无人机的研究理论和研究方法

❶ 无人机是化学研究范畴吗

无人机不属于化学范畴，属于机械和人工智能范畴。
扩展:
机械（英文名称：machinery）是机器与机构的总称。
机械就是能帮人们降低工作难度或省力的工具装置，像筷子、扫帚以及镊子一类的物品都可以被称为机械，它们是简单机械。而复杂机械就是由两种或两种以上的简单机械构成。通常把这些比较复杂的机械叫做机器。从结构和运动的观点来看，机构和机器并无区别，泛称为机械。

什么是人工智能？
人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。

人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，可以设想，未来人工智能带来的科技产品，将会是人类智慧的“容器”。人工智能可以对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考、也可能超过人的智能。

人工智能是一门极富挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识，心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的。2017年12月，人工智能入选“2017年度中国媒体十大流行语”。

❷ 利用无人机可以做哪些科技研究

可以进行高空灭火的科技研究，还有远程摄像，局部遥感分析等。无人机的优点，决定了它除了进行录像之外，还可以做很多的事情。只要想做，都可以在飞行和记录这两个基础上进行多范围研究。

❸ 无人机研究的困惑

无人机从之前的军用，到现在已经开始慢慢运用到民用中，基本原理没有发生根本的变化，都是根据地面系统来设计航线，接受信息，关键是地面站，无人机主要获取影像信息，需要有分析图像的能力，可以在学校图书馆数据库多阅读一些无人机相关的博士硕士论文。《无人机系统导论》这本书总体介绍了无人机系统的组成。另外需要看一些飞行空气动力学相关的书籍，了解飞行原理。
无人机主要包括飞机机体、飞控系统、数据链系统、发射回收系统、有效载荷系统等。飞控系统又称为飞行管理与控制系统，相当于无人机系统的“心脏”部分，对无人机的稳定性、数据传输的可靠性、精确度、实时性等都有重要影响，对其飞行性能起决定性的作用；数据链系统可以保证对遥控指令的准确传输，以及无人机接收、发送信息的实时性和可靠性，以保证信息反馈的及时有效性和顺利、准确的完成任务。发射回收系统保证无人机顺利升空以达到安全的高度和速度飞行，并在执行完任务后从天空安全回落到地面。可以根据需要搭载相关的载荷，比如勘测地形方面的传感器。

❹ 无人机的工作原理是是什么

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。

无人机是无人驾驶飞机系统（UAS）的组成部分，其包括无人机，基于地面的控制器以及两者之间的通信系统。

无人机的飞行可以以不同程度的自治运行：由操作员远程控制或由机载计算机自主地进行。

无人机由飞机机体、飞控系统、数据链系统、发射回收系统、电源系统等组成。

飞行管理与控制系统，相当于无人机系统的“心脏”部分，对无人机的稳定性、数据传输的可靠性、精确度、实时性等都有重要影响，对其飞行性能起决定性的作用。无人机机体的核心就是飞行器控制器——主控MCU。

(4)无人机的研究理论和研究方法扩展阅读：

技术特点

1、实现高分辨率影像的采集

无人机可实现高分辨率影像的采集，在弥补卫星遥感经常因云层遮挡获取不到影像缺点的同时，解决了传统卫星遥感重访周期过长，应急不及时等问题。

2、无人战斗机

无人机系统由飞机平台系统、信息采集系统和地面控制系统组成。

最初的一代主要以侦察机为大宗，一些无人机已经装备了武器（例如RQ-1捕食者装备AGM-114地狱火空对地导弹）。

由无人机担任更多角色的军事预想，最初是轰炸和对地攻击，空对空战斗，飞行员最后一块领域。 装备有武器的无人机被称为无人战斗机飞机（UCAV）。

3、发射和回收

新一代的无人机能从多种平台上发射和回收，例如从地面车辆、舰船、航空器、亚轨道飞行器和卫星进行发射和回收。

地面操纵员可以通过计算机检验它的程序并根据需要改变无人机的航向。

而其他一些更先进的技术装备、如高级窃听装置、穿透树叶的雷达、提供化学能力的微型分光计设备等，也将被安装到无人机上。[8]

