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基于物联网的无人机?无人驾驶运用了哪些物联网技术( 四 )


中国翼龙无人机（如图5所示）是一架中低空军民两用无人机；

基于物联网的无人机?无人驾驶运用了哪些物联网技术

文章插图
图5 中国翼龙无人机
可携带多种侦察设备和激光照射且测距设备以及电子对抗设备实施监视和侦查任务，也可以携带小型空对地打击的武器实施对地攻击任务 。
三、无人机结构与飞行原理
1.无人直升机结构与飞行原理
无人直升机系统由旋翼、尾桨、机体、控制与导航系统、动力装置、无线通信系统、任务载荷设备等组成 。控制与导航系统包括地面控制站、机载姿态传感器、飞控系统、定位与导航设备、飞行监控及显示系统等，是无人直升机系统的关键部分 。无线通信系统包括无线电传输与通信设备等，由机载数据终端、地面数据终端、天线、天线控制设备等组成 。任务载荷设备包括光电、红外和雷达侦察设备、电子对抗设备、通信中继设备等 。
无人直升机的飞行原理与直升机的相似，不同点在于飞行控制方面 。无人直升机的升力和推力均通过螺旋桨（主旋翼）的旋转获得，其动力和操作系统与各类固定机翼飞机不同，固定翼飞机原理从根本上说是对各部位机翼的状态进行调节，在机身周围制造气压差而完成各类飞行动作的，并且发动机只能提供向前的推力 。直升机的主副螺旋桨（主旋翼和尾旋翼）可在水平和垂直方向上对机身提供动力，不需要普通飞机那样的巨大机翼 。无人直升机与普通直升机不同，不需要飞行员控制 。
2.多旋翼无人机结构与飞行原理
常见的四旋翼无人机的四个旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向，四个旋翼处于同一高度平面，且四个旋翼的结构和半径都相同，四个电机对称地安装在飞行器的支架端，支架中间空间安放飞行控制器和外部设备 。
四旋翼飞行器通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，旋翼高速旋转产生向下的气流，无人机获得向上的升力，飞机起飞 。四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降机，四个输入力实现六个状态输出，通过控制它的电机和电机之间的功率和方向，实现垂直运动、俯仰运动、滚转运动、偏航运动、前后运动、倾向运动 。
多旋翼无人机的动力系统主要包括电池、电机、螺旋桨和电调 。电池为无人机提供能量；多旋翼无人机大多采用无刷电机是因为无刷电机效率高、寿命长、成本低；螺旋桨通过高速旋转为无人机提供最直接的动力；电调是飞控连接电机的重要组成部分，主要负责电机的转速的控制与电机电能的供给 。
多旋翼无人机有悬停、升降、进退、横滚、偏航五种飞行姿态 。在理想飞行环境下，处于悬停状态下的无人机螺旋桨不产生水平方向的力，起飞重量决定了无人机从起飞到降落所需消耗的能量；四旋翼产生的推力永远垂直于四个旋翼所在的平面，四旋翼无人机处于悬停状态时，推力垂直于水平面向下；螺旋桨在旋转过程中会受到旋翼所在平面内、方向与螺旋桨旋转方向相反的来自空气的阻力，处于悬停状态的四旋翼无人机，受到的扭力是相互抵消的，通过控制螺旋桨的转速，改变扭力大小，从而可实现横滚、偏航等飞行姿态 。
3.固定翼无人机结构与飞行原理
固定翼无人机主要由机身及机翼、起落架、发动机、螺旋桨、油箱或电池、机上飞行控制系统、通信天线（地面运用）、机载GPS、地面控制导航及监控系统、人工控制飞行遥控器、数码相机、地面供电设备、降落伞、弹射式起飞轨道等组成 。
固定翼无人机与多旋翼无人机不同，它通过动力系统和机翼产生升力，实现起飞，依靠副翼和尾翼实现控制俯仰和滚转 。
固定翼无人机的动力系统分为电动和油动两种 。电动固定翼无人机的动力系统与多旋翼无人机的动力系统相似 。油动动力系统主要由发动机、点火器、油箱、油管和螺旋桨组成 。发动机的性能与飞行环境的温度、湿度、海拔等因素息息相关，为使发动机获得稳定的动力性能，平衡主油针与副油针尤为重要 。
固定翼无人机的控制与导航系统与多旋翼无人机相似，固定翼无人机需要空速管确定飞机当前航速，以及通过调整舵面和发动机的转速来改变飞行姿态，多旋翼无人机是通过改变电机转速来控制飞机飞行姿态的 。
固定翼无人机的起飞方式分为三种，分别为滑跑、弹射、手抛 。在进入正常飞行阶段之前都必须具备一定的初速度，在具备初速度的情况下，空气会以一定的速度流过飞机，空气在流经机翼时，上下表面会产生不同的流速，从而形成压力差（即向上的升力）实现留空飞行 。


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