jì)流程81
4.3.2翼型選擇和設(shè)計(jì)81
4.3.3機(jī)翼設(shè)計(jì)方法84
4.3.4機(jī)翼設(shè)計(jì)步驟87
4.4尾翼設(shè)計(jì)88
4.4.1設(shè)計(jì)流程88
4.4.2尾翼構(gòu)型89
4.4.3水平尾翼設(shè)計(jì)方法90
4.4.4水平尾翼投影面積和
尾翼力臂91
4.4.5水平尾翼翼型91
4.4.6水平尾翼安裝角92
4.4.7其他水平尾翼參數(shù)93
4.5垂直尾翼設(shè)計(jì)93
4.5.1參數(shù)93
4.5.2垂直尾翼位置93
4.5.3垂直尾翼力臂93
4.5.4投影面積94
4.5.5安裝角94
4.5.6其他垂直尾翼參數(shù)94
4.5.7垂直尾翼設(shè)計(jì)方法95
4.6機(jī)身設(shè)計(jì)95
4.6.1機(jī)身設(shè)計(jì)基礎(chǔ)95
4.6.2機(jī)身內(nèi)部布局96
4.6.3自動(dòng)駕駛儀艙98
4.6.4最優(yōu)長(zhǎng)徑比98
4.6.5機(jī)身空氣動(dòng)力學(xué)99
4.6.6放樣100
4.6.7機(jī)身設(shè)計(jì)步驟101
4.7天線102
4.7.1固定天線102
4.7.2雷達(dá)拋物面天線102
4.7.3衛(wèi)星通信天線103
4.7.4天線設(shè)計(jì)/安裝103
4.8四旋翼飛行器空氣
動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)103
4.9空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)指南104
簡(jiǎn)答題105
練習(xí)題106第5章自動(dòng)駕駛儀設(shè)計(jì)基礎(chǔ)109
5.1引言109
5.1.1自動(dòng)駕駛儀和操作人員110
5.1.2自動(dòng)駕駛儀的主要子系統(tǒng)111
5.1.3自動(dòng)駕駛儀設(shè)計(jì)或選擇111
5.2動(dòng)力學(xué)建模112
5.2.1建模方法112
5.2.2基本模型114
5.2.3傳遞函數(shù)115
5.2.4狀態(tài)空間表示117
5.3氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩117
5.3.1力和力矩方程117
5.3.2穩(wěn)定性和控制導(dǎo)數(shù)118
5.3.3無量綱穩(wěn)定性和控制導(dǎo)數(shù)118
5.3.4有量綱穩(wěn)定性和控制導(dǎo)數(shù)119
5.3.5耦合穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)120
5.4動(dòng)力學(xué)模型的簡(jiǎn)化120
5.4.1線性化121
5.4.2解耦122
5.5固定翼無人飛行器
動(dòng)力學(xué)模型124
5.5.1非線性全耦合運(yùn)動(dòng)方程124
5.5.2非線性半耦合運(yùn)動(dòng)方程125
5.5.3非線性解耦運(yùn)動(dòng)方程125
5.5.4線性耦合運(yùn)動(dòng)方程125
5.5.5線性解耦運(yùn)動(dòng)方程127
5.5.6重新表述的（非線性半耦合）
運(yùn)動(dòng)方程129
5.5.7無動(dòng)力滑翔運(yùn)動(dòng)方程130
5.6動(dòng)力學(xué)模型近似130
5.6.1純俯仰運(yùn)動(dòng)的近似130
5.6.2純滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的近似130
5.6.3純偏航運(yùn)動(dòng)的近似130
5.6.4縱向振蕩模態(tài)的近似131
5.7四旋翼（旋翼）飛行器
動(dòng)力學(xué)模型131
5.7.1四個(gè)電動(dòng)機(jī)的總推力131
5.7.2動(dòng)力學(xué)模型134
5.7.3簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)模型135
5.8自動(dòng)駕駛儀分類135
5.8.1增穩(wěn)系統(tǒng)137
5.8.2保持功能137
5.8.3導(dǎo)航功能138
5.8.4指令增強(qiáng)系統(tǒng)139
5.9飛行仿真：數(shù)值方法139
5.9.1數(shù)值積分140
5.9.2MATLAB和Simulink140
5.9.3硬件在環(huán)仿真142
5.10無人飛行器飛行品質(zhì)142
5.10.1基本原理142
5.10.2分級(jí)、分類和可接受等級(jí)143
5.10.3強(qiáng)度限制144
5.11自動(dòng)駕駛儀設(shè)計(jì)流程144
簡(jiǎn)答題145
練習(xí)題146第6章控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)149
6.1引言149
6.2控制系統(tǒng)基礎(chǔ)150
6.2.1......