参考资料来源：网络-无人机

❺ 无人机关键技术有哪些

无人机关键技术有哪些

无人机在气动力设计要求、设计理念方面与有人机存在较大差别。有人机气动设计通常以航程、速度作为优先优化目标，然而无人机通常以航时作为优先优化目标。那么，下面是由我为大家分享无人机关键技术知识，欢迎大家阅读浏览。

1 能源与动力技术

无人机采用的推进系统形式要比有人飞机多，采用的能源与动力类型各异，包括：传统的小型涡扇发动机、小型涡喷发动机、小型涡桨发动机、活塞发动机、转子发动机以及电池组、太阳能电池、燃料电池、超燃冲压发动机、定向能及核同位素等。

不同用途的无人机对动力装置的要求不同，但都希望动力装置燃油经济性好、重量轻、体积小、可靠性高、成本低、使用维修方便。从经济因素、可靠性等方面考虑，现阶段无人机均采用技术成熟的活塞、涡扇、涡喷、涡桨发动机或在这些发动机基础上进行适应性改进。活塞式发动机适合于低空低速中小型、长航时无人机;涡扇、涡桨发动机适合于高空长航时无人机以及无人作战机，这类发动机油耗低，发动机尺寸、重量和推力能与无人机达到较好的匹配;涡喷发动机适合于低成本、短寿命、高机动的靶机或自杀攻击类无人机。

从长远发展来看，单纯对现有发动机进行改型并不能完全满足无人机对飞行速度、高速、续航性能等指标的要求，开发适合于无人机使用的发动机十分必要，尤其是中小推力的大涵道比、小尺寸核心机的涡扇发动机，这类发动机将是未来无人机动力装置发展的重点。此外，开展太阳能、燃料电池、液氢燃料系统等新型能源的应用研究，可为无人机提供更高效的动力源。

2 无人机平台技术

(1)高效气动力技术。

无人机在气动力设计要求、设计理念方面与有人机存在较大差别。有人机气动设计通常以航程、速度作为优先优化目标，然而无人机通常以航时作为优先优化目标。无人机尺寸小、速度低，存在低雷诺数条件下的高升力、高升阻比、高续航因子设计要求。高效气动力技术是提高无人机性能的重要技术途径。

(2)隐身技术。

提高无人机的生存能力的关键就是降低其可探测性。随着材料、电磁学、热力学、空气动力学等学科的不断发展，越来越多的新技术也将应用于无人机的隐身设计中，具体包括以下几个方面。

外形隐身技术。采用翼身高度融合的无尾飞翼布局、内埋式进气道、二维喷管等设计技术可有效降低雷达反射面积和红外特征，提高无人机的隐身能力。

等离子体隐身技术。理论和试验研究表明，等离子体技术是隐身技术发展的新方向之一，飞行器上安装的等离子发生器所产生的等离子体能对飞行器关键部位进行遮挡，并对雷达照射进行吸收，从而实现飞行隐身。目前，这项技术在研究中暴露出了很多问题，仍有待解决。

主动隐身技术。主动隐身技术是根据照射到飞行器上的电磁波频率、入射方向等，利用机载有源射频发射装置主动地发射与散射回波相位相反、幅度一致的电磁波，实现与散射回波的对消。目前，主动隐身技术尚处于理论与试验研究阶段，但随着隐身技术的发展，特别是飞行器近场散射特性技术、ESM(电子支援措施) 等技术的发展，主动有源对消隐身技术必将成为未来发展的重点。

(3)气动弹性技术。为追求长航时性能，无人机通常采用大展弦比布局以尽可能提高升阻比(如一些无人机展弦比达到30以)，采用轻量化机体结构降低飞行重量。但大展弦比布局、轻量化结构与机体强度和刚度要求会产生突出矛盾。

(4)气动载荷设计技术。滞空型无人机一般飞行速度较低、翼载小、升力大，对于同样强度的阵风，无人机阵风载荷比有人机大得多。无人机结构强度一般需要将阵风载荷作为主要的设计工况，而阵风载荷大小决定了无人机结构设计的强度。如果以现有轻型飞机、通用飞机的强度设计标准进行无人机载荷设计，无人机结构将付出很大的代价。以轻量化结构为目标，综合无人机气动力特性、无人机飞行控制操纵方式、无人机设计寿命等因素开展无人机气动载荷设计技术是提高无人机综合性能的重要技术途径。

