無人飛行系統(tǒng)設計

目錄
譯者序
前言
第1章設計基礎(chǔ)1
1.1引言1
1.2無人飛行器的分類4
1.3典型無人飛行器回顧6
1.3.1“全球鷹”7
1.3.2RQ-1A“捕食者”7
1.3.3MQ-9“捕食者”B
“收割者”8
1.3.4RQ-5A“獵人”9
1.3.5RQ-7“影子200”9
1.3.6RQ-2A“先鋒”9
1.3.7RQ-170“哨兵”10
1.3.8X-45A無人戰(zhàn)斗飛行器10
1.3.9愛普生微型飛行機器人10
1.4設計項目規(guī)劃11
1.5決策12
1.6設計標準、目標和優(yōu)先級12
1.7可行性分析14
1.8設計小組14
1.9設計流程15
1.10系統(tǒng)工程方法15
1.11無人飛行器概念設計17
1.12無人飛行器初步設計21
1.13無人飛行器詳細設計22
1.14設計審查、評估和反饋23
1.15無人飛行器設計步驟24
簡答題26第2章初步設計28
2.1引言28
2.2最大起飛重量估算28
2.3重量組成28
2.4有效載荷重量29
2.5自動駕駛儀重量30
2.6燃油重量31
2.7電池重量33
2.8空載重量36
2.9機翼和發(fā)動機尺寸38
2.10四旋翼飛行器構(gòu)型41
簡答題47
練習題48第3章設計規(guī)程50
3.1引言50
3.2氣動特性設計51
3.3結(jié)構(gòu)設計52
3.4推進系統(tǒng)設計55
3.4.1通用設計指南55
3.4.2電動機56
3.5起落架設計58
3.6機械和動力傳動系統(tǒng)設計60
3.7電氣系統(tǒng)61
3.7.1基礎(chǔ)知識61
3.7.2安全建議63
3.7.3接線圖63
3.7.4電線的絕緣和屏蔽64
3.7.5電池64
3.7.6發(fā)電機66
3.8操縱面設計66
3.9安全分析70
3.9.1設計方面的經(jīng)驗教訓71
3.9.2子系統(tǒng)和組件可能的
故障模式73
3.10安裝指南75
3.10.1GPS和羅盤75
3.10.2慣性測量單元75
3.10.3電動機75
簡答題75
設計題76
練習題77第4章空氣動力學設計79
4.1引言79
4.2空氣動力學基礎(chǔ)80
4.3機翼設計81
4.3.1機翼設計流程81
4.3.2翼型選擇和設計81
4.3.3機翼設計方法84
4.3.4機翼設計步驟87
4.4尾翼設計88
4.4.1設計流程88
4.4.2尾翼構(gòu)型89
4.4.3水平尾翼設計方法90
4.4.4水平尾翼投影面積和
尾翼力臂91
4.4.5水平尾翼翼型91
4.4.6水平尾翼安裝角92
4.4.7其他水平尾翼參數(shù)93
4.5垂直尾翼設計93
4.5.1參數(shù)93
4.5.2垂直尾翼位置93
4.5.3垂直尾翼力臂93
4.5.4投影面積94
4.5.5安裝角94
4.5.6其他垂直尾翼參數(shù)94
4.5.7垂直尾翼設計方法95
4.6機身設計95
4.6.1機身設計基礎(chǔ)95
4.6.2機身內(nèi)部布局96
4.6.3自動駕駛儀艙98
4.6.4最優(yōu)長徑比98
4.6.5機身空氣動力學99
4.6.6放樣100
4.6.7機身設計步驟101
4.7天線102
4.7.1固定天線102
4.7.2雷達拋物面天線102
4.7.3衛(wèi)星通信天線103
4.7.4天線設計/安裝103
4.8四旋翼飛行器空氣
動力學設計103
4.9空氣動力學設計指南104
簡答題105
練習題106第5章自動駕駛儀設計基礎(chǔ)109
5.1引言109
5.1.1自動駕駛儀和操作人員110
5.1.2自動駕駛儀的主要子系統(tǒng)111
5.1.3自動駕駛儀設計或選擇111
5.2動力學建模112
5.2.1建模方法112
5.2.2基本模型114
5.2.3傳遞函數(shù)115
5.2.4狀態(tài)空間表示117
5.3氣動力和氣動力矩117
5.3.1力和力矩方程117
5.3.2穩(wěn)定性和控制導數(shù)118
5.3.3無量綱穩(wěn)定性和控制導數(shù)118
5.3.4有量綱穩(wěn)定性和控制導數(shù)119
5.3.5耦合穩(wěn)定性導數(shù)120
5.4動力學模型的簡化120
5.4.1線性化121
5.4.2解耦122
5.5固定翼無人飛行器
動力學模型124
5.5.1非線性全耦合運動方程124
5.5.2非線性半耦合運動方程125
5.5.3非線性解耦運動方程125
5.5.4線性耦合運動方程125
5.5.5線性解耦運動方程127
5.5.6重新表述的（非線性半耦合）
運動方程129
5.5.7無動力滑翔運動方程130
5.6動力學模型近似130
5.6.1純俯仰運動的近似130
5.6.2純滾轉(zhuǎn)運動的近似130
5.6.3純偏航運動的近似130
5.6.4縱向振蕩模態(tài)的近似131
5.7四旋翼（旋翼）飛行器
動力學模型131
5.7.1四個電動機的總推力131
5.7.2動力學模型134
5.7.3簡化動力學模型135
5.8自動駕駛儀分類135
5.8.1增穩(wěn)系統(tǒng)137
5.8.2保持功能137
5.8.3導航功能138
5.8.4指令增強系統(tǒng)139
5.9飛行仿真：數(shù)值方法139
5.9.1數(shù)值積分140
5.9.2MATLAB和Simulink140
5.9.3硬件在環(huán)仿真142
5.10無人飛行器飛行品質(zhì)142
5.10.1基本原理142
5.10.2分級、分類和可接受等級143
5.10.3強度限制144
5.11自動駕駛儀設計流程144
簡答題145
練習題146第6章控制系統(tǒng)設計149
6.1引言149
6.2控制系統(tǒng)基礎(chǔ)150
6.2.1......