无人机系统介绍(固定翼)2010-01版

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讲义01-无人机

讲义01-无人机
动力选择:电机带动螺旋桨产生升力除了把自身抬起
来之外还要用一部分力来前进后退,左右横滚。最关 键的还有抗风,建议保留五分之三的升力来做这些动 作和抗风,换句话就是整机重量不要超过最大拉力的 五分之二。 选电机一定要看参数表。
常见电机品牌
一流:T(iger)-MOTOR做工优异,性能稳定,大多
根据无人机行业习惯,通常定义右旋前进的螺 旋桨为正桨,左旋前进的螺旋桨为反桨。
螺旋桨规格,一般由4
位数字表示,前两位数 表示直径,后两位表示 螺距。以1060浆为例, 10表示桨的直径是10英 寸,60表示浆角(螺距, 6.0英寸,也就是 152.4mm)。 1英寸=2.54cm 注:螺距是指同一片桨 叶旋转一圈所形成的螺 旋的距离。
电机效率
—— 3~5A,效率高 效率的标注方式是:g/W(克/每瓦)电机的功率和拉
力并不是成正比的,也就是说50W的时候450g拉力, 100W的时候就不是900g了,可能只有700g。具体效率 要看电机的效率表。大多数的电机在3A~5A的电流下效 率是最高的。 一般正常飞行时,效率保持在合理的范围内,能够很 好的保证续航能力。 此时,电机工作刚好工作在最大推力(1500g)的2/5 处,飞行性能较优。
四轴航拍电机桨搭配推荐:
3S电池1.8KG以下可用2216KV800电机搭配APC1147桨。 3S电池2KG以下可用2810KV750电机搭配APC1238桨。 3S电池2.5KG以下可用2814KV700电机搭配APC1340桨 4S电池2.5KG以下可用 2814KV600电机搭配APC1340桨 3110KV650电机搭配APC1238桨 3508KV580/KV700电机搭配DJI1555/APC1540桨。 4108KV480/KV600电机搭配APC1447/APC1540桨 6S电池,3KG以下可用3508KV380电机搭配DJI1555桨 4108KV380电机搭配DJI1555桨 4010KV320电机搭配DJI1555桨 4008KV400电机搭配APC1447桨

固定翼无人机技术-航空电机动力系统

固定翼无人机技术-航空电机动力系统

定子组成
01
主磁极
02
换向极
03
04
机座
电刷装置
主磁极的作用是产 生气隙磁场。主磁 极由主磁极铁芯和 励磁绕组两部分组 成
换向极的作用是改善 换向,减小电机运行 时电刷与换向器之间 可能产生的换向火花 ,一般装在两个相邻 主磁极之间,由换向 极铁芯和换向极绕组 组成。
电机定子的外壳称为 机座。为保证机座具 有足够的机械强度和 良好的导磁性能,一 般为铸钢件或由钢板 焊接而成。
结构上,有刷电机的转子是线圈绕组,和动力输出轴相连,定子是永磁磁钢;无 刷电机的转子是永磁磁钢,连同外壳一起和输出轴相连,定子是绕组线圈,去掉了有 刷电机用来交替变换电磁场的换向电刷,故称之为无刷电机。
名称 直流有刷电动机 直流无刷电动机
定子 永磁磁铁
绕组
转子 绕组 永磁磁铁
换向电刷 有 无
直流无刷电动机型号
感 谢 聆听
电刷装置是用来引入 或引出直流电压和直 流电流的。电刷装置 由电刷、刷握、刷杆 和刷杆座等组成。
转子组成
01
02
03
04
电枢铁芯
电枢绕组
换向器
转轴
电枢铁芯是主磁路 的主要部分,同时 用以嵌放电枢绕组 。一般电枢铁芯采 用由0.5mm厚的硅钢 片冲制而成的冲片 叠压而成
电枢绕组的作用是产 生电磁转矩和感应电 动势,是直流电机进 行能量变换的关键部 件。它是由许多线圈 (以下称元件)按一 定规律连接而成。
航空电机动力系统
航空电机动力系统
15.1
航空电机动力系统组成
无刷电动机动力系统组成
空心杯有刷电动机动力系统组成
无刷电动机动力系统组成
无刷电动机动力系统主要由电池、无刷电动机、电子调速器(ESC,简称电调,如 图所示)、平衡充电器和传动系统组成。

