无人机系统导论 第4版PDF电子书下载

第一部分 导论 2

第1章 历史和概述 2

1.1 概述 2

1.2 发展史 2

1.2.1 早期发展史 2

1.2.2 越南战争 4

1.2.3 战后复兴 4

1.2.4 联合开发 5

1.2.5 沙漠风暴 5

1.2.6 波斯尼亚 6

1.2.7 阿富汗和伊拉克 6

1.3 无人机系统概述 6

1.3.1 飞行器 8

1.3.2 任务规划和控制地面站 8

1.3.3 发射和回收装置 8

1.3.4 有效载荷 9

1.3.5 数据链 10

1.3.6 地面保障设备 10

1.4 “天鹰座”无人机系统 11

1.4.1 “天鹰座”任务需求 11

1.4.2 “天鹰座”飞行器 12

1.4.3 地面控制站 12

1.4.4 发射和回收 13

1.4.5 有效载荷 13

1.4.6 其它装备 13

1.4.7 小结 13

参考文献 15

第2章 无人机种类和任务 16

2.1 概述 16

2.2 无人机系统实例 16

2.2.1 微小型无人机 17

2.2.2 小型无人机 19

2.2.3 中型无人机 20

2.2.4 大型无人机 23

2.3 可损耗型无人机（一次性无人机） 25

2.4 无人机系统分类 26

2.4.1 按照航程和航时分类 26

2.4.2 基于尺寸的小型无人机非正式分类 27

2.4.3 梯级分类系统 28

2.4.4 近期分类变更 28

2.5 任务 29

参考文献 31

第二部分 飞行器 33

第3章 空气动力学基础 33

3.1 概述 33

3.2 空气动力学基本方程 33

3.3 飞机极曲线 37

3.4 真实机翼和飞机 37

3.5 诱导阻力 38

3.6 边界层 41

3.7 扑翼 44

3.8 飞行器总阻力 46

3.9 小结 46

参考文献 46

参考书目 46

第4章 性能 48

4.1 概述 48

4.2 爬升飞行 48

4.3 航程 50

4.3.1 螺旋桨推进飞机的航程 51

4.3.2 喷气推进飞机的航程 52

4.4 航时 53

4.4.1 螺旋桨推进飞机的航时 53

4.4.2 喷气推进飞机的航时 55

4.5 滑翔飞行 55

4.6 小结 56

第5章 稳定性和控制 57

5.1 概述 57

5.2 稳定性 57

5.2.1 纵向稳定性 58

5.2.2 横向稳定性 60

5.2.3 动稳定性 61

5.2.4 小结 61

5.3 控制 62

5.3.1 气动控制 62

5.3.2 俯仰控制 62

5.3.3 横向控制 63

5.4 自动驾驶 63

5.4.1 传感器 64

5.4.2 控制器 64

5.4.3 作动器 64

5.4.4 机体控制 64

5.4.5 内回路和外回路 65

5.4.6 飞行控制分类 65

5.4.7 整体操控模式 66

5.4.8 支持自动驾驶的传感器 66

第6章 动力推进 68

6.1 概述 68

6.2 推力的产生 68

6.3 动力升力 69

6.4 动力来源 73

6.4.1 二冲程发动机 73

6.4.2 转子发动机 76

6.4.3 燃气涡轮机 77

6.4.4 电动机 78

6.4.5 动力电能来源 79

第7章 结构和承载 85

7.1 概述 85

7.2 载荷 85

7.3 动载荷 88

7.4 材料 90

7.4.1 三明治结构 90

7.4.2 面层纤维增强材料 91

7.4.3 树脂基体材料 91

7.4.4 夹芯材料 91

7.5 成型技术 92

第三部分 任务规划和控制 94

第8章 任务规划和控制站 94

8.1 概述 94

8.2 MPCS体系结构 98

8.2.1 局域网络 100

8.2.2 局域网络要素 100

8.2.3 通信级别 101

8.2.4 网桥和网关 103

8.3 物理配置 104

8.4 规划和导航 106

8.4.1 规划 106

8.4.2 导航和目标定位 108

8.5 MPCS接口 110

第9章 飞行器和有效载荷控制 112

9.1 概述 112

9.2 控制模式 113

9.3 飞行器的驾驶 113

9.3.1 遥控驾驶 114

9.3.2 自主—辅助驾驶 114

9.3.3 完全自主驾驶 115

9.3.4 小结 116

