無人機組裝與調試

項目三

垂直起降無人機組裝調試

垂直起降無人機整體概述01020304目錄CONTENTS垂直起降無人機機體組裝垂直起降無人機飛控系統安裝垂直起降無人機飛控系統調試無人機飛行測試05垂直起降無人機遙控系統測試無人機飛行測試06垂直起降無人機飛行測試學習目標知識1.了解垂直起降固定翼無人機的概念、分類、特點、發展及控制原理；2.熟悉垂直起降固定翼無人機結構組成；3.掌握垂直起降固定翼無人機機體安裝步驟；4.熟悉垂直起降固定翼無人機飛行控制系統調試的內容和步驟；5.掌握垂直起降固定翼無人機固定翼動力部分、旋翼系統測試和動力轉換測試的步驟和方法；6.掌握垂直起降固定翼無人機飛行測試地面站任務規劃的方法。01知識1.能夠完成垂直起降固定翼無人機機體安裝；2.能夠完成垂直起降固定翼無人機飛行控制系統基本參數設置、遙控器校準和指南針校準；3.能夠完成垂直起降固定翼無人機的固定翼動力系統測試、旋翼系統測試和動力轉換測試；4.能夠按照任務要求完成垂直起降固定翼無人機地面站任務規劃和飛行任務執行。技能素養1.能夠完成垂直起降固定翼無人機機體安裝；2.能夠完成垂直起降固定翼無人機飛行控制系統基本參數設置、遙控器校準和指南針校準；3.能夠完成垂直起降固定翼無人機的固定翼動力系統測試、旋翼系統測試和動力轉換測試；4.能夠按照任務要求完成垂直起降固定翼無人機地面站任務規劃和飛行任務執行。1.在實訓過程中樹立符合企業所訴求的安全、保密、責任意識；2.養成嚴謹誠信，團結合作，規范操作的職業素養；3.樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，具備良好的思想道德品質。任務一

垂直起降無人機整體概述任務要點本任務將從三個方面詳細介紹垂直起降固定翼無人機的相關內容，主要包括垂直起降固定翼無人機概述、垂直起降固定翼無人機的結構組成以及垂直起降固定翼無人機的發展。通過基礎理論知識的學習，使學生了解垂直起降固定翼無人機的概念、特點、結構組成以及發展歷程等內容，為后面系統知識的學習奠定理論基礎。一、垂直起降固定翼無人機概述垂直起降固定翼無人機是指起降過程采用可控垂直方式的固定翼無人機，是一種有效結合多旋翼無人機垂直起降能力和固定翼無人機高效巡航能力的復合型無人機。1.概念一、垂直起降固定翼無人機概述根據布局形式分類，可分為：復合翼布局、尾坐式布局、傾轉旋翼布局等類型。2.分類復合翼布局尾坐式布局傾轉旋翼布局一、垂直起降固定翼無人機概述根據動力系統類型分類，可分為純電動、油電混合垂直起降固定翼無人機兩大類。2.分類純電動垂直起降無人機油電混合垂直起降無人機01020304一、垂直起降固定翼無人機概述3.特點飛行平臺具備垂直起降能力，對起降點要求低，整個系統執行任務方便、靈活，適合在硬件條件比較惡劣的邊境線、邊境重要區域執行飛行任務載荷能力大，作業類型豐富，可通過掛載航攝相機、激光雷達、合成孔徑雷達、光電吊艙等任務載荷，能夠獲取各類圖像、影像、音頻等豐富的數據，并可進行夜間作業飛行系統續航時間長、覆蓋范圍廣，通過掛載相應專用設備可對目標進行空中偵察、跟蹤、拍攝取證，具備在任務點實施長時間持續的監視能力飛行速度快，可對任務點大范圍監控預警，并快速抵達目標點，提高邊防反應能力，并可將實時數據回傳，提高邊防部門的信息協同能力一、垂直起降固定翼無人機概述垂直起降固定翼無人機在起飛時，采用與多旋翼無人機相同的起飛原理，當到達一定高度后切換至固定翼姿態模式，這時無人機的固定翼動力系統將啟動，切換過程中飛控將自動保持無人機的飛行高度直到切換成功（達到固定翼最小空速則判斷為切換成功），切換成功后多旋翼部分將緩慢關閉，進入純固定翼模式飛行。4.控制原理起飛原理一、垂直起降固定翼無人機概述在飛行任務執行完畢后，垂直起降固定翼無人機會飛行至預定降落位置上空，這時使用地面站或遙控器切換至多旋翼模式，動力系統中多旋翼部分的四個電機將開始運作，固定翼動力系統停止工作，當垂直起降固定翼無人機可以達到懸停狀態時代表轉換成功，然后無人機緩慢垂直降落到預定地點。4.控制原理降落原理二、垂直起降固定翼無人機結構組成垂直起降固定翼無人機的機體組件主要包括：機身、機翼、旋翼、尾翼。1.機體二、垂直起降固定翼無人機結構組成固定翼部分2.動力系統動力系統的固定翼部分包括：前拉電機、前拉槳和電調，如圖所示。固定翼部分常在巡航階段高速狀態下使用。二、垂直起降固定翼無人機結構組成旋