固定翼无人机技术-机翼空气动力特性

固定翼无人机技术-机翼空气动力特性

脱体涡的法洗效应和切洗效应
涡升力的产生及对升力系数的影响
展弦比为1,迎角为20°的三角翼各个横截面上的压力分布图。从图上可以看出, 机翼上表面在脱体涡覆盖的区域内,吸力很大。。
4.4
翼型的亚声速气动特性
机翼高速气动特性
翼型的跨声速气动特性 翼型的超声速气动特性
后掠翼和三角翼的高速气动特性
翼型的亚声速气动特性
机翼的有关角度
01
后掠角(χ)
后掠角是指机翼上有代 表性的等百分弦线在xOz 平面上的投影与Oz轴之 间的夹角。后掠角的大 小表示机翼向后倾斜的 程度。称为前缘后掠角 ,称为1/4弦线后掠角, 称为后缘后掠角。
02
03
04
几何扭转角(φ) 上(下)反角(Ψ)
机翼安装角
机翼展向任一剖面处翼型 弦线与翼根剖面处弦线的 夹角称为几何扭转角。上 扭为正,下扭为负。除了 几何扭转角以外还有气动 扭转角,指平行于机翼对 称面的任一翼剖面的零升 力线与翼根剖面零升力线 之间的夹角。
空气流过后掠翼的流动情形
通过实验可以看到,空气流过后掠翼,流线将左右偏斜呈“S”形。
经过前缘以后,空气在流向最低压力 点的途中,有效分速又逐渐加快,平 行分速仍保持不变,气流方向又从翼 尖转向翼根。随后,又因有效分速逐 渐减慢,气流方向转向原来方向。于 是,整个流线呈“S”形弯曲。
后掠翼的翼根效应和翼尖效应
CL
d CL d
d(CL n cos2 ) d(n cos)
dCL n dn
cos
(CL )n
cos
后掠翼升阻特性
各种不同后掠角的机翼升力系数斜率(Cy )随展弦比(λ)的变化曲线。由图 可以看出,当λ一定时,后掠角增大,Cy 减小。而当后掠角一定时,λ减小,Cy 也减小。这是由于展弦比减小时,翼尖涡对机翼上下表面均压作用增强的缘故。

固定翼无人机技术-固定翼无人机概述

固定翼无人机技术-固定翼无人机概述

1.2
固定翼无人机的飞行环境
大气飞行环境
空气的性质与标准大气 飞行中各种高度
大气飞行环境
包围地球的空气层称为大气层,是航空器唯一的飞行环境,也是导弹与航天器飞 行的重要环境。
大气密度随高度的变化
大气的分层
按大气温度随高度分布的特征,可把大气分成对流层、平流层(旧称同温层)ຫໍສະໝຸດ 中间层、热层和散逸层。非杀伤
杀伤
军 用 靶

探 测 无 人

通 信 中 继 无 人

毁 伤 评 估 无 人

边 海 防 巡 逻 无 人

电 子 侦 察 无 人

图 像 侦 察 无 人

电 子 战 无 人

察 打 一 体 无 人

反 辐 射 无 人

对 地 攻 击 无 人

空 战 无 人

反 潜 无 人

炮 火 校 射 无 人
k= −
(1-2)
式中 k——体积压缩率:Pa−1;V——流体的体积:m3;ΔV——流体体积的变化量:m3; Δp——流体压强的变化量:Pa;
空气的性质
3. 黏性与雷诺数
流体流动时,在流体内部产生阻碍运动的摩擦力的性质称做流体的黏性。黏性是流 体物理性质中最重要的性质。
流体产生黏性的最主要的原因有两条:一是流体分子之间的吸引力产生阻力;二是 流体分子做不规则的热运动的动量交换产生阻力。
固定翼无人机概述
固定翼无人机概述
1.1
固定翼无人机的定义
概念辨析
特点与分类
概念辨析
固定翼无人机是由动力装置产生推力/拉力,由固定机翼产生升力,在大气层中飞 行的重于空气的航空器。

