本書為無人機總體氣動設計專業(yè)教材，主要介紹了無人機氣動設計的相關知識以及氣動設計原則。本書的特點是敘述簡單、概念清晰、圖文并茂、便于實踐。書中主要通過配圖、舉例等方式進行闡述，語言生動有趣，知識內容淺顯易懂。同時，書中所涉及的原理以及公式推導都不難，還有章節(jié)后的習題以及實驗操作，便于讀者快速理解和掌握。
本書適合航空相關專業(yè)的本科生學習或具有一定基礎的無人機相關行業(yè)讀者參考。
無人機是無人駕駛飛行器的簡稱，英文縮寫為UAV(Unmanned Aerial Vehicle)，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的無人飛行器。無人機按照總體氣動布局可分為無人直升機、無人固定翼機、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機等。無人機系統(tǒng)由飛機平臺、信息采集、地面控制等子系統(tǒng)組成，具有用途廣泛、成本低廉、效費比高、無人員傷亡風險、生存能力強、機動性能好、使用方便等優(yōu)點。無人機不僅在現代戰(zhàn)爭中占有極其重要的地位，而且在民用領域有更廣闊的應用前景。軍用無人機主要用于完成戰(zhàn)場偵察和監(jiān)視、定位校射、毀傷評估、電子戰(zhàn)等;民用無人機可用于邊境巡邏、核輻射探測、航空攝影、航空探礦、災情監(jiān)視、交通巡邏、治安監(jiān)控等。無人機可實現高分辨率影像的采集，既可彌補衛(wèi)星遙感常因云層遮擋獲取不到影像的缺點，又可解決傳統(tǒng)衛(wèi)星遙感重訪周期過長、應急不及時等問題。
編寫本書的目的在于幫助初期學習無人機氣動設計的同學掌握飛機氣動設計的相關知識，了解模型飛機、無人機等小型飛機的氣動設計原則。
本書的特點是敘述簡單、概念清晰、圖文并茂、便于實踐。書中主要通過配圖、舉例等方式進行闡述，語言生動有趣，內容淺顯易懂。同時，書中所涉及的原理以及公式推導都不難，并配有章節(jié)后的習題以及實驗操作，便于讀者快速理解和掌握。
現代無人機總體氣動設計不僅要設計無人機的氣動外形，還涉及無人機的結構布置與設計、動力系統(tǒng)、任務載荷、可靠性等多個專業(yè)方向的耦合，需要協(xié)調、優(yōu)化以實現整個無人機系統(tǒng)的優(yōu)化布置和氣動設計方案。本書作為一門技術性基礎教材，從空氣動力學原理出發(fā)，分10章介紹相關知識:
第1章是無人機概述與發(fā)展，介紹無人機的概念、應用范圍以及發(fā)展歷程。
第2章是氣象條件。由于飛機的氣動設計與氣象條件息息相關，因此本章簡單介紹氣象條件的相關知識。
第3章是空氣動力學原理。這是空氣動力學的基礎知識，包括飛機氣動設計的基礎原則。
第4章是典型翼型及其空氣動力。翼型是機翼的剖面，本章主要介紹翼型的幾何參數的選取以及不同翼型的氣動特性。
第5章是機翼及其氣動力。機翼是飛機產生升力的重要部件，本章主要介紹不同外形的機翼的氣動特性。
第6章是機身與起落架，主要介紹機身以及起落架的設計原則。
第7章是推進系統(tǒng)。飛機發(fā)動機是為飛機提供動力的裝置，而螺旋槳是發(fā)動機最重要的部件。本章主要介紹螺旋槳的設計原則。
第8~10章分別介紹固定翼無人機、旋翼無人機以及特殊混合布局無人機的氣動設計原則，并提供相應的實踐練習，幫助初學者掌握無人機氣動設計原則。
由于篇幅和學時所限，本書取材相對簡單，主要介紹概念和工程應用。因作者才疏學淺，精力有限，疏漏之處懇請專家同仁批評指正，萬分感激。
作 者
于北京航空航天大學
2020年4月
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