翼部

分2.動力系統動力系統的旋翼部分包括：四個螺旋槳、四個電機和兩個旋翼軸，如圖所示。旋翼部分常在起降及低速狀態下使用，按照多軸模式飛行。二、垂直起降固定翼無人機結構組成3.控制系統飛控主要由主控電腦、陀螺儀、加速度計、氣壓計、空速管、磁羅盤、GPS模塊等部件組成，主要用來穩定無人機的飛行姿態、控制無人機自主或半自主飛行，是垂直起降固定翼無人機的核心系統，如圖所示。（1）飛控二、垂直起降固定翼無人機結構組成3.控制系統接收機的作用是接受遙控器信號，如圖所示。（2）接收機二、垂直起降固定翼無人機結構組成3.控制系統數傳電臺又叫“無線數傳模塊”，在垂直起降固定翼無人機的應用中，數傳電臺將信號傳給控制終端，同時通過終端操作，將信號傳至無人機，實現可靠操控。通過數傳電臺，可以實現數據的高效實時傳輸,如圖所示。（3）數傳電臺三、垂直起降固定翼無人機的發展1.第一階段20世紀60年代，美國軍方開始研究垂直起降固定翼無人機技術，目的是為了在軍事偵察、監視和偵察方面提供更多的選擇。在此期間，美國陸軍和海軍陸戰隊分別研制了XM-407和RyanXV-5Vertifan等垂直起降固定翼無人機。20世紀70年代，美國陸軍研制了VZ-4DAVertol，這是一種垂直起降固定翼無人機，用于進行高空氣象觀測任務。三、垂直起降固定翼無人機的發展2.第二階段20世紀80年代，隨著計算機技術和遙控技術的發展，垂直起降固定翼無人機開始逐漸應用于民用領域。德國公司Eurocopter研制了一種名為VFW-614的垂直起降固定翼無人機，用于進行民用航空的氣象觀測和飛行測試。三、垂直起降固定翼無人機的發展3.第三階段21世紀初，隨著無人機技術的快速發展，垂直起降固定翼無人機開始得到廣泛應用。垂直起降固定翼無人機具有對起降場地要求低、機動性好、巡航速度高、航時長等優勢，在軍用和民用領域都具有極為廣泛的應用前景，該無人機是目前航空領域研究熱點。目前國內外在研垂直起降固定翼無人機仍是以傾轉旋翼式和尾座式為主流構型，但由于現有技術尚無法滿足未來戰場對垂直起降固定翼無人機快速響應能力、快速到達能力的極高要求，需要進一步進行技術突破創新。三、垂直起降固定翼無人機的發展4.第四階段隨著分布式電推進技術在飛機總體、氣動、動力、控制上逐漸展示出無可比擬的潛力，基于分布式電推進的高速垂直起降固定翼無人機技術或將成為未來航空領域新