第四章-固定翼无人机飞行平衡、稳定和操纵性一

第四章-固定翼无人机飞行平衡、稳定和操纵性一

固定翼无人机的重心、坐标轴和力矩
1.机体坐标轴
固定翼无人机的重心、坐标轴和力矩
• 固定翼无人机的坐标轴和力矩
2.作用在无人机上的力矩 俯仰力矩-----绕横轴(OZ轴)的转动力矩
固定翼无人机的重心、坐标轴和力矩
2.作用在无人机上的力矩 偏航力矩-----绕立轴(OY轴)的转动力矩
固定翼无人机的重心、坐标轴和力矩
固定翼无人机的重心、坐标轴和力矩
3.平均气动弦长 假想的矩形翼的面积、空气动力及俯仰特性与 原机翼相同。
固定翼无人机的重心、坐标轴和力矩
• 固定翼无人机的坐标轴和力矩
1.机体坐标轴 机体坐标系是指固定在无人机上的遵循右手法 则的三维正交直角坐标系,其原点位于无人机 的质心,OX轴位于无人机参考平面内平行于机 身轴线并指向无人机前方,OZ轴垂直于无人机 参考面并指向无人机右方,OY轴在参考面内垂 直于XOZ平面
无人机空气动力学与飞行 原理
第4章 固定翼无人机飞行平衡、稳 定性和操纵性
4.1 固定翼无人机的重心、坐标轴和力矩 4.2 固定翼无人机的平衡 4.3 固定翼无人机的稳定性 4.4 固定翼无人机的操纵性
固定翼无人机的重心、坐标轴和力矩
• 固定翼无人机重心
1.重心 固定翼无人机各部分重力的合力的作用点成为 重心,位置包括前后、左右和上下的位置,一 般固定翼无人机左右对称,因此重心在对称面 上。 2.测量重心的方法 直接测量法、掉线法和称重法。
2.作用在无人机上的力矩 滚转力矩-----绕纵轴(OX轴)的转动力矩
固定翼无人机的平衡
• 固定翼无人机的平衡
飞机的平衡包括作用力平衡和力矩平衡两个 方面。本节只分析各力矩的平衡。
➢ 相对横轴(OZ轴)——俯仰平衡 ➢ 相对立轴(OY轴)——方向平衡 ➢ 相对纵轴(OX轴)——横侧平衡

讲义01-无人机

讲义01-无人机

压输出,通过信号线为接收 机供电,接收机再为舵机等 控制设备供电。 电调的输出为三~四个舵机 供电是没问题的。因此,电 动的飞机,一般都不需要单 独为接收机供电,除非舵机 很多或对接收机电源有很高 的要求。
电调常见参数:
螺旋桨是指靠桨叶在空气或水中旋转,将发动机转动功率 转化为推进力的装置,可有两个或较多的叶与毂相连,叶 的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种船用推进器。
定子的直径和高度(如下图)。前面两位是定子直径, 后面两位是定子高度,单位是毫米。个别品牌标注的 是外转子的尺寸,实际定子尺寸小,如:4225电机, 其内部定子实际是3508的。 前两位越大,电机越肥,后两位越大,电机越高。 实际做工差,动平衡烂,效率低,一致性差,工作不 稳定等一系列缺点。
多轴飞行器
多轴飞行器 (Multirotor)是 一种具有三个及以 上旋翼轴的特殊的 直升机。 其通过每个轴上的 电动机转动,带动 旋翼,从而产生升 推力。 控制不同旋翼之间 的相对转速可以控 制其运动轨迹。
旋翼机
自转旋翼机简称旋 翼机或自旋翼机, 它的旋翼没有动力 装置驱动,仅依靠 前进时的相对气流 传动旋翼自转以产 生升力。

机架与桨尺寸搭配
下面是一些桨和轴距的搭配建议: 机架轴距 =(桨的英 寸*25.4/0.8/根号2) 10寸桨搭配轴距450MM机架
*2。 桨的尺寸(英寸) = (机架轴距/2)*根 号2*0.8/25.4。

