无人机和直升机

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,无人机和直升机,无人机概述,1、无人机的概念及其作用,2、无人机的开展历程,3、无人机系统构成及分类,4、典型无人机介绍,第一节 无人机的概念及作用,1、无人机：指无人驾驶、自主推进，由无线电遥控或自身程序控制，利用空气动力承载飞行并可回收重复使用的飞行器。,2、军事作用：空中侦查、电子干扰、通信中继、目标定位、激光制导、战场监视、边境巡逻和战斗评估 、准确打击、定点轰炸、拦截导弹等,3、民用作用：航空摄影、灾情检测、地球物理探矿、气象探测、道路巡视、交通管理、电力线路查询等,第二节 无人机开展历程,1,、,上世纪,50,至,60,年代，用作防空兵器性能鉴定和部队 训练的靶机；,2,、,上世纪,70,年代以后，除用作靶机外，大量用作执行战场军事侦察任务的无人侦察机,(RPV),；,3、80年代以后，用途更为广泛军用和民用，此期间无人机的飞行控制与飞行管理也有很大改进，实现了超视距控制和自主飞行。故国际上不再称RPV而改称UAV；,4、海湾战争之后，无人机技术获得飞跃式开展，自动化和智能化程度大大提高，航时大于24h的全天候无人机参与实战。出现了无人战斗机，并很快成为开展热点。,最早的无人机：无线电遥控的飞机,无人机最初作为靶机来使用,原始的空中靶标：拖靶,台湾：乌龙空军,20,世纪,30,年代：有人驾驶飞机改装成无人驾驶靶机,二战：现役轰炸机改装成无人轰炸机,改装方法：,安装自动控制系统；,拆掉自卫武器和设备；,V1导弹德：无人轰炸机,世界上第一架完全由控制系统自动导航,完成全部飞行过程的无人机,二战后，无人机技术得到很大开展：,有人驾驶飞机改装成无人机；,无人靶机；,无人侦察机；,无人驾驶研究机；,无人作战飞机20世纪90年代,具有攻击作战能力的无人机,Unmanned Combat Air VehicleUCAV,无人作战飞机：,X45,美国无人作战飞时机议上公布的未来无人作战飞机任务设想图,无人飞机系统,信息无人机,战斗无人机,无人系统使命任务图,UAS,的,18,项能力需求与优先级排序,任务,小型（,600kg),作战（,600kg,攻击平台）,侦察,1,1,1,1,精确目标定位与指示,2,2,2,2,信号情报,7,3,3,4,作战管理,3,4,5,6,通信与数据中继,8,6,4,7,反生化侦察,5,5,9,8,作战搜索与救援,4,7,8,9,武器化与打击,18,8,7,3,电子战,12,11,6,5,水雷探测、对抗和灭除,6,9,12,11,反伪装、隐蔽与防御,10,10,13,12,信息战,13,12,11,10,数字地图,15,14,10,14,隐蔽传感器嵌入,11,15,13,13,诱饵与探路,9,13,18,15,特种作战部队再补给,9,13,14,16,GPS,伪卫星,18,17,17,17,近海潜水战,17,18,16,18,与UAS相关的技术平台 载荷 动力 通信,自主与控制包括躲避能力,认知处理,公共控制,通信带宽与频谱保障性、作用距离、网络根底设施、数据界面,合作行为互连与协同能力，分布式体系构造，数据交换与融合,人机综合指在UAS这样高度自治的系统中，操作者的作用与影响,投放与回收,动力系统尺寸、费用、能量和信号特征最小化，持久与高速,处理器低功率的新型处理器：应用光子、生物、量子与分子技术,可靠性,生存力,武器高度争议，“爬-走-跑三步，对无人系统及其武器的绝对控制,IAI专家对UAV进展与水平的根本估价,The use of UAVs as a core system in the “Coalition Warfare concept, requires the expansion of the UAV characteristics space in all dimensions.,Persistence,持续性,Safety,平安性,Reliability,可靠性,Connectivity,互联性,Survivability,生存性,Operability,操作性,Future state,Current state,美国 