9.4 有效载荷控制 117

9.4.1 信号中继有效载荷 117

9.4.2 大气、辐射及环境监测有效载荷 118

9.4.3 成像和伪成像有效载荷 118

9.5 任务控制 119

9.6 系统自治 121

第四部分 有效载荷 125

第10章 侦察／监视载荷 125

10.1 概述 125

10.2 成像传感器 126

10.2.1 目标探测，识别和确认 126

10.3 搜索过程 139

10.4 其它考虑 145

10.4.1 视线稳定 145

参考文献 148

参考书目 149

第11章 武器载荷 150

11.1 概述 150

11.2 杀伤攻击型无人机历史 151

11.3 武装型无人机的任务需求 154

11.4 与武器携载和投送相关的设计问题 154

11.4.1 载荷能力 154

11.4.2 结构问题 155

11.4.3 电器接口 157

11.4.4 电磁干扰 158

11.4.5 对现有机载武器的发射限制 159

11.4.6 安全分离 159

11.4.7 数据链 160

11.5 与战斗行动相关的其它问题 160

11.5.1 特征消减 160

11.5.2 自主性 170

参考文献 173

第12章 其它载荷 174

12.1 概述 174

12.2 雷达 174

12.2.1 常规雷达 174

12.2.2 合成孔径雷达 176

12.3 电子战载荷 177

12.4 化学探测 177

12.5 核辐射传感器 178

12.6 气象传感器 179

12.7 伪卫星 179

第五部分 数据链 183

第13章 数据链功能和特性 183

13.1 概述 183

13.2 背景知识 183

13.3 数据链功能 185

13.4 理想数据链特性 186

13.4.1 全球可用性 187

13.4.2 抗无意干扰能力 188

13.4.3 低截获概率 188

13.4.4 安全性 189

13.4.5 抗欺骗性 189

13.4.6 防反辐射武器能力 189

13.4.7 抗干扰能力 190

13.4.8 数字式数据链 191

13.5 系统接口问题 191

13.5.1 机电接口 192

13.5.2 数据率限制 192

13.5.3 控制回路延迟 193

13.5.4 互操作性，互换性和通用性 195

参考文献 197

第14章 数据链余量 198

14.1 概述 198

14.2 数据链余量来源 198

14.2.1 发射机功率 198

14.2.2 天线增益 199

14.2.3 处理增益 205

14.3 抗干扰余量的定义 210

14.3.1 干扰几何学 211

14.3.2 抗干扰能力的系统内涵 214

14.3.3 抗干扰上行链路 217

14.4 信号传播 217

14.4.1 传播路径阻碍 217

14.4.2 大气吸收 219

14.4.3 降雨导致的损耗 219

14.5 数据链信噪比 219

参考文献 222

第15章 降低数据传输率 223

15.1 概述 223

15.2 压缩与截断 223

15.3 视频数据 224

15.4 非视频数据 231

15.5 降低数据率功能的实施环节 232

参考文献 233

第16章 数据链设计权衡 234

16.1 概述 234

16.2 基本的权衡 234

16.3 数据链淘汰升级相关难点问题 236

16.4 未来技术 237

第六部分 发射和回收 239

第17章 发射系统 239

17.1 概述 239

17.2 基本问题考虑 239

17.3 固定翼无人机发射方法 242

17.3.1 导轨弹射器 244

17.3.2 气动弹射器 244

17.3.3 液气混合弹射器 246

17.3.4 无人机零长火箭助推发射 247

17.4 垂直起降无人机的发射 250

第18章 回收系统 251

18.1 概述 251

18.2 常规着陆 251

18.3 垂直网回收系统 252

18.4 降落伞回收 253

18.5 垂直起降无人机回收 255

18.6 空中吊挂回收 257

18.7 舰上回收 258

第19章 发射和回收设计权衡 261

19.1 无人机发射方法权衡 261

19.2 回收方法权衡 264

19.3 结论 266