11寸桨搭配轴距500MM机架 12寸桨搭配轴距550MM机架 13寸桨搭配轴距600MM机架 14寸桨搭配轴距650MM机架 15寸桨搭配轴距680MM机架 16寸桨搭配轴距720MM机架 17寸桨搭配轴距780MM机架 18寸桨搭配轴距820MM机架 19寸桨搭配轴距860MM机架 20寸桨搭配轴距900MM机架

无人机结构与系统-第1章 无人机结构与飞行原理

无人机结构与系统-第1章 无人机结构与飞行原理

1.1机体坐标轴和基 本运动状态
图1-1 机体坐标轴
1.2.1 结构组成
1.2多旋翼无人机的 结构及飞行原理
a)I型四旋翼 b)X型四旋翼 c)I型六旋翼 d)X型六旋翼 e)IY型共轴双桨六旋翼 f)Y型共轴双桨六旋翼 g)X型共轴双桨八旋翼 h)I型八旋翼 i)V型八旋翼
多旋翼无人机实质上是属于直升机的范畴,按轴数分为三轴、四轴、六轴、八轴等。按电机 个数分为三旋翼、四旋翼、六旋翼、八旋翼等。按旋翼布局分为I型、X型、V型、Y型、IY型等 (如图1-3所示)。由于X型结构的任务载荷前方的视野比I型的更加开阔,且控制灵活,所以在 实际应用中,多旋翼无人机大多采用X型外形结构。但对于初学者,建议采用I型,较安全。
(2)正反桨
顺时针旋转的螺旋桨称为正浆,逆时针旋转的螺 旋桨称为反浆。安装的 时候,一定记得无论正反 桨,有字的一面是向上的(桨叶圆润的一面要和 电机旋转方向一致)。
1.2.1 结构组成
(3)电机与螺旋桨的搭配
大螺旋桨就需要采用低KV电机,小螺旋桨就需要采用高KV电 机(因为需要用转速来弥补升力不足)。不同的电机需要使用 对应的螺旋桨,如表1-1所示。
(2)KV值
图1-6 电机
在无刷电机的铭牌上还有一组数字,如 KV950,如图 1-6 所示。用它来表示当电机的输入电压增加 1 伏特,无刷电机空转转 速增加的转速值,单位是“转速/伏特”(RPM/V)。例如KV950 电机,外加 1V 电压,电机空转时每分钟转 950 转;外加 2V 电压,电机的空转转速就 1900 转/分;电压为 10V 的时候,电机的空转转速达到 9500 转/分。单从 KV 值,不可以评价 电机的好坏,因为不同 KV 值适用不同尺寸的螺旋桨。KV 值小的电机的绕线匝数更多更密,能承受更大的电流,所以可以产 生更大的扭矩去驱动更大尺寸的螺旋浆;相反,KV 值大的电机的绕线匝数少,产生的扭矩小,适合驱动小尺寸的螺旋浆。

【原创】无人机概述系列(一)--固定翼的分类

【原创】无人机概述系列(一)--固定翼的分类

【原创】无人机概述系列(一)--固定翼的分类
作者:天途教育培训师吴星宇
固定翼作为无人机系统里三大飞行平台之一,针对不同的使用环境自然有不同的结构形态,今天我们来了解下行业中常见的固定翼类型。

一、常规布局所谓常规布局就是水平尾翼在主翼之后,除了水平尾翼的位置,主翼的位置不同也对飞机的布局产生影响:(一)上单翼指主翼安装位置在机身上方,具有较高的稳定性,但灵活性较差。

(二)中单翼指主翼安装位置在机身中部,兼具灵活性和稳定性(三)下单翼指主翼安装位置在机身下方,具有较高的灵活性,但稳定性较差。

二、鸭式布局鸭式布局为水平尾翼位于机翼之前,具有在大机动动作下,较好的空气动力性能。

三、无尾布局只有一对机翼,根据飞机本身应用环境,决定是否装有垂直尾翼。

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100平方公里 3.89万元 90-360天 无云
1.许可
年度申报航空许可备案,低 空无需申请。民航总局第 188号令CCAR-91-R2
2.使用
操控自如:操作手1-3个月 完成培训,使用97号汽油, 5升飞行距离超1500km
B.分辨率比较
摄影手段 无人机系统 美国Quick Bird卫星 法国SPOT卫星
西
产品好/服务好/综合成本低/快速响应客户需求
Page 24




