微型无人飞机资料

空
部
微
气
件
型
动
微
动
力
型
力
学
化
源
超 轻 型 机 体 结 构
飞 行 器 主 要 技 术 指 标
气 动 布 局 设 计
低 雷 诺 数 空 气 动 力 学
姿 态 稳 定 传 感 器
航 向 保 持 传 感 器
微 型 摄 像 系 统
遥 测 数 据 传 送 器
微 型 测 控 组 合 概 念
微 型 测 控 组 合 构 成
微 型 测 控 组 合 集 成
数 据 传 送 器 电 源
上 下 行 数 据 电 台
地 面
飞数
微
站 行据 型
综 合
控通
电 机
信 制信 推
息 显 示
系系 统统
进 系 统
微 型 内 燃 机 推 进 系 统
MAVs的关键技术基础
先进结构设计技术
先进控制导航技术
微机电技术 （MEMS技术）
与MEMS相结合 的减阻、增稳技术
“黑鸟”
15.24 厘米 60 克
22 分钟 16 千米 48 千米/小时 37 克(电机+电池+减速器+螺旋桨)
10 克 6克 7 克(黑白射像+传输)
技术指标
翼展 续航速度 续航时间 飞行距离 飞行高度
功率 动力源 有效载荷 隐身发动机 机体结构 起飞重量
“微星”
15.24cm 48km/h 20min
GIT佐治亚理工学院
Vanderbilt大学
“Bug”微型机器昆虫
"微星"
"微星"的设计重量是100克，总电功耗是15瓦。它 的机身重为7克，处理/存储电子组件重量6克，照相 机/镜头总重4克。
“微星”的组成及机载电 子设备的功耗和重量
名称 电动机+螺旋桨 数据传输系统+天线
机身 电池
功耗/重量 7W/13.5g 2W/6.5g
微型飞行器可以作为微型攻击武器使用。
研制和生产成本低廉，周期快，有利于大批量生产 和快速形成战斗力；
还可以应用在现有的无人机、战斗机、常规飞行器、 制导武器和航天器等领域，改善现有武器装备，增 加装备的功能，加强战斗力和可靠性等
二、MAVs的关键技 术
微型飞行器关键技术
修改次序、动力最后， 轻型结构下移
Black Widow 37g(包括锂电池和 一个 7g 的 DC 电
机) 2g(数据下行传输 发射机)＋4.5g(无
线电控制系统) 10g
6g(控制系统)
黑白：0.05W/2.2g 彩色：0.15W/1.7g
0.5g
MicroStar 7W/13.5g
2W/6.5g
7g 13W/44.5g 0.6W/2.5g 0.35W/4g 0.16W/5g
高效推进系统
低雷诺数 空气动力学
MAV的一体化设计技术
三、国外研究情况
1. 国外MAVs的种类
固定翼飞机
旋翼机
扑翼机
2. 国外固定翼微型飞机发展状况
AeroVironment公司
Sanders公司
Black Widow微型飞机
“微星”（MicroStar）微型飞机
技术指标 翼展（直径）
起飞重量 续航时间 飞行距离 巡航速度 动力装置 机体结构 控制系统 任务载荷
基于MEMS的控制 导航系统，如微型 自动驾驶仪
Flourida大学基于MEMS技术的附面层控制系统
5km 30～70m
11W 44.5g 18g 13.5g
9g 85g
Black Widow 中的MEMS器件
Black Widow 的器件参数表
Black Widow 和几种 MAV 的机载设备组成、功耗和重量
电动机+ 螺旋桨
数据传 输系统+
天线 结构重
量 电池 微处理 器+内存 照相机+ 镜头 导航+定 位装置 舵机
20min 15g
Notre Dame大学
3. 国外旋翼和扑翼微型飞机发展状况
加州理工学院“微蝙蝠”扑翼式微型飞行器
技术指标
翼展 重量 飞行时间 飞行距离 扑翼频率 动力
“微蝙蝠”
15.24cm 10.6g 5～8s 46m 20Hz
镍镉电池
• 机翼骨架采用钛合金制造， 薄膜采用聚对二甲苯制造
•重量仅0.4克，钛合金骨架 厚度仅250微米；
监测飞行器相对地面控制站的方位、俯仰角、距离； 供控制人员对飞行器进行控制和选择拍摄对象。
NRL美国海军研究实验 室
Florida大学
固定翼微型飞行器，翼展13cm。
技术指标 翼展 重量
飞行速度 续航时间 有效载荷
超小型干扰机 15.24~20.32cm
50~100g 32.18~64.36km/h
7g 13W/44.5
g
名称 微处理器+内存
照相机+镜头 导航+定位装置
舵机
功耗/重量 0.6W/2.5g 0.35W/4g 0.16W/5g 0.2W/2g
四、 微机电(MEMS)技术在MAVs中的应用
• 国外MAVs的的关键基础技术
MEMS机翼和机体， 如灵巧蒙皮、MEMS 附面层控制系统
仿生在MAVs 中的应用
微型飞行器技术
微型无人机（MAVs）的定义
• MAV的尺寸≤15cm，现有技术水平只能达到20-40cm左右； • MAV可以实现超视距飞行； • MAV可以完成侦察、危险品取样等任务；
一、军事需求分析
其尺寸很小，携带方便，可以装备到班排级侦察部 队；
作为微型装备，微型飞行器可以延伸侦察部队的 “五官”，迅速获取信息，可执行各类特种任务；
10.5 克
91.5 克
2克
12.5 克
7克
61 克
1.4 克
17.9 克(红外)
0.11 克
0.1 克
970 毫瓦
8475 毫瓦
870 毫瓦
50 毫瓦
25 毫瓦
0.26 厘米
40 度
16 度
0.7 弧度
1.3 弧度
每两秒 1 幅
每秒 2 幅
0.7 厘米半波长天线+高集成发射机+高集成接收机
12.7 厘米碟形天线+自动跟踪接收机+导航计算与显示计算 机;
翼展 起飞重量 飞机结构重 动力电机和电池重 摄像机和电池重 通信系统重
总功耗 动力系统功耗 飞控系统功耗 摄像机和通信系统功耗 摄像机镜头口径 摄像机两个方向视场角 摄像机角分辨率 摄像机拍摄速度 机载双向信息传输通信
系统 地源自文库控制站
昼间型
昼夜型
1 小时
100 米
1000 米
7.4 厘米
20.5 厘米
0.2W/2g
TF150 14.5g＋0.7g
3.5(电路板)＋5＋ 9.5(接收机) 12 29
3.5
一个 5.4g(共两个)
麻省理工学院林肯实验室
“侦察鸟”鸭式微型飞行器
昼间摄型摄像机可从 100米处分辨出7厘米 大小的物体，
昼夜型摄像机可从 100米处分辨出13厘 米大小的物体。
技术指标 续航时间 飞行高度 侦察范围