(5)复合材料结构技术。无人机以复合材料结构为主，不同类型的无人机对复合材料结构有不同的要求，如大型无人机主要对大尺寸、全复材结构有较高要求，而小型无人机对复合材料结构的要求是低成本、快速加工制造、快速修复等。

3 自主控制技术

根据无人机自主控制的定义和内涵，无人机自主控制的关键技术应该包括态势感知技术、规划与协同技术、自主决策技术以及执行任务技术4个方面。

(1)态势感知技术。

实现无人机自主控制必须不断发展态势感知技术，通过各种信息获取设备自主地对任务环境进行建模，包括对三维环境特征的提取、目标的识别、态势的评估等。

(2)规划与协同技术。

规划与协同技术涉及两个方面的技术：路径规划和协同控制。这两个方面相互依托，互相联系。

无人机路径规划与重规划能力是无人机自主控制系统必须具有的，即系统可以根据探测到的态势变化，实时或近实时地规划、修改系统的任务路径，自动生成完成任务的可行飞行轨迹。自主飞行无人机典型的规划问题是如何有效、经济地避开威胁，防止碰撞，完成任务目标。

未来无人机的'工作模式包括无人机单机行动和多机编队协同，协同控制技术主要包括：优化编队的任务航线、轨迹的规划和跟踪、编队中不同无人机间相互的协调，在兼顾环境不确定性及自身故障和损伤的情况下实现重构控制和故障管理等。

(3)自主决策技术。

对于复杂环境下工作的无人机，必然要求具有较强的自主决策能力，以适应未来的需要。自主决策技术需要解决的主要问题包括：任务设定、编队中不同无人机协调工作、机群的使命分解等。

(4)执行任务技术。

无人机自主控制发展的最终目的是使它对环境和任务的变化具有快速的反应能力。无人机自主控制应该具有开放的平台结构，并面向任务、面向效能包含最大的可拓展性。先进的无人机自主控制应当提供编队飞行、多机协同执行任务的能力。

4 网络化通信技术

目前的无人机系统作为相对独立的系统只在局域使用，未来的战场在同一空域将充斥着各种功能、各种类型的无人机与战斗机、直升机。无人机之间、无人机与有人机之间、无人机与地面作战系统必须进行有机协调，使无人机都成为“全球信息栅格”的一个节点，实现无人机与其他无人机或指挥控制系统之间的互联、互通、互操作。

针对无人机集群作战、协同作战以及网络化作战的应用需求，应突破无线宽带分布式动态多址接入、实时鲁棒的宽带传输、数据链网络顽存等关键技术，构建无人机集群数据链自适应网络体系，为实现实时、宽带、安全的无人机集群数据链提供技术支撑。

针对无人机宽带网络多跳中继动态变化、节点容量受限问题，需要将网络编码技术与路由技术相结合，通过选择编码机会最大的路径进行传输、优化基于网络编码的节点接入策略、多跳网络节点间信息交换传输策略，在不增加时延的情况下提高网络吞吐量，实现网络的大容量传输。

5 多任务载荷一体化、平台/任务载荷一体化技术

有效载荷是无人机执行侦察、监视、电子对抗、打击、战效评估任务的关键因素，应用于无人机的有效载荷包括通用传感器(光电、雷达、信号、气象、生化)、武器、货物( 传单、补给品)等。无人机系统作战效能不仅仅对任务载荷本身性能有较高的要求，而且必须满足无人机尺寸、重量、功耗、隐身等装机要素约束以及成本要求。随着电子、通信、计算机等技术的进步，无人机的传感器技术发展主要表现在以下几个方面。

多光谱/超光谱探测技术。该技术可探测可见光和红外区域的几十个甚至几百个频段，它利用检测低反差目标的杂波抑制和光谱识别可以降低误判率，极大提高了目标识别和探测的准确性，常用于探测隐蔽或普通伪装的目标。

先进的合成孔径雷达技术。相对于光电/红外探测系统，合成孔径雷达能在夜间以及能见度低的恶劣天气条件下工作，以高分辨率进行大范围成像侦察，但其设备重量和功耗均较大，只适合于大型无人机装载使用。随着轻型天线和紧凑信号处理装置等技术的进步，合成孔径雷达有向小型化发展的趋势，并可装备于中小型的战术无人机。