于本水院士
李天院士
李伯虎院士
共同主持鉴定
航天无人机完成技术 定型,军工平台衍生 出的民用机在同类产 品中具有更稳定的技 术性能
Page 25
汇 报 交 流
曹刚川副主席 听取航天无人机汇报
吴邦国委员长 听取航天无人机汇报
Page 26
A 固定翼无人机(TF-1D)
B 四旋翼无人机
低空取像,实时性强、分辨率高 快速、准确获取线路最新信息
智能巡检的优点: ◆替代人工,提高巡线效率 ◆定点监控铁塔,及时发现隐患 ◆电力应急处置 ◆电力勘察设计
定点悬停拍摄,检测预定线路
线路巡检
Page 9
现状与问题
人工巡线工作量大、效率低、管理难度大 野外作业受天气、地理条件的影响大 线路隐患的发现缺乏专业的技术手段 不能快速反应突发电力故障 不能满足智能电网管理的新需求
◆ 10%的销售收入投入研发 ◆ 10%的研发经费投入预研 ◆ 35%的员工投入研发 ◆ 累积申请专利193件
Page 7
精英的研发团队
研发人才构成情况 总数 280名
大专及其他
硕士、博士
7% 16%
航天人/科技情/世界观
77%
本科
49%
初级职称
高级职称
19%
中级职称
32%
Page 8
无人机巡检系统
Page 20
四旋翼无人机应用案例
2007年四轴飞行器五代机参 加南京消防局消防实战演习
2008年四轴飞行器六代机参加某野战军反恐 预演习,取得了很大成功,受到部队首长的好评
Page 21
目录
1Байду номын сангаас
公司介绍
2
产品技术
3
服务电力
Page 22
以客户需求为核心的价值观
我们的目标-----实现客户利益最大化!
聚焦 优先满足客户需求,快速响应 创新 围绕客户需求持续创新 稳健 财务稳健,可持续增长 和谐 和谐商业环境,共享价值链利益
Page 23
航天品质 服务电力
售后服务/市场拓展/战略合作
◆建立了7×24小时的3级客户服务体系 ◆在国内设有19个一级办事处
◆10年累计销售电能表1000多万台 ◆在四川电力公司建设国内首个无人机
航天电气
无人机巡检系统介绍
Page 1
目录
1
公司介绍
2
产品技术
3
服务电力
Page 2
航天科工深圳(集团)有限公司
中国航天科工集团在深设立的大型央企 国资委直属的特大型骨干企业之一 以高新技术为主导、专业经营电力板块 旗下控股公司14家、参股公司7家、分公司4家 2009年集团及下属企业产值超1500亿元
前端高数度据采15集00设m 备
- 20℃ ~ +55℃ ≤ 152mm//ss
1.2G 微波图10象h 传输电台
迎面风
Page 19
四旋翼无人机产品功能:
1.具备遥控飞行功能 2.具备GPS制导下的速度跟踪模式自主飞行功能 3. 具备GPS制导下的航线跟踪自主飞行功能 4. 具备GPS制导下的自主起降飞行功能 5.具备飞行数据实时上传和下传功能 6.具备一维摄像云台和彩色CCD摄象机 7.具备模拟微波图象实时下传功能 8.具备图象和数据实时存储功能
航天无人机在四川、沈阳成功运营!
应急处置 快速决策
回良玉副总理 观看无人机航拍图像
Page 27
航天无人机在珠海试飞成功!
Page 28
原政协副主席、工程院长宋健院士视察我司
Page 29
发力智能电网 引领产业方向
◇ 资本运作、优势互补,快速布局智能电网产品线 ◇ 2008年航天电力板块产值超5亿元,预计2009年可达8亿元 ◇ 航天科工、中兴通讯强强联合,与国网结成三位一体战略联盟 ,建设坚强智能电网
分辨率 0.06m 0.61m 2.5m
3.维护
模块化设计拆卸便捷、20次降落 更换机头罩(成本约200元), 维护简单,无人员伤害
Page 17
四旋翼无人机系统

