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贺天鹏主编 著

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店铺： 文轩网教育考试专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118109023

商品编码：25569814996

出版时间：2016-12-01

无人直升机系统设计 作  者:贺天鹏 主编 定  价:126 出 版 社:国防工业出版社 出版日期:2016年12月01日 页  数:430 装  帧:平装 ISBN:9787118109023 ●绪论
●1.1无人直升机系统概述
●1.1.1无人直升机系统定义
●1.1.2无人直升机系统研制必要性
●1.2无人直升机系统发展简史
●1.2.1国外无人直升机发展概况
●1.2.2国内无人直升机发展概况
●1.3无人直升机系统架构与设计
●1.3.1无人直升机系统架构
●1.3.2无人直升机系统设计
●第二章无人直升机系统总体设计
●2.1系统工程基本理论
●2.1.1概述
●2.1.2系统定义与特点
●2.1.3系统工程方法论
●2.2无人直升机系统研制框架
●2.2.1无人直升机系统设计过程
●2.2.2系统概念设计
●2.2.3系统初步设计
●2.2.4系统详细设计与制造
●部分目录

内容简介

本书涉及无人直升机系统在研究与开发过程中的一些设计与选型考虑，包括无人直升机系统的定义、系统的总体设计、无人直升机平台设计、无人直升机飞控导航与地面站系统的设计、无人直升机数据链路与任务载荷的设计与选型考虑，并介绍了无人直升机系统的发展趋势与市场前景。重点是为无人直升机系统研制过程中所涉及到的整系统以及各部件的设计提供思路与方法。 贺天鹏 主编 贺天鹏，1980年5月生，汉族，四川成都人。2007年就职于北京航空航天大学航空科学与工程学院直升机所，从事无人直升机系统的总体设计与协调、系统架构设计、直升机结构的动力学分析与设计、以及型号研制的试验试飞等工作。目前已主持企*单位横向协作项目多项，参与国家863项目1项、十二五预研项目2项，授权发明专利2项，发表论文多篇。期间与团队一起研制了M28共轴式无人直升机系统，负责系统总体方案的设计、系统的综合与集成、以及子系统与整系统测试方案的设计与技术协调等，M28无人直升机于2010年成功实现了全自主的起飞、航线飞行以及自主着陆，并于2011-2012年为多家用户单位成功地进行了多次演示飞行。

