四旋翼无人机简介
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3000镑（第20/30/40批）
7
捕食者
• 一种带武装、多用途、长续航力的无人机系统，载有 一具光电/红外有效载荷、激光目标指示器、激光照 射器和信号情报有效载荷。
• 飞行方式：人工飞行，半自主监视飞行和预设程序飞 行
• 极限高度：25000英尺； • 使用高度：10000‐20000英尺 • 最大速度：120节； • 滞空速度：80节 • 续航时间：22小时 • 最大有效载荷：300镑，外挂。
23
历史回顾
• 1956 年，Convertawing 造了一架四旋翼直升 机，该飞行器的螺旋桨在直径上超过了 19 英尺，用到了两个发动机，并且通过改变每 个螺旋桨提供的推力了来控制飞行器。
24
历史回顾
• 在此之后的数十年中，四旋翼垂直起降机 没有什么大的进展。
• 近十几年来，随着微系统、传感器以及控 制理论等技术的发展，四旋翼垂直起降机 又引起人们极大的兴趣。
8
大乌鸦
• 一种手持发射、大失速垂直降落小型无人机系统（第1类）， 载有一具双前向和侧视摇动/倾斜/变焦光电镜头和一个红外 镜头。飞机可以人工控制飞行或者采用基于GPS自控导航的 程序飞行，用于在7‐10英里内低空执行昼夜监视和侦察任务。
• 高度：最大14000英尺； • 正常操作：150‐500英尺 • 航程：7‐10英里； • 续航时间：60‐90分钟 • 最大速度：60英里/小时； • 巡航速度：27英里/小时
• 研究集中在小型或微型四旋翼飞行器的结 构、飞行控制以及能源动力等方面。
25
现状分析
• 生产厂商
– Draganflyer – Air Robot – Microdrones – SQ
26
研究机构
• 瑞士洛桑联邦科技学院(OS4)
– 室内自主飞行、自动避障
• MIT
– 自主飞行、编队飞行
• 斯坦福大学
21
历史回顾
• 1921 年，George De Bothezat 在美国俄亥俄 州西南部城市代顿的美国空军部建造了另 一架大型的四旋翼直升机，先后进行了 100 多次的飞行试验，但是仍然无法很好的控 制其飞行，并且没有达到美国空军标准。
22
历史回顾
• 1924 年，出现了一种叫做 Oemichen 的四旋 翼直升机，直升机首次实现了 1km 的垂直 飞行。
19
• 警务应用 • 火场指挥 • 抢险救灾 • 交通管理
政府机构
用途
• 新闻媒体 • 航空摄影
媒体机构
• 地质调查 • 环境评估 • 空中考古 • 野生动物摄影
科研机构
• 管线巡检 • 房地产管理
• 遥控飞行 • 空中摄影
企业机构
个人应用
20
历史回顾
• 1907 年，法国Breguet兄弟制造了第一架四 旋翼式直升机，这次飞行中没有用到任何 的控制，所以飞行稳定性是很差。
15
新型旋翼无人机
• 中国沈阳SIA集团研制的国产新型自主型旋 翼无人机系统
• 最大起飞重量为120KG，最大有效载荷为 40KG，最大的空中时速可以达到120千米/ 小时，最大留空时间为3小时。
16
二、四旋翼无人机
17
四旋翼特点
• 四旋翼无人飞行器是一种能够垂直起降、以四个旋 翼作为动力装置的，不载操作人员的飞行器。
四旋翼无人机简介
1
目录
一、无人机 二、四旋翼无人机
2
一、无人机
3
背景
• 无人机以其高机动性、隐蔽性好、生存能 力强、战场威慑大、执行任务多样和“零 伤亡”等特点受到空前的重视，世界各主 要军事强国都在积极研制和装备无人机， 一些经济条件较好的中小国家也在研制或 购买无人机。
4
无人机
• 无人机(Unmanned Aerial Vehicle)是指具有 动力装置，不载操作人员的飞行器。它利 用空气动力来克服自身重量，可自主或遥 控飞行，可一次性或多次回收使用，能够 携带杀伤性或非杀伤性载荷。
13
WJ‐600
• 续航能力可达到3－5个小时，可装载光电 侦察设备、合成孔径雷达、电子侦察等任 务设备，同时具备反应速度快、突防能力 强的特点，因为具备较好的隐身功能可形 成隐身快速突防的效果
14
翼龙
• 中空、长航时、多用途无人机，具有自主 水平轮式起降和飞行能力，可装各种侦查、 电子对抗设备及小型空地打击武器，执行 监视、侦查、对地攻击等任务，可用于维 稳、反恐、边界巡逻等。
11
长空一号
• 1966年首飞成功 • 功能：靶机
长虹‐1
• 1972年首飞成功 • 军事侦察、高空摄影、靶机或地质勘测、大气采样
ASN‐206无人机
• 1994年12月完成研制 • 侦察监视设备、定位校射设备
WZ‐2000
• 2003年首飞 • 可自主起降
12
翔龙