统 数据采集

飞行平台
数据通讯
地面站系统




采 集

、 图


存 储


导结

航构

、、

遥 控 器
动 力 电



讯 、 下 行 通 讯
卫星遥感拍摄
成图比例 分辨率 影像类型 价格
起订面积 起订价格 订购周期 气候条件
1:1000 0.06米 全息真彩 2000~3000 元/平方公里 10平方公里 5~10 万元 15天
1:1000 0.2米
全息真彩 4000元/平方公里
50平方公里 20万元 30天
睛天,上午
1:6000 0.61米 伪彩 389元/平方公里
续图航像时传间输
技术指标 ≤ 01.69kkgg
1385m公/s里~/小32时m/s ≥0.26.米5m/s 10—10200分km钟
单PG≤S制3导kg
43节00锂-电30池00m 900MHz 05.02kKmG
备注 不包包含含所其有他设设备备
巡航速度 25m/s 飞机海占平地面面积 巡航飞行
离地高度 或选其它电台频率
迎面风
Page 13
起飞方式


弹射
车载

降落方式

腹降
撞网
Page 14
远程航拍 设置灵活
◆可持续飞行1000公里 ◆滞空时间可达16小时 ◆ 50km内手动遥控飞行 ◆全天候飞行(在雾/雨/雷电
等恶劣天气下执行任务)
◆一次可设定100个航点, 规划 40条航线, 可指定返航点
◆系统内置1︰10万数字地图 ◆记录飞行参数(经纬度坐标/

存 储
与、
控 制
动 力




通 讯 、 下 行 通 讯

地发 面射 测回 控收
、、 图地 像面 后保 处障 理、

◆国内最大的无人化智能装备研究基地 ◆专门的特种飞行器研究所
◆60人的研发队伍承接军品研究项目 ◆军品技术转化为民用
Page 12
技 术 参 数
名称 空机重量 飞行速度 爬升速率 航程
巡检应急体系 ◆提高电能质量,为30多个供电局提供
高端浪涌保护器 ◆加强高压线路监控,为电网系统提供
在线监测产品
◆与南方电网共同组建研发中心 ◆同国家电网建立战略合作框架
新 疆
甘 肃 青 海 川渝 藏
国内市场分布


江吉
内蒙 北
古 宁 夏陕
西
京 山 西山
河东 南
林 上
江 浙海
贵 州
湖 南
西
江 福

广
Page 5
目录
1
公司介绍
2
产品技术
3
服务电力
Page 6
自主创新 追求卓越
航天电气/航天泰瑞捷/西安亮丽/航天新光4大研发基地 专注电表及自动化 /无人机/在线监测/浪涌等领域研究 280名研发工程师,起草多项行业标准 跟踪智能电网最新需求,预研新产品 掌握无人机核心技术,同时满足军品、民品需要 浪涌防护、无线遥视产品技术国内领先 年申请专利、知识产权50余项
姿态角/高度/速度等)
Page 15

2 自主研制稳定云台 保证图像采集精度

实时采集:以高像素数码相机,存储卡
与清华合作研制

1 容量≥4G,图像处理精度达50平米/帧
自动识别、快速

实时传输:50km内以无线方式传输指令
拼接软件
3
处 理
Page 16
经济、高效的选择
A.成本比较
无人机航拍
有人机航拍


地地 面面 测保 控障 、、 图起 像降 处自 理如
特点:具有体积小、重量轻、目标特性小,使用快捷、机动灵活、操作使用及维修简便
Page 18
四 旋 翼 无 人技 机术


名称 空机重量 最大飞飞行行速速度度 爬直升径速率
航 程时
有导效航载方荷式
巡动航力高组度 电台频段
控载制重半径
飞行温度
抗风能力
Page 30
为航天再造一个中兴通讯!
Page 31
谢谢!
Page 32
智能电网
电力通信网 电力信息交互平台 特高压监测系统 智能调度 发/变/配/输一体化
为智能电网提供全球领先的解决方案
Page 4
智能巡检与电力净化产品

产 无人机
在线监测系统

电表及电力自动化产品
浪涌保护器



单/三相电能表
用电管理终端
航天电气、航天泰瑞捷、西安亮丽、航天新光四大厂家 可提供100多种产品,充分满足电力客户各种需求 集研发、生产、销售、服务为一体 为国网、南网两大系统提供智能电网技术解决方案
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