UCAV-UCAS,X-45A、X-47A顺利试飞，成功完成武器投放、模拟着舰等重要飞行验证,三军联合启动联合无人空战系统(J-UCAS)方案，波音和诺格公司分别获得10亿美元的合同，用于生产3架J-UCAS原型机和配套设备,欧洲联合开展UCAV,为缩小与美国的差距，进展了欧洲范围的技术合作与分工,“神经元Neuron是由法国领导，瑞典、意大利、西班牙、瑞士和希腊参与的泛欧无人战斗机UCAV工程,主要特点：隐身，亚音速，远程；自主程度高；重37吨，构造模块化，全复合材料,2006年5月完成初步技术方案设计，验证机预定2021年首飞,20212021年将完成约100架次试飞，包括在2021年试射激光制导炸弹,第三节 无人机系统构成及分类,构成：,无人机,主控制站,发射回收控制站,通信系统,1,、无人机,系统功能,：整个系统的核心，各种任务载荷的平台,任务载荷系统组成：任务传感器和武器系统,任务载荷系统作用：,(1)侦察和监视探测、识别、认清,可见光成像、红外成像、合成孔径雷达,(2)电子战检测、利用、阻止或减少敌方对电磁谱的使用,电子支援措施ESM、电子对抗措施ECM,电子反对抗措施ECCM,(3)武器的运送发射平台空地导弹,2,、主控制系统,作用,：,实现任务规划,，,控制无人机到达指定区,域，完成相应的侦查、作战、摄像等任务,系统组成,：,3,、发射回收控制系统,作用,：,在无人机起飞场地，控制引导无人机起飞着陆,4,、通信系统,作用,：,将地面遥控信号发送给无人机，同时,实时将无人机状态等各种信息传回给主控制站。,系统组成,：,无人机的飞行控制,无人机控制方式,遥控,自控,混合控制,对无人机进展远距离控制,包括：有线遥控、无线遥控、,声音遥控、光线遥控,不依赖地面控制，一切动作由无人机自动完成,无线电遥控飞行,遥控站,发射机,遥控指令,接收机：,接收并译出指令内容,自动驾驶仪：,按照指令操纵舵面,无线电遥控,根本过程,遥控指令,航迹修正信号,飞行姿态修正信号,使无人机按照规定航向飞行,使无人机按照规定姿态飞行,为了正确发送遥控指令：,遥控站：设有搜索和跟踪雷达、电子计算机；,无人机：安装无线电应答器信标机；,搜索和跟踪雷达,计算机,信标机,测量无人机在任意时刻相对地面的方位角、俯仰角、距离和高度等参数，并把这些参数送入电子计算机,通过计算雷达测量的参数绘出无人机的实际航迹，与预定航迹进展比较，就能够求出偏差，然后才能发出指令进展修正,收到跟踪雷达询问信号后，发回一个信号给雷达,信标机能够起到增加跟踪雷达探测距离的作用,无线电遥控飞行的优点：,有利于简化无人机的设计；,有利于降低本钱；,提高战术使用的灵活性；,无线电遥控飞行的缺点：,遥控范围受无线电作用距离的限制 通常只有320-480km；,遥控无线电信号容易受到电子干扰；,自控飞行,无线电遥控飞行：,通过发送遥控指令使无人机按照正确的航向和姿态飞行,自控飞行：,通过导航装置保证无人机按照正确的航向和姿态飞行；,无人机 导航系统,罗盘,无线电导航系统,多普勒导航系统,惯性导航系统,捷联式惯性导航系统,自控飞行的优点：,使无人机航程加大；,可独立自主工作，不需要任何地面设备，也不需要与地面进展无线电联络，因而不易被敌方发现和受到电子干扰或破坏；,自控飞行的缺点：,无人机上需要一套复杂的自主导航和控制系统，既增加了设备重量，又提高了无人机的本钱,无人机分类,根据续航时间和航程分：,长航时无人机战略无人机 捕食者 搜索者,中程无人机 350型 D-21,短程无人机 先锋 猎犬,近程无人机 “微V型,根据军事用途分：,靶机,侦察机,诱饵无人机,电子干扰无人机,攻击无人机,通信中继无人机,其他用途的无人机,无人作战飞机,具有攻击作战能力的无人机,Unmanned Combat Air VehicleUCAV,1,、高机动性,2,、高隐身性,3,、发射和回收简便,无人作战飞机的过载设计不受人的生理承受能力的限制1120g。