針對(duì)大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的新時(shí)代培養(yǎng)高級(jí)人才、創(chuàng)新型人才和復(fù)合型人才的需要,本書系統(tǒng)而全面地介紹了多旋翼無人機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)的主要內(nèi)容和知識(shí)體系。全書共分9章,主要內(nèi)容包括概述、多旋翼無人機(jī)飛行原理和翼型設(shè)計(jì)、DIY 4旋翼無人機(jī)組裝、多旋翼無人機(jī)動(dòng)力裝置、多旋翼無人機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)、多旋翼無人機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、多旋翼無人機(jī)氣動(dòng)彈性力學(xué)、多旋翼無人機(jī)飛行控制技術(shù)和多旋翼無人機(jī)總體設(shè)計(jì)。每一章節(jié)*后都給出了該章的小結(jié)和習(xí)題。
本書取材來源于實(shí)踐,選材新穎、內(nèi)容豐富、概念清楚易懂,具有很強(qiáng)的可操作性,既適合作為高等院校相關(guān)專業(yè)大學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課程教材,也適合作為相關(guān)專業(yè)研究生及從事多旋翼無人機(jī)科研、生產(chǎn)和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)工作人員,以及廣大航模愛好者的學(xué)習(xí)培訓(xùn)教材,對(duì)于希望全面了解多旋翼無人機(jī)知識(shí)的其他讀者,本書也是一本較好的參考讀物。
近年來,多旋翼無人機(jī)作為航空領(lǐng)域一枝新秀,引起了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注和重視,風(fēng)行全球,迅速成為新的創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)新研究熱點(diǎn)。其產(chǎn)品在國內(nèi)外市場(chǎng)上商機(jī)無限,世界各國掀起了一股研發(fā)和廣泛應(yīng)用的熱潮。特別是屬于消費(fèi)級(jí)的微型機(jī),操作簡單、價(jià)格便宜,市場(chǎng)上有眾多適合個(gè)人自己動(dòng)手組裝(DIY)的成套軟硬配件出售,只要自己動(dòng)動(dòng)手,經(jīng)過簡單的組裝,就能實(shí)現(xiàn)每個(gè)人自幼就有的飛行夢(mèng)想。但實(shí)際上,多旋翼無人機(jī)屬于一種電子自動(dòng)化和智能化控制的高科技產(chǎn)品,技術(shù)含量相當(dāng)高,其研制設(shè)計(jì)和應(yīng)用發(fā)展等技術(shù)問題需要引起大家足夠的重視。作者緊密結(jié)合當(dāng)前實(shí)際,根據(jù)自己40多年從事相關(guān)方面工作的經(jīng)驗(yàn)編寫了這本教材,系統(tǒng)全面地介紹了多旋翼無人機(jī)基本技術(shù)的方方面面,使學(xué)生對(duì)多旋翼無人機(jī)能有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)。因此,本書的正式出版,既解決了教材缺乏的問題,也有助于同學(xué)們提高對(duì)大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新精神的認(rèn)識(shí)。
目錄
第1章概述
1.1與多旋翼無人機(jī)相關(guān)的基本概念
1.1.1基本的物理概念和定律
1.1.2系統(tǒng)論的基本概念
1.1.3控制論的基本概念
1.2多旋翼無人機(jī)系統(tǒng)的基本概念
1.2.1多旋翼無人機(jī)的定義
1.2.2多旋翼無人機(jī)系統(tǒng)及其飛行機(jī)組
1.3多旋翼無人機(jī)的構(gòu)型、用途及分類
1.3.1多旋翼無人機(jī)的構(gòu)型和用途
1.3.2多旋翼無人機(jī)的分類
1.4多旋翼無人機(jī)的發(fā)展歷程和市場(chǎng)前景
1.4.1多旋翼無人機(jī)的發(fā)展歷程
1.4.2多旋翼無人機(jī)市場(chǎng)
1.4.3多旋翼無人機(jī)的典型案例
1.5民用多旋翼無人機(jī)飛行管理
1.5.1航空空域的劃分
1.5.2與民用多旋翼無人機(jī)飛行相關(guān)的法律問題