• 全机长：14.3m • 翼展：25m • 起飞重量：7500kg • 载荷：650kg • 巡航高度：18000m • 巡航速度：750km/h • 航程：7000km
5
• 固定翼
无人机种类
• 旋翼
6
全球鹰
• “全球鹰”无人机是美空军重点发展的一种高空长 航时无人侦察机，也是目前世界上最先进的高空 无人侦察机。
• 最大高度：65000英尺（第10批），60000英尺 （第20/30/40批）
• 最大速度：340节（第10批） 320节（第20/30/40批）
• 最大续航时间：28小时 • 最大有效载荷：2000镑（第10批）
• 固联在刚性十字交叉结构上由四个独立电机驱动的 螺旋桨组成的系统
• 优势
– 垂直起降 – 悬停、倒飞、侧飞能力 – 螺旋桨小，飞行安全 – 结构简单，控制灵活 – 噪音小
18
工作原理
• 四旋翼直升机是具有四个输入力和六个坐标 输出的欠驱动动力学旋翼式直升机，因此为 了实现全部的运动控制目标，必然存在旋转 力矩与平移系统的耦合。
9
俄罗斯
• 远东羊茅 • BLA‐07
其他国家
英国
• 赫提 • 守望者
德国
• 欧洲鹰
以色列
• 赫耳墨斯 • 苍鹭 • 艾坦
10
中国无人机
• 中国无人机的研究始于50年代后期。60年 代中后期投入无人机研制，形成了“长空‐1” 靶机、 “长虹‐1”高空照相侦察机和D4小型 遥控飞机等系列，并以高等学校为依托建 立了无人机设计研究机构，具有自行设计 与小批生产能力。中国生产的各种型别的 无人机，基本上满足了国内军需民用，并 且逐步走向国际市场。
– 自主航点跟踪、多机协同飞行
• Australian National University
– 俯仰和横滚模态耦合、抗干扰
• 国防科大、哈工大、南航、北航
27
研究趋势
• 大载荷
– 目前最大载荷1kg
• 自主飞行
– MIT：自主编队飞行
28
29
Байду номын сангаас
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捕食者
• 一种带武装、多用途、长续航力的无人机系统，载有 一具光电/红外有效载荷、激光目标指示器、激光照 射器和信号情报有效载荷。
• 飞行方式：人工飞行，半自主监视飞行和预设程序飞 行
• 极限高度：25000英尺； • 使用高度：10000‐20000英尺 • 最大速度：120节； • 滞空速度：80节 • 续航时间：22小时 • 最大有效载荷：300镑，外挂。
23
历史回顾
• 1956 年，Convertawing 造了一架四旋翼直升 机，该飞行器的螺旋桨在直径上超过了 19 英尺，用到了两个发动机，并且通过改变每 个螺旋桨提供的推力了来控制飞行器。
24
历史回顾
• 在此之后的数十年中，四旋翼垂直起降机 没有什么大的进展。
• 近十几年来，随着微系统、传感器以及控 制理论等技术的发展，四旋翼垂直起降机 又引起人们极大的兴趣。
8
大乌鸦
• 一种手持发射、大失速垂直降落小型无人机系统（第1类）， 载有一具双前向和侧视摇动/倾斜/变焦光电镜头和一个红外 镜头。飞机可以人工控制飞行或者采用基于GPS自控导航的 程序飞行，用于在7‐10英里内低空执行昼夜监视和侦察任务。
• 高度：最大14000英尺； • 正常操作：150‐500英尺 • 航程：7‐10英里； • 续航时间：60‐90分钟 • 最大速度：60英里/小时； • 巡航速度：27英里/小时
• 研究集中在小型或微型四旋翼飞行器的结 构、飞行控制以及能源动力等方面。
25
现状分析
• 生产厂商
– Draganflyer – Air Robot – Microdrones – SQ
26
研究机构
• 瑞士洛桑联邦科技学院(OS4)
– 室内自主飞行、自动避障
• MIT
– 自主飞行、编队飞行
• 斯坦福大学
21
历史回顾
• 1921 年，George De Bothezat 在美国俄亥俄 州西南部城市代顿的美国空军部建造了另 一架大型的四旋翼直升机，先后进行了 100 多次的飞行试验，但是仍然无法很好的控 制其飞行，并且没有达到美国空军标准。
22
历史回顾
• 1924 年，出现了一种叫做 Oemichen 的四旋 翼直升机，直升机首次实现了 1km 的垂直 飞行。
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• 警务应用 • 火场指挥 • 抢险救灾 • 交通管理
政府机构
用途
• 新闻媒体 • 航空摄影
媒体机构
• 地质调查 • 环境评估 • 空中考古 • 野生动物摄影
科研机构
• 管线巡检 • 房地产管理