,使无人机易于对付高机动或突然出现的目标,无驾驶舱，这就去掉了一个较大的雷达反射面；,体型小，雷达有效散射面积小，提高隐身性能,具有多种起降方式垂直起飞、空中投放，使得无人作战飞机具有较强的灵活性和战场适应能力,4,、具有自主作战能力,5,、具有纵深攻击能力,6,、具有全天候高空长航时作战能力,通过预先规划和制定飞行路线、作战程序和特殊情况处理对策，能够自动躲避防空阵地和障碍物，进展目标自动探测、瞄准和实施打击,无人作战飞机不存在人员伤亡，因此可不考虑防空武器的威胁，进展纵深作战,无人作战飞机攻击距离远，飞行时间长。 根据作战的需要，可要求设计的无人作战飞机的续航时间大于,20h,7、设计本钱低,8、维护本钱低,9,、训练费用低,无人作战飞机不需要设计驾驶员座舱，以及相关的生命保障系统、环境控制系统、仪表显示系统等，这就大大降低了无人作战飞机的设计本钱,无人作战飞机的设备设计模块化、小型化，使用方便、易于操作和维护,无人作战飞机大量采用虚拟环境训练，这就大大节省了操作人员的培训费用，使得无人作战飞机的使用本钱进一步降低,“鸬鹚,“先锋,“捕食者,直升机,常规直升机 机体构造,机身,旋翼系统,尾桨,机械操纵系统,起落装置,机身,直升机机身的作用：,装载人员、物资和设备；,把直升机的各个部件系统连接成一个整体；,旋翼系统,旋翼系统 功能,产生升力,产生推力,产生操纵力,旋翼系统 组成,桨叶,桨毂,桨叶：提供升力,直升机的飞行原理,桨叶,混合式桨叶,金属桨叶,复合材料桨叶,桨毂：桨叶和旋翼操纵系统的链接装置,桨毂形式,铰接式,万向节式,跷跷板式,无铰式,无轴承式,尾桨,尾桨作用,平衡反扭矩,对直升机进展航向操纵,稳定航向，相当于飞机垂直安定面,尾桨的作用,尾桨形式,铰接式,万向节式,跷跷板式,无轴承式,涵道式,直,-9,改,-,涵道式尾桨,起落装置,直升机起落装置的作用：,吸收着陆时由于垂直速度带来的能量，减少着陆时撞击引起的过载；,保证在使用过程中不发生地面共振；,使直升机具有在地面运动的能力，减少滑行时由于地面不平产生的撞击和颠簸,地面上使用 的起落装置,轮式起落架,滑橇式起落架,轮式起落架,滑橇式起落架,具有水面起降能力的直升机,水密封机身,保证横侧稳定的浮筒,保证横侧稳定的浮筒,机械操纵系统,作用：控制直升机的飞行姿态和飞行方向,油门变距系统,脚操纵系统,驾驶杆操纵系统,操纵直升机升降,操纵尾桨，使直升机旋转,机械操纵系统,操纵旋翼拉力的方向,油门变距系统,自动倾斜器自动倾斜仪：,直升机机械操纵系统中的重要部件；,作用：操纵旋翼，实现升降、前后、左右运动,直升机分代,第一代直升机,服役年代：20世纪30年代60年代初期；,发动机：活塞式发动机；,旋翼：金属/木质混合式桨叶；,机体：桁架式或半硬壳式机体；,电子设备：简易仪表和电子设备；,最大平飞速度：200km/h；,全机振动水平：；,噪声水平：110dB；,典型机种：米-4；贝尔-47；直-5仿米-4,贝尔47美,贝尔,-47,直5中,第二代直升机,服役年代：20世纪60年代70年代；,发动机：第一代涡轴发动机；,旋翼：全金属桨叶和金属桨毂构成的旋翼；,机体：铝合金半硬壳式机体；,电子设备：初期集成微电子设备；,最大平飞速度：250km/h；,全机振动水平：；,噪声水平：100dB；,典型机型：米-8；超黄蜂；直-6仿米-8；直-8仿超黄蜂,米8俄,超黄蜂法,直6中,直8中,第三代直升机,服役年代：20世纪70年代80年代；,发动机：第二代涡轴发动机；,旋翼：全复合材料桨叶和带有弹性元件的桨毂构成 的旋翼；,机体：局部采用复合材料的机体；,电子设备：采用大规模集成电路的电子设备和较为先进的飞行控制系统；,最大平飞速度：300km/h；,全机振动水平：；,噪声水平：90dB；,典型机型：海豚；黑鹰；阿帕奇；直-9仿海豚,海豚法,黑鹰美,黑鹰,阿帕奇美,阿帕奇,直9中,第四代直升机,服役年代：20世纪90年代以后；,发动机：第三代涡轴发动机；,旋翼：采用进一步优化设计的翼型、桨尖和先进的复合材料桨叶，无轴承和弹性铰等新型桨毂；,机体：机体大局部或全部采用复合材料；,电子设备：采用电传操纵，机载电子设备采用数据总线、综合显示和任务管理、先进的飞控和通信导航系统；,最大平飞速度：300km/h以上；,全机振动水平：；,噪声水平：80dB；,典型机型：科曼奇该工程已取消；NH-90；,科曼奇美,科曼奇,NH-90北约,谢谢观赏！,2020/11/5,100,