科技前沿探秘丛书--图解无人机技术

无人机，又称无人驾驶航空器，其发展初期只是作为军用空中靶机，用于辅助侦察。直到本世纪，无人机在军事上才真正作为重要的作战装备发展和应用。尤其是近些年无人机在民用方面的迅速发展，大家才越来越关注无人机技术。但是多数普通民众尚局限在小型多旋翼无人机用于拍照、娱乐等层面，对于无人机的各种类型、在军事上的重要作用、在工农业方面应用的发展还知之甚少。
相对有人飞行器来说，无人机将原来飞行员在空中直接驾驶和操作的工作转化为无人机自主驾驶和操作，以及地面人员遥控辅助作业，因此，必然要发展一系列新技术来满足无人驾驶和作业的要求。无人机从构造与形态上与有人飞行器有哪些不同？无人机到底采用了哪些技术来实现自主飞行控制导航和空中作业？无人机在国防上、工农业上和与人们生活相关方面有哪些作用？无人机技术今后将向哪些方面发展？人们在使用无人机时应注意什么？这些都是广大读者想深入了解的问题。
另一方面，由于无人机具有相对结构简单、重量轻、灵活性强、成本较低、无空中驾驶员安全问题等特点，使其在很多领域可以补充或替代军用有人驾驶航空器的作用，而且更适合机动、隐蔽和集群作战。无人机在民用方面的用途也越来越广泛，包括过去地面民用装备不能完成的空中作业，以及危险环境下执行任务，如公安、交通安全、消防、物流运输、电力巡检、桥路检测、资源勘查、植保与农业监控等。因此，不少行业人员和众多的大中学生也想投身到无人机发展的事业上去，或者应用无人机技术来改进目前的工作。对于非专业人员和学生，以及大量需要应用无人机的人员来说，先初步了解和认识无人机技术很有必要，然后再进一步深入学习和掌握相关知识与技术，甚至可以自己动手去创造发明新的无人机。
本书在内容编排上尽可能精简大段文字描述，着重配置了丰富多彩的图画和照片，增加读者的感性和直观认识，旨在为非专业人士与学生提供一本能较快、较容易了解无人机的基本原理、主要技术和应用的知识普及读物，激发大家的创造创新意识。
本书对无人机技术的阐述尽量做到通识明了，注意到无人机新概念技术的飞速发展，书中尽可能提供各种不同类型和不同布局的无人机图形和特点，以及未来的应用前景。鉴于无人机系统技术发展很快，本书不可能全面反映无人机技术的详细内容。本书写作风格力求简洁易懂，以适应不同层次的读者，既可作为非专业大中学生的课外辅导教材，也可作为各行业管理与技术人员、商业人员和航空爱好者的科普读物。
本书的编写得到了南京航空航天大学郑祥明、肖天航、邓双厚、蔡红明、周建江、黄国平、王新华、甄子洋等教授和南京理工大学武明建副教授的大力协助以及对部分编写工作的支持，在此表示感谢！

作者

昂海松，南京航空航天大学 教授、博导，曾任航空宇航学院院长，现任中国航空学会理事、中国航空学会无人驾驶航空器系统专门委员会委员、中国民用航空应急救援联盟专家委员会副主任、中国公安部警务保障专家、中国灾害防御协会应急科技装备专业委员会副主任。获国家科技进步二等奖1项，国防科技进步一等奖2项、部省级科技成果奖10项，主编出版了《无人机系统设计导论》《无人机系统关键技术》《微型飞行器设计导论》《微型飞行器系统技术》《飞行器先进设计技术》《现代航空工程》等13部专著。荣获国家 级教学名师、全国模范教师、享受国务院政府特殊津贴、中航冯如航空科技精英奖、国防科技工业有突出贡献专家、中国航空工业有突出贡献专家、江苏省首席科技传播专家、南京市十大科技之星、全国首届教材建设先进个人等荣誉。

本书是一本科普读物，以通俗易懂的文字和丰富多彩的图画描述了无人机技术的方方面面，包括无人机的基本概念，各种类型、布局及其特点，飞行原理、动力与能源、飞行控制、通信、任务载荷，军民用途和发展前景。
本书可供无人机行业工作人员、科技爱好者、社会大众学习和参考，也可以作为各层次学生的课外辅助教材。

第1章 无人机基本概念 1
1.1　无人机的定义和组成 1
1.2　无人机的发展简史 5

第2章 无人机的类型和布局 11
2.1　无人机的类型 11
2.2　无人机的特点 19
2.3　无人机的不同布局与构型 22

第3章 无人机的飞行原理 49
3.1　无人机的升力从哪里来 49
3.2　无人机的受力分析 63
3.3　无人机的飞行性能 78
3.4　无人机的动力与能源 85

第4章 无人机的飞行控制与导航 103
4.1　无人机的运动控制基础 103
4.2　无人机的飞行控制与导航技术 112
4.3　无人机系统的通信技术 126

第5章 无人机系统的任务载荷和传感器 131
5.1　无人机系统摄像装置 131
5.2　无人机系统环境感知装置 146
5.3　其他特种信息传感装置 154

第6章 无人机系统的用途及发展前景 158
6.1　无人机在军事上的用途 158
6.2　无人机在民用上的用途 170
6.3　无人机技术的展望 180

参考文献 185