1.5.3民用多旋翼無人機(jī)飛行管理文件
本章小結(jié)
習(xí)題
第2章多旋翼無人機(jī)的飛行原理和翼型設(shè)計(jì)
2.1多旋翼無人機(jī)的飛行原理和控制方式
2.1.1多旋翼無人機(jī)的飛行原理
2.1.2多旋翼無人機(jī)的飛行控制
2.2多旋翼無人機(jī)的特點(diǎn)和對(duì)比分析
2.2.1多旋翼無人機(jī)的特點(diǎn)
2.2.2多旋翼無人機(jī)的對(duì)比分析
2.3翼型的幾何參數(shù)和主要類型
2.3.1翼型的定義和幾何參數(shù)
2.3.2空氣在翼型表面的流動(dòng)和壓力分布
2.3.3翼型的主要類型
2.4翼型空氣動(dòng)力特性和影響因素
2.4.1翼型空氣動(dòng)力特性
2.4.2影響翼型空氣動(dòng)力的因素
2.4.3翼型的選擇
2.5多旋翼無人機(jī)飛行速度受限的原因和翼型設(shè)計(jì)
2.5.1多旋翼無人機(jī)飛行速度受限的主要原因
2.5.2多旋翼無人機(jī)槳葉翼型設(shè)計(jì)
本章小結(jié)
習(xí)題
第3章DIY 4旋翼無人機(jī)組裝
3.1DIY多旋翼無人機(jī)的基本概念
3.1.1DIY精神和DIY多旋翼無人機(jī)的定義
3.1.24旋翼無人機(jī)的組成和DIY步驟
3.2DIY 4旋翼無人機(jī)部件的要求和選擇
3.2.1DIY 4旋翼無人機(jī)部件的要求
3.2.2DIY 4旋翼無人機(jī)機(jī)架、旋翼與動(dòng)力裝置的選擇
3.2.3DIY 4旋翼無人機(jī)自動(dòng)駕駛儀的選擇
3.2.4DIY 4旋翼無人機(jī)傳感器的類型
3.2.5DIY 4旋翼無人機(jī)遙控系統(tǒng)的選擇
3.3DIY 4旋翼無人機(jī)的組裝
3.3.1DIY 4旋翼無人機(jī)組裝前的準(zhǔn)備工作
3.3.2DIY 4旋翼無人機(jī)自制或組裝機(jī)架
3.3.3DIY 4旋翼無人機(jī)整體組裝前的準(zhǔn)備
3.3.4DIY 4旋翼無人機(jī)的整體組裝
3.4DIY 4旋翼無人機(jī)的調(diào)試
3.4.1DIY 4旋翼無人機(jī)無槳調(diào)試
3.4.2DIY 4旋翼無人機(jī)有槳調(diào)試
3.5DIY 4旋翼無人機(jī)的操作練習(xí)
3.5.1飛行前的檢查工作
3.5.2DIY 4旋翼無人機(jī)基本操作練習(xí)
3.5.3DIY 4旋翼無人機(jī)日常飛行練習(xí)
3.5.4航模模擬器
3.6民用飛機(jī)的適航管理
本章小結(jié)
習(xí)題
第4章多旋翼無人機(jī)動(dòng)力裝置
4.1多旋翼無人機(jī)動(dòng)力裝置的基本概念
4.1.1多旋翼無人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的分類、功用和要求
4.1.2多旋翼無人機(jī)動(dòng)力裝置的組成
4.2直流電動(dòng)機(jī)
4.2.1直流電動(dòng)機(jī)的基本概念
4.2.2無刷直流電機(jī)
4.2.3有刷直流電機(jī)
4.2.4空心杯電機(jī)
4.3航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)
4.3.1航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)
4.3.2航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作系統(tǒng)和原理
4.3.3旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)
4.3.4航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性
4.4渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)
4.4.1渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的分類和工作原理
4.4.2渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
4.4.3渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性
4.4.4多旋翼無人機(jī)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)不同類型的比較
4.5多旋翼無人機(jī)燃油系統(tǒng)和滑油系統(tǒng)