激光雷达技术。激光雷达具有分辨率高、隐蔽性好、低空探测性能好、体积小、重量轻等显着优势，不但可以探测“树下目标”，还可以对目标进行分类，为指挥人员提供精确的目标信息。将激光雷达技术与无人机相结合，必将发挥更大的作用。然而当遇到大雨、浓雾、浓烟等恶劣天气时，激光衰减急剧加大，而且大气环流还会导致激光光束发生畸变、抖动，直接影响激光雷达的测量精度。

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❻ 无人机理论概述知识

无人机理论概述知识

无人驾驶航空器系统，是指一架无人机、相关的遥控站、所需的指令与控制数据链路以及颇准的型号设计规定的任何其他部件组成的系统。那么，下面是我为大家整理的无人机理论概述知识，欢迎大家阅读浏览。

一、无人机概述

无人机定义：无人机驾驶航空器(UA--Unmanned Aircraft),是一架由遥控站管理(包括远程操控或自主飞行)的航空器，也成为遥控驾驶航空器(RPA--Remotely Piloted Aircraft)，以下简称无人机。

无人机系统(UAS--Unmanned Aircraft System)：也称为无人驾驶航空器系统，是指一架无人机、相关的遥控站、所需的指令与控制数据链路以及颇准的型号设计规定的任何其他部件组成的系统。

无人机系统驾驶员：负有必不可少职责并在飞行期间适时操纵飞行的人。

无人机系统的机长：负责整各无人机系统运行和安全的驾驶员。

二、无人机的分类

无人机可安飞行平台构型、用途、尺度、活动半径、任务高度等方法进行分类。

1.按飞行平台构型分类：

固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机、扑翼无人机等。

2.按用途分类：

无人机可分为军用无人机和民用无人机。军用无人机可分为侦查无人机、诱饵无人机、电子对抗无人机、通信中继无人机、无人战斗机以及靶机等;民用无人机可分为巡查/监视无人机、农用无人机、气象无人机、勘探无人机以及测绘无人机等。

3.按尺度分类(民航法规)：

无人机可分为微型无人机、轻型无人机、小型无人机以及大型无人机。

微型无人机，是指空机质量小于等于7kg的.无人机。

轻型无人机，是指空机质量大于7kg，但小于等于116kg的无人机，企鹅全马力平飞中，校正空速小于200km/h(55n mile/h)，升限小鱼3000m。

小型无人机，是指空机质量小于等于5700kg的无人机，微型和轻型无人机除外。

大型无人机，是指空机质量大于5700kg的无人机。

4.按活动半径分类：

无人机可分为超近程无人机、进程无人机、短程无人机、中程无人机和远程无人机。

超近程无人机活动半径在15km以内;

近程无人机活动半径在15~50km之间;

短程无人机活动半径50~200km之间;

中程无人机活动半径在200~800km之间;

远程无人机活动半径大于800km。

5.按任务高度分类：

超低空无人机任务高度一般在0~100m之间;

低空无人机任务高度一般在100~1000m之间;

中空无人机任务高度一般在1000~7000m之间;

高空无人机任务高度一般在7000~18000m之间;

超高空无人机任务高度一般大于18000m。

三、无人机的发展

无人机的诞生可以追溯到1914年。当时第一次世界大战正进行得如火如荼，英国的卡德尔和皮切尔两位将军，向英国军事航空学会提出了一项建议：研制一种不用人驾驶，而用无线电操纵的小型飞机，使它能够飞到地方某一目标区上空，偶下事先装在其上的炸弹。

随着无人机技术的逐步成熟，到了20世纪30年代，英国政府决定研制一种无人靶机，用于验教战列舰上的火炮对目标的攻击效果。1933年1月，由“费雷尔”水上飞机改装成的“费雷尔·昆土”无人机试飞成功。此后不见，英国又研制出一种全木结构的双翼无人靶机，命名为“德·哈维兰灯蛾”。想死1934-1943年间，英国一共生产了420架这种无人机，并重新命名为“蜂王”。