《飞跃地平线：现代无人机技术的革新与未来》 内容概要 本书旨在深入探讨现代无人机技术，从基础理论到前沿应用，全面解析这一颠覆性技术如何重塑我们的世界。我们将聚焦于无人机在各个领域的实际应用、技术发展趋势，以及其背后蕴含的无限潜力。本书将带领读者穿越技术变革的浪潮，洞察无人机如何从军事领域的神秘力量，逐渐渗透到我们生活的方方面面，成为推动社会进步和经济发展的重要引擎。 第一章：无人机的黎明——历史的回溯与技术的萌芽 本章将追溯无人机技术的起源，从早期概念的萌芽，到二战时期粗糙的靶机，再到冷战时期侦察无人机的初步发展。我们将详细介绍几个关键的历史节点和早期技术突破，例如遥控技术的进步、航空电子学的奠基，以及对自主飞行概念的初步探索。这一章节旨在为读者建立一个坚实的认知基础，理解无人机技术是如何一步步走向成熟，并为后来的飞跃式发展奠定基础。 第二章：无人机的骨骼与神经——核心技术深度解析 本章是本书的技术核心，将对当前主流无人机系统的关键技术进行详尽剖析。我们将深入探讨： 飞行平台设计与空气动力学： 详细解析固定翼、多旋翼、垂直起降（VTOL）等不同类型无人机的气动布局、机翼设计、旋翼优化等关键要素。理解不同构型在续航能力、载荷能力、机动性等方面的优劣势。 动力与能源系统： 介绍传统内燃机、电动机以及新兴能源（如燃料电池）在无人机上的应用。重点分析电池技术（能量密度、充电速度、安全性）的进步对无人机续航能力的影响，以及未来能源解决方案的探索。 导航、感知与控制系统： 这是无人机的“眼睛”和“大脑”。我们将详细阐述GPS、惯性导航系统（INS）、视觉导航（SLAM）、激光雷达（LiDAR）等感知技术如何协同工作，使无人机能够精确定位和自主飞行。同时，深入讲解飞行控制算法、姿态稳定技术、路径规划以及避障策略。 通信与数据链： 分析无人机与地面站之间的通信链路，包括指令传输、遥测数据回传、高清视频流传输等。探讨不同频段、调制方式以及安全加密技术在通信可靠性和抗干扰能力中的作用。 载荷与任务系统： 介绍无人机可搭载的各类传感器和设备，如高清摄像头、红外相机、热成像仪、合成孔径雷达（SAR）、环境监测设备、以及各种执行特定任务的设备（如洒水、投递、扫描等）。 第三章：飞入寻常百姓家——无人机在民用领域的广泛应用 本章将聚焦于无人机如何在民用领域掀起革命性的变化，展示其作为一种新兴工具的巨大价值。我们将重点探讨以下几个方面： 摄影摄像与影视制作： 无人机以其独特的视角和灵活性，彻底改变了航拍的方式。我们将介绍无人机在电影、电视、广告、纪录片制作中的应用，如何创造出令人惊叹的画面。 测绘、地理信息与城市规划： 无人机能够高效、精确地获取地形数据、进行三维建模、绘制地图。我们将探讨其在土地测量、工程勘察、城市规划、文物保护等领域的应用。 农业的智慧变革： 从精准喷洒农药、施肥，到作物健康监测、产量预估，无人机正在引领智慧农业的革命。我们将详细介绍其在提高农业效率、减少资源浪费、保障粮食安全方面的作用。 物流配送的未来图景： “最后一公里”的配送挑战正被无人机所解决。本书将分析无人机在包裹配送、紧急物资运送等方面的潜力，以及其面临的法规和技术挑战。 公共安全与应急响应： 在灾难救援、火灾监测、交通管理、巡逻侦察等方面，无人机已成为不可或缺的工具。我们将展示其如何快速响应、提供关键信息、协助救援工作。 基础设施巡检与维护： 桥梁、输电线路、风力发电机、石油管道等高危、复杂结构物的巡检，无人机以其安全、高效的优势，大大降低了人工成本和风险。 环境监测与科学研究： 无人机被用于大气监测、水质分析、野生动物追踪、地质勘探等科学研究领域，为我们更深入地了解地球环境提供了新的手段。 第四章：守护疆土的利剑——无人机在军事领域的战略地位 本章将深入剖析无人机在现代军事战略中的核心地位和不断演进的角色。我们将探讨： 侦察与监视（ISR）： 无人机作为远程、持久的侦察平台，如何为战场情报提供不间断的“眼睛”。 目标指示与火力支援： 无人机如何引导精确打击，提高作战效率。 攻击与战斗无人机： 分析各类武装无人机的发展，其在空战、反恐、对地攻击等任务中的应用。 电子战与信息对抗： 无人机在干扰敌方通信、电子侦察等领域的应用。 协同作战与蜂群技术： 探讨多架无人机协同执行任务，以及未来无人机集群作战的可能性。 军事应用带来的伦理与法律挑战： 探讨无人机作战所引发的国际法、伦理道德等争议。 第五章：突破极限的边界——无人机技术的未来展望 本章将超越当前的应用，展望无人机技术的未来发展方向和潜在突破。我们将聚焦于： 人工智能与自主化： AI将在无人机中扮演越来越重要的角色，实现更高级别的自主决策、学习能力和协同能力。 续航能力与能源创新： 探索下一代电池技术、氢燃料电池、甚至小型核聚变等可能改变无人机续航能力的技术。 小型化与微型化： 更小的无人机将在更多狭窄空间和特殊场景中发挥作用。 载荷能力与多功能集成： 发展更强大的载荷能力，以及集成多种传感器和执行器的多功能无人机。 高超声速与空间无人机： 展望在更高速度、更高空域甚至太空执行任务的无人机。 人机协作与增强现实： 分析人类操作员与无人机之间的无缝协作，以及AR技术如何增强操作体验。 监管与法律框架的演进： 探讨随着技术发展，全球范围内对无人机使用监管和法律的不断完善。 对社会经济的深远影响： 预测无人机技术将如何进一步改变产业结构、就业市场和人们的生活方式。 结论 《飞跃地平线：现代无人机技术的革新与未来》将为读者提供一个全面、深入、前瞻性的视角，理解无人机技术不仅仅是一种工具的革新，更是驱动社会进步、重塑未来生活方式的关键力量。本书适合对航空航天、人工智能、机器人技术、工程技术以及新兴科技应用感兴趣的读者。无论您是行业从业者、研究学者、技术爱好者，还是仅仅对未来充满好奇的普通读者，都能从中获得丰富的知识和深刻的启示，共同见证无人机技术如何不断飞跃地平线，描绘一个更加智能、高效、美好的未来。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的深度和广度都超出了我的预期。我原本以为这是一本偏向于航模爱好者的入门读物，但内容很快就展现出其面向工业级应用的专业水准。让我印象深刻的是其中关于“适航标准与法规遵从性设计”的讨论。在当前全球无人机监管日益严格的背景下，如何将法规要求（如空域限制、信号发射功率等）内化到硬件和软件的设计初期，而不是事后修补，是一个巨大的挑战。本书在这方面提供了详尽的框架和案例分析，清晰地勾勒出了一条从概念设计到合规取证的路径图。书中对冗余通信链路的设计和失效模式分析（FMEA）的运用，体现了作者对高风险任务场景的深刻洞察力。特别是对链路切换机制的详细描述，清晰地阐明了在GPS信号丢失、主控链路中断时，如何利用备用链路和预设安全模式（如返航或悬停）来保障地面安全。这种对安全性的极致追求，使这本书的价值远远超越了单纯的技术实现层面，上升到了工程伦理的高度。