4.5.1多旋翼無人機(jī)燃油系統(tǒng)
4.5.2多旋翼無人機(jī)滑油系統(tǒng)
4.6多旋翼無人機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)
4.6.1多旋翼無人機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和部件
4.6.2多旋翼無人機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)和臨界轉(zhuǎn)速
4.6.3旋翼/動(dòng)力/傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)問題
本章小結(jié)
習(xí)題
第5章多旋翼無人機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)
5.1旋翼飛行器空氣動(dòng)力學(xué)的基本概念
5.1.1空氣動(dòng)力學(xué)的基本概念
5.1.2旋翼飛行器空氣動(dòng)力學(xué)的定義、內(nèi)容和工具
5.2旋翼的幾何參數(shù)和工作原理
5.2.1旋翼的功用和幾何參數(shù)
5.2.2旋翼參數(shù)的無因次化
5.2.3旋翼的工作原理
5.3旋翼動(dòng)量理論的基礎(chǔ)知識(shí)
5.3.1垂直飛行的動(dòng)量理論
5.3.2前飛時(shí)的動(dòng)量理論
5.4旋翼葉素理論的基礎(chǔ)知識(shí)
5.4.1垂直飛行的葉素理論
5.4.2前飛時(shí)的葉素理論
5.5旋翼經(jīng)典渦流理論的基礎(chǔ)知識(shí)
5.5.1垂直飛行的經(jīng)典渦流理論
5.5.2前飛時(shí)的經(jīng)典渦流理論
5.6旋翼現(xiàn)代渦流理論的基礎(chǔ)知識(shí)
5.6.1懸停時(shí)旋翼自由尾跡分析
5.6.2前飛時(shí)旋翼自由尾跡分析
5.7旋翼CFD理論基礎(chǔ)知識(shí)
5.7.1計(jì)算流體力學(xué)的定義和特點(diǎn)
5.7.2旋翼流場(chǎng)的控制方程
5.7.3控制方程的離散化方法
本章小結(jié)
習(xí)題
第6章多旋翼無人機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)
6.1多旋翼無人機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的基本概念
6.1.1多旋翼無人機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的定義和特點(diǎn)
6.1.2多旋翼無人機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究方法和模型
6.1.3多旋翼無人機(jī)振動(dòng)的類型
6.1.4簡諧振動(dòng)與諧波分析
6.1.5單自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)
6.2多旋翼無人機(jī)旋翼結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析
6.2.1旋翼的結(jié)構(gòu)形式
6.2.2多旋翼無人機(jī)的旋翼槳葉振動(dòng)
6.2.3多旋翼無人機(jī)旋翼整體振型
6.3多旋翼無人機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析
6.3.1多旋翼無人機(jī)傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速
6.3.2多旋翼無人機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)
6.4多旋翼無人機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析
6.4.1多旋翼無人機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)的類型和特點(diǎn)
6.4.2多旋翼無人機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究方法
6.4.3多旋翼無人機(jī)機(jī)體動(dòng)力學(xué)有限元分析
本章小結(jié)
習(xí)題
第7章多旋翼無人機(jī)氣動(dòng)彈性力學(xué)
7.1多旋翼無人機(jī)氣動(dòng)彈性力學(xué)的基本概念
7.1.1多旋翼無人機(jī)氣動(dòng)彈性力學(xué)的定義和特點(diǎn)