20世纪60年代冷战期间，美国U-2有人驾驶侦查飞机前往苏联侦察导弹基地，被击落且飞行员被俘，使得美国国籍处境艰难。美国军方在改用间谍卫星从事相关活动后仍无法达到有人侦察机的侦查效果，由此引发了采用无人机进行侦查的思想。早起的AQM-34“火蜂”和洛克希德D-21无人机，主要功能是照相侦查。越南战争期间进一步发展了BQM-34轻型无人机，功能增加了照相侦查、实时影像、电子情报、电子对抗、实时通信、散发传单、战场毁伤评估等。1982年6月，在有名的贝卡谷地战役中，以色列研制的“侦察兵”、“猛犬”等无人机，在收集叙利亚的火力配置和战场情况方面，取得了突出的战果，引起各国的震惊。

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❼ 无人机在通信领域中的应用及优缺点是什么

一、通信领域：因为是无人驾驶飞机，所以必须要通过信号远程遥控指挥，这对信号的传输质量、效率、保密性、稳定性等是极大的考验，尤其是在复杂的地形、天气情况下。
二、优点：
1，人员安全，由军人在后方进行远程遥控，即使出现坠机、被击落等情况也没有人员损失，这对当前越来越重视人权及爱好和平的百姓来说是更能接受的事。
2，经济性，历来飞行员培训都是极耗资源的，即使是军事大国的飞行员也是很宝贵的财富，失去一位都是很大的损失，再加上抚恤金，所以一些极危险的任务，如果可以用无人机完成自然更好。
3，避免飞行员被俘虏，尤其是喜欢全球干涉的国家，如果飞机出现意外或者被击落前飞行员跳伞落入敌区，那么很有可能被俘，后续的营救、谈判等一系列问题会让政府和军方很头疼。
4，性能可发挥性更高，没有驾驶员就不用再考虑驾驶员的承受能力，比如加速度、氧气、温度等条件，摆脱这些因素，无人机可发挥性就更高。
三、缺点：
1，远程操控信号受限于地形、气候、距离等条件，有一定的隐患。甚至敌方会有意屏蔽信号，以此设法击落或者捕获无人机，这不是没发生过。
2，远程控制毕竟比不了直接在战机里驾驶，在灵活性上要想和普通战斗机比还是有一定差距的。
3，受限于技术，无人机在复杂环境下自由起降、作战有难度，另外由于政治、人文等问题，普通战机无人化难以做到，也就是说无人机很难做到普通战机那样大小，而不够大，就意味着载弹量小、攻击力弱的缺点

❽ 两旋翼无人机的理论研究出处

两旋翼无人机的理论研究出自各大学的专业论文研究。
近年来,共轴双旋翼无人机被广泛应用于军事和民用领域。和常规无人机相比,共轴双旋翼无人机具有负载能力强、悬停效率高、续航时间长和结构紧凑等优点,因而具有广泛的应用前景。但从目前国内外研究成果来看,大部分共轴无人机整体尺寸和重量较大,便携性较差。因此,研究和设计一款小型的共轴双旋翼无人机具有必要性。本文针对小型共轴双旋翼无人机的总体结构和总体布局进行研究,旨在设计出一款便于携带的小型共轴双旋翼无人机。具体研究内容如下:(1)制定了小型共轴双旋翼无人机的设计流程和技术指标;通过对三种操纵方案的对比分析,确定了双电机差速操纵方案;进而,进行了无人机总体方案的设计,将其划分为6个子系统,明确了各子系统的功能要求,并完成了无人机的总体布局设计。(2)建立了旋翼载荷模型,确定了其最大总距和转速;采用CFD(计算流体动力学)方法对不同旋翼间距的载荷进行仿真分析,确定了旋翼最佳间距;并利用积分法确定了旋翼所需功率和全机所需功率;完成了旋翼系统的结构设计和主要零部件的强度校核。(3)进行了操纵机构的功能分析、模块划分和构型设计,建立了其运动学模型,并完成了下操纵机构的尺寸优化和工作空间分析,结果表明了所设计的操纵机构能够满足其工作空间运动要求。(4)完成了无人机各子系统的结构设计,并对其中的重要零件进行了强度校核;基于ADAMS对操纵机构的运动和力学性能进行了仿真分析;完成了无人机虚拟样机模型。(5)完成了小型共轴双旋翼无人机样机的制作,基于样机建立了其飞行动力学方程,并对动力学方程组进行了求解,为后续无人机的飞行控制系统的设计做好了准备。