1、 毕业设计毕业设计(论文论文) 开开 题题 报报 告告 题目：题目：多旋翼火灾救援无人机的机械系统结构设计 年年 月月 日日 第 1 页 共 6 页 毕业设计（论文）开题报告 本课题的目的意义（研究性课题应阐明国内外研究概况） 一、无人机定义及其分类一、无人机定义及其分类 （一）无人机是什么？ 无人机是无人驾驶飞机的简称（Unmanned Aerial Vehicle），是利用无线电遥控设备 和自备的程序控制装置的不载人飞机，包括无人直升机、固定翼机、多旋翼飞行器、无人飞 艇、无人伞翼机。广义地看也包括临近空间飞行器（20-100 公里空域），如平流层飞艇、高 空气球、太阳能无人机等。从某种角
2、度来看，无人机可以在无人驾驶的条件下完成复杂空中 飞行任务和各种负载任务，可以被看做是“空中机器人”。 （二）无人机分类 1、按照不同平台构型来分类，无人机可主要有固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无 人机三大平台，其它小种类无人机平台还包括伞翼无人机、扑翼无人机和无人飞船等。固定 翼无人机是军用和多数民用无人机的主流平台，最大特点是飞行速度较快；无人直升机是灵 活性最强的无人机平台，可以原地垂直起飞和悬停；多旋翼（多轴）无人机是消费级和部分 民用用途的首选平台，灵活性介于固定翼和直升机中间（起降需要推力），但操纵简单、成 本较低。 2、按不同使用领域来划分，无人机可分为军用、民用和消费级三大类
3、，对于无人机的 性能要求各有偏重： （1）军用无人机对于灵敏度、飞行高度速度、智能化等有着更高的要求，是技术水平 最高的无人机，包括侦察、诱饵、电子对抗、通信中继、靶机和无人战斗机等机型； （2）民用无人机一般对于速度、升限和航程等要求都较低，但对于人员操作培训、综 合成本有较高的要求，因此需要形成成熟的产业链提供尽可能低廉的零部件和支持服务，目 前来看民用无人机最大的市场在于政府公共服务的提供，如警用、消防、气象等，占到总需 求的约 70%，而我们认为未来无人机潜力最大的市场可能就在民用，新增市场需求可能出现 在农业植保、货物速度、空中无线网络、数据获取等领域； （3）消费级无人机一般采用成
4、本较低的多旋翼平台，用于航拍、游戏等休闲用途。 二、无人机发展的技术难点二、无人机发展的技术难点 （一）飞控系统 飞控子系统是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的核心 系统，飞控对于无人机相当于驾驶员对于有人机的作用，我们认为是无人机最核心的技术之 一。飞控一般包括传感器、机载计算机和伺服作动设备三大部分，实现的功能主要有无人机 姿态稳定和控制、无人机任务设备管理和应急控制三大类。 第 2 页 共 6 页 其中，机身大量装配的各种传感器（包括角速率、姿态、位置、加速度、高度和空速等） 是飞控系统的基础，是保证飞机控制精度的关键，在不同飞行环境下、不同用途的无人机对 传感
5、器的配置要求也不同。未来对无人机态势感知、战场上识别敌我、防区外交战能力等方 面的需求，要求无人机传感器具有更高的探测精度、更高的分辨率，因此国外无人机传感器 中大量应用了超光谱成像、合成孔径雷达、超高频穿透等新技术。 （二）导航系统 导航系统向无人机提供参考坐标系的位置、速度、飞行姿态，引导无人机按照指定航线 飞行，相当于有人机系统中的领航员。无人机载导航系统主要分非自主（GPS 等）和自主（惯 性制导）两种，但分别有易受干扰和误差积累增大的缺点，而未来无人机的发展要求障碍回 避、物资或武器投放、自动进场着陆等功能，需要高精度、高可靠性、高抗干扰性能，因此 多种导航技术结合的“惯性+多传感器
6、+GPS+光电导航系统”将是未来发展的方向。 （三）动力系统 不同用途的无人机对动力装置的要求不同， 但都希望发动机体积小、 成本低、 工作可靠： 1、无人机目前广泛采用的动力装置为活塞式发动机，但活塞式只适用于低速低空小型 无人机； 2、 对于一次性使用的靶机、 自杀式无人机或导弹， 要求推重比高但寿命可以短 （1-2h） ， 一般使用涡喷式发动机； 3、低空无人直升机一般使用涡轴发动机，高空长航时的大型无人机一般使用涡扇发动 机（美国全球鹰重达 12t）； 4、消费级微型无人机（多旋翼）一般使用电池驱动的电动机，起飞质量不到 100 克、 续航时间小于一小时。 往前看，我们认为随着涡轮发动机推重比、寿命不断提高、油耗降低，涡轮将取代活塞 成为无人机的主力动力机型，太阳能、氢能等新能源电动机也有望为小型无人机提供更持久 的生存力。 （四）数据链 数据链传输系统是无人机的重要技术组成，负责完成对无人机遥控、遥测、跟踪定位和 传感器传输，上行数据链实现对无人机遥控、下行数据链执行遥测、数据传输功能。普通无 人机大多采用定制视距数据链，而中高空、长航时无人机则都会采用视距和