7.1.2非定常氣動(dòng)力基礎(chǔ)
7.1.3非定常氣動(dòng)力計(jì)算的常用方法
7.2旋翼槳葉運(yùn)動(dòng)自由度之間的耦合
7.2.1旋翼槳葉運(yùn)動(dòng)自由度耦合的基本概念
7.2.2旋翼槳葉運(yùn)動(dòng)自由度耦合的主要形態(tài)
7.3多旋翼無人機(jī)旋翼氣動(dòng)彈性靜力學(xué)
7.3.1旋翼氣動(dòng)彈性靜力學(xué)的基本概念
7.3.2旋翼槳葉發(fā)散的基本原理和臨界速度
7.4多旋翼無人機(jī)旋翼氣動(dòng)彈性動(dòng)力學(xué)
7.4.1旋翼槳葉顫振的基本概念
7.4.2旋翼槳葉的經(jīng)典顫振
7.4.3旋翼槳葉的失速顫振
7.4.4旋翼槳葉其他類型的耦合穩(wěn)定性分析
7.5多旋翼無人機(jī)旋翼與機(jī)體耦合氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性
7.5.1旋翼機(jī)體耦合系統(tǒng)的動(dòng)不穩(wěn)定性
7.5.2旋翼機(jī)體耦合振動(dòng)系統(tǒng)分析
本章小結(jié)
習(xí)題
第8章多旋翼無人機(jī)飛行控制技術(shù)
8.1多旋翼無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的基本概念
8.1.1多旋翼無人系統(tǒng)的基本概念
8.1.2多旋翼無人機(jī)飛行控制的基本概念
8.2多旋翼無人機(jī)飛行姿態(tài)的數(shù)學(xué)表示
8.2.1坐標(biāo)系統(tǒng)與歐拉角
8.2.2旋轉(zhuǎn)矩陣表示方法
8.2.3四元數(shù)表示方法
8.2.4多旋翼無人機(jī)姿態(tài)表示方法的比較
8.3多旋翼無人機(jī)飛行動(dòng)力學(xué)建模
8.3.1建模假設(shè)和模型結(jié)構(gòu)
8.3.2多旋翼無人機(jī)剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)模型
8.3.3多旋翼無人機(jī)控制分配模型
8.3.4多旋翼無人機(jī)飛行控制通道和線性簡化模型
8.4多旋翼無人機(jī)PID控制和卡爾曼濾波
8.4.1PID控制的基本概念
8.4.2PID參數(shù)調(diào)試
8.4.3卡爾曼濾波器
8.5多旋翼無人機(jī)的自動(dòng)飛行控制
8.5.1飛行控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和分層結(jié)構(gòu)
8.5.2多旋翼無人機(jī)位置控制
8.5.3多旋翼無人機(jī)姿態(tài)控制
8.5.4多旋翼無人機(jī)控制分配
8.5.5多旋翼無人機(jī)動(dòng)力控制
本章小結(jié)
習(xí)題
第9章多旋翼無人機(jī)總體設(shè)計(jì)
9.1多旋翼無人機(jī)設(shè)計(jì)的基本概念
9.1.1多旋翼無人機(jī)研制流程和設(shè)計(jì)定義
9.1.2多旋翼無人機(jī)設(shè)計(jì)的重要性、設(shè)計(jì)要求和原則
9.1.3多旋翼無人機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)和工作要求
9.2多旋翼無人機(jī)總體設(shè)計(jì)及后續(xù)過程
9.2.1多旋翼無人機(jī)總體設(shè)計(jì)定義和概念設(shè)計(jì)
9.2.2多旋翼無人機(jī)初步設(shè)計(jì)和總體設(shè)計(jì)特點(diǎn)
9.2.3多旋翼無人機(jī)詳細(xì)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)定型和生產(chǎn)定型
9.3多旋翼無人機(jī)的類型分析與選擇
9.3.1多旋翼無人機(jī)的類型分析
9.3.2多旋翼無人機(jī)類型的選擇
9.4多旋翼無人機(jī)總體參數(shù)的分析與選擇
9.4.1多旋翼無人機(jī)旋翼參數(shù)的分析與選擇
9.4.2多旋翼無人機(jī)重量與動(dòng)力參數(shù)的分析與選擇
9.5多旋翼無人機(jī)總體布局設(shè)計(jì)
9.5.1多旋翼無人機(jī)總體布局設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求
9.5.2多旋翼無人機(jī)總體布局設(shè)計(jì)的內(nèi)容
本章小結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)