• 遥控飞行 • 空中摄影
企业机构
个人应用
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历史回顾
• 1907 年，法国Breguet兄弟制造了第一架四 旋翼式直升机，这次飞行中没有用到任何 的控制，所以飞行稳定性是很差。
15
新型旋翼无人机
• 中国沈阳SIA集团研制的国产新型自主型旋 翼无人机系统
• 最大起飞重量为120KG，最大有效载荷为 40KG，最大的空中时速可以达到120千米/ 小时，最大留空时间为3小时。
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二、四旋翼无人机
17
四旋翼特点
• 四旋翼无人飞行器是一种能够垂直起降、以四个旋 翼作为动力装置的，不载操作人员的飞行器。
四旋翼无人机简介
1
目录
一、无人机 二、四旋翼无人机
2
一、无人机
3
背景
• 无人机以其高机动性、隐蔽性好、生存能 力强、战场威慑大、执行任务多样和“零 伤亡”等特点受到空前的重视，世界各主 要军事强国都在积极研制和装备无人机， 一些经济条件较好的中小国家也在研制或 购买无人机。
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无人机
• 无人机(Unmanned Aerial Vehicle)是指具有 动力装置，不载操作人员的飞行器。它利 用空气动力来克服自身重量，可自主或遥 控飞行，可一次性或多次回收使用，能够 携带杀伤性或非杀伤性载荷。
13
WJ‐600
• 续航能力可达到3－5个小时，可装载光电 侦察设备、合成孔径雷达、电子侦察等任 务设备，同时具备反应速度快、突防能力 强的特点，因为具备较好的隐身功能可形 成隐身快速突防的效果
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翼龙
• 中空、长航时、多用途无人机，具有自主 水平轮式起降和飞行能力，可装各种侦查、 电子对抗设备及小型空地打击武器，执行 监视、侦查、对地攻击等任务，可用于维 稳、反恐、边界巡逻等。
11
长空一号
• 1966年首飞成功 • 功能：靶机
长虹‐1
• 1972年首飞成功 • 军事侦察、高空摄影、靶机或地质勘测、大气采样
ASN‐206无人机
• 1994年12月完成研制 • 侦察监视设备、定位校射设备
WZ‐2000
• 2003年首飞 • 可自主起降
12
翔龙
• 全机长：14.3m • 翼展：25m • 起飞重量：7500kg • 载荷：650kg • 巡航高度：18000m • 巡航速度：750km/h • 航程：7000km
5
• 固定翼
无人机种类
• 旋翼
6
全球鹰
• “全球鹰”无人机是美空军重点发展的一种高空长 航时无人侦察机，也是目前世界上最先进的高空 无人侦察机。
• 最大高度：65000英尺（第10批），60000英尺 （第20/30/40批）
• 最大速度：340节（第10批） 320节（第20/30/40批）
• 最大续航时间：28小时 • 最大有效载荷：2000镑（第10批）
• 固联在刚性十字交叉结构上由四个独立电机驱动的 螺旋桨组成的系统
• 优势
– 垂直起降 – 悬停、倒飞、侧飞能力 – 螺旋桨小，飞行安全 – 结构简单，控制灵活 – 噪音小
18
工作原理
• 四旋翼直升机是具有四个输入力和六个坐标 输出的欠驱动动力学旋翼式直升机，因此为 了实现全部的运动控制目标，必然存在旋转 力矩与平移系统的耦合。
9
俄罗斯
• 远东羊茅 • BLA‐07
其他国家
英国
• 赫提 • 守望者
德国
• 欧洲鹰
以色列
• 赫耳墨斯 • 苍鹭 • 艾坦
10
中国无人机
• 中国无人机的研究始于50年代后期。60年 代中后期投入无人机研制，形成了“长空‐1” 靶机、 “长虹‐1”高空照相侦察机和D4小型 遥控飞机等系列，并以高等学校为依托建 立了无人机设计研究机构，具有自行设计 与小批生产能力。中国生产的各种型别的 无人机，基本上满足了国内军需民用，并 且逐步走向国际市场。
– 自主航点跟踪、多机协同飞行
• Australian National University
– 俯仰和横滚模态耦合、抗干扰
• 国防科大、哈工大、南航、北航
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研究趋势
• 大载荷
– 目前最大载荷1kg
• 自主飞行
– MIT：自主编队飞行
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Байду номын сангаас