评分☆☆☆☆☆

这本《无人机系统设计》真是让人眼前一亮，它不仅仅是一本技术手册，更像是一次深入探索无人机世界的思想旅程。初读时，我原本期望能看到大量晦涩难懂的公式和过于专业化的术语，但作者巧妙地将复杂的设计原理融入到生动具体的应用场景中。比如，在讨论传感器融合时，书中没有简单罗列各种算法的优缺点，而是通过一个模拟的复杂气象条件下的搜救任务，循序渐进地展示了不同传感器如何协同工作，最终实现高精度的环境感知。这种叙事方式极大地降低了阅读门槛，即便是对飞控系统只有初步了解的爱好者也能津津有味地读下去。尤其值得称赞的是，书中对设计哲学层面的探讨，提出了许多关于可靠性、冗余度和可维护性的前瞻性观点，这对于未来构建更大规模、更具自主性的无人机集群系统无疑具有重要的指导意义。书中对材料科学在无人机结构设计中的应用也进行了详尽的分析，从轻量化碳纤维复合材料到智能蒙皮技术，都给出了详实的案例和数据支持，让人深切感受到设计不仅仅是电子和软件的堆砌，更是跨学科知识的完美结合。我感觉作者在撰写时，一定是站在一个非常宏观的角度去审视整个无人机生态的未来发展趋势的。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受是作者对于“系统”二字的理解达到了一个近乎苛刻的深度。很多市面上的书籍往往侧重于某一个模块，比如旋翼气动布局或者特定的导航算法，但本书的核心价值在于它构建了一个完整的、相互制约又相互促进的设计闭环。书中花了相当大的篇幅来解析人机交互（HMI）在无人机操作中的重要性，这一点常常被业界的工程人员所忽略。作者强调，无论飞控算法多么完美，如果地面站的反馈延迟或指令逻辑存在缺陷，整个任务的成功率就会大打折扣。我特别欣赏其中关于“任务分解与授权层级”的章节，它用一个类似军事指挥链的结构来描述软件层级的决策过程，从最底层的硬件驱动到最高层的任务规划，每一步的责任划分都清晰可见。这使得我在阅读过程中，不再仅仅关注“无人机能做什么”，而是开始思考“无人机应该在什么条件下，以怎样的方式做出决定”。这种系统性思维的培养，远比掌握几条具体的代码指令要宝贵得多。此外，书中对电能管理系统的论述也相当深入，不仅仅停留在电池容量计算上，而是详细分析了热管理、能量回收以及在极端温度下电池性能衰减的预测模型，非常实用。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排结构简直是教科书级别的典范，逻辑性强到令人叹服。它的叙事节奏控制得非常好，从基础理论的铺垫，到具体子系统的深入剖析，再到最后复杂的集成与测试流程，每一步都衔接得天衣无缝，没有丝毫的突兀感。我尤其喜欢作者在介绍高级控制理论，例如LQR或模型预测控制（MPC）时所采用的方法——先用非常直观的类比解释其数学基础，随后再过渡到无人机实际飞行动力学模型的应用。这种“由浅入深，由象到数”的教学策略，极大地帮助我这种非数学专业背景的读者建立起对高级控制的直观理解。书中提供的所有仿真实例，似乎都是经过精心挑选和优化的，它们完美地展示了理论模型在现实世界中可能遇到的“非理想”情况，例如风切变、传感器漂移等，并展示了相应的鲁棒性设计策略。可以毫不夸张地说，如果把这本书当作工具书来用，其索引和附录中提供的标准化流程图和故障排查指南，足以应付绝大多数实际项目中的疑难杂症。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最核心启发，在于它清晰地描绘了未来无人机系统自主性的演进方向。作者并没有沉溺于对现有技术的罗列，而是将大量的篇幅用于探讨“情境感知”和“群体智能”的实现路径。在某一章节中，作者设想了一个未来场景：一个由数百架无人机构成的动态编队，在没有实时地面干预的情况下，共同完成复杂的环境建模任务。书中详细拆解了实现这种自主性的关键技术瓶颈，包括分布式计算架构、去中心化的决策算法以及节点间的实时状态同步问题。这些内容的讨论极具前瞻性，让我感到自己手中的知识仿佛瞬间提升到了一个全新的维度。书中的图表设计也十分精妙，很多复杂的网络拓扑结构图和数据流向图，能够一眼洞穿其背后的设计思想。对于那些致力于研发下一代AI驱动的无人机解决方案的研究人员来说，这本书提供的不仅仅是参考资料，更像是一份未来十年的技术路线图，它清晰地指出了当前技术的前沿在哪里，以及突破口可能隐藏在何处。