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第一章 绪论 1

1.1 无人直升机系统概述 1

1.1.1 无人直升机系统定义 1

1.1.2 无人直升机系统研制必要性 1

1.2 无人直升机系统发展简史 4

1.2.1 国外无人直升机发展概况 4

1.2.2 国内无人直升机发展概况 17

1.3 无人直升机系统架构与设计 21

1.3.1 无人直升机系统架构 21

1.3.2 无人直升机系统设计 26

第二章 无人直升机系统总体设计 30

2.1 系统工程基本理论 30

2.1.1 概述 30

2.1.2 系统定义与特点 31

2.1.3 系统工程方法论 31

2.2 无人直升机系统研制框架 34

2.2.1 无人直升机系统设计过程 34

2.2.2 系统概念设计 35

2.2.3 系统初步设计 35

2.2.4 系统详细设计与制造 35

2.2.5 系统集成与试验验证 36

2.3 无人直升机系统需求论证与分析 36

2.3.1 需求论证特点 36

2.3.2 需求论证模式 37

2.3.3 需求论证方法 38

2.4 无人直升机系统技术风险管控 41

2.4.1 技术成熟困难度评价方法 42

2.4.2 基于集成与可达性的风险识别方法 43

2.4.3 技术成熟计划方法 45

第三章 无人直升机平台设计 47

3.1 无人直升机平台设计基本理论 47

3.1.1 无人直升机平台设计特点 47

3.1.2 无人直升机平台基本组成 48

3.1.3 无人直升机操纵与飞行 53

3.1.4 直升机空气动力学 64

3.1.5 无人直升机旋翼与机体动力学 78

3.2 无人直升机平台总体设计 89

3.2.1 无人直升机平台总体设计框架 90

3.2.2 无人直升机平台构型选择 92

3.2.3 总体参数选择 99

3.2.4 发动机选择与分析 108

3.2.5 直升机平台重量分析 113

3.2.6 直升机平台总体布局设计 115

3.3 直升机平台性能分析 124

3.3.1 性能分析基础数据 124

3.3.2 垂直飞行性能分析 129

3.3.3 直升机前飞性能计算 133

3.3.4 直升机特殊性能问题 142

3.4 直升机平台结构设计 146

3.4.1 机身结构设计 147

3.4.2 尾梁结构设计 157

3.4.3 尾翼结构设计 161

3.4.4 舱口设计 163

3.4.5 起落装置设计 164

3.4.6 旋翼系统设计 165

3.4.7 动力与传动系统结构设计 187

3.4.8 结构试验验证 194

第四章 无人直升机飞控导航系统设计 198

4.1 系统架构设计 200

4.1.1 硬件系统框架 201

4.1.2 软件系统框架 205

4.1.3 开源飞控系统简介 207

4.2 无人直升机飞行动力学建模 211

4.2.1 坐标系统及其变换 213

4.2.2 基本假设与模型合理简化 218

4.2.3 共轴双旋翼气动干扰与入流模型 219

4.2.4 下旋翼气动模型 221

4.2.5 上旋翼气动模型 229

4.2.6 机身气动模型 230

4.2.7 尾翼气动模型 231

4.2.8 飞行动力学模型及其线性化 233

4.3 无人直升机飞控导航系统原理设计 239

4.3.1 无人直升机飞行原理简介 239

4.3.2 发动机转速稳定系统设计 241

4.3.3 姿态稳定系统设计 243

4.3.4 航向通道与方向舵控制原理 244

4.3.5 总距控制与高度稳定系统设计 245

4.3.6 飞行控制系统数学模型仿真 248

4.3.7 自主导航飞行 250

4.3.8 自主着舰系统设计 265

4.3.9 无人直升机先进飞行控制技术概述 296

第五章 无人直升机地面控制站 300

5.1 概述 300

5.2 地面控制站功能与组成 301

5.2.1 地面控制站功能 301

5.2.2 地面控制站组成 302

5.2.3 地面控制站的分类 308

5.3 地面控制站系统工作原理 309

5.3.1 任务规划与航线规划 309

5.3.2 遥控遥测技术 311

5.3.3 载荷控制技术 312

5.3.4 链路监控技术 312

5.3.5 无人直升机自主起降技术 313

5.4 地面控制站信息处理 315

5.4.1 制订任务规划 315

5.4.2 飞行准备 316

5.4.3 飞行过程 316

5.4.4 记录、转储和回放 316

5.5 指挥控制技术新进展 316

5.5.1 发展趋势 316

5.5.2 国外先进无人机地面控制站 320

第六章 无人直升机数据链路技术 326

6.1 概述 326

6.2 数字通信系统 327

6.2.1 数字通信系统组成 327

6.2.2 编码 328

6.2.3 调制解调技术 329

6.2.4 同步 339

6.2.5 扩展频谱技术概述 343

6.2.6 数字通信主要技术指标 344

6.2.7 电磁场基本概念 345

6.2.8 天线基本概念 348

6.3 无人直升机数据链路功能、组成及基本原理 349

6.3.1 无人直升机数据链路功能 349

6.3.2 无人直升机数据链路组成 349

6.3.3 无人直升机数据链路基本原理 350

6.4 无人直升机数据链路工程应用 355

6.4.1 无人直升机数据链路体制选型 355

6.4.2 无人直升机数据链路天线 356

6.4.3 无人直升机数据链路通视距离计算 360

6.4.4 无人直升机数据链路裕量估计 361

6.4.5 无人直升机数据链路地面站选址 363

6.5 无人直升机数据链路发展趋势 364

6.5.1 小型化趋势 364

6.5.2 一站多机技术 364

6.5.3 网络化趋势 365

6.5.4 超宽带趋势 365

6.5.5 通用化 366

6.5.6 高抗干扰 366

6.6 典型无人机测控数据链路 367

第七章 无人直升机任务载荷 371

7.1 任务载荷定义与分类 371

7.2 非消耗性任务载荷 372

7.2.1 侦察／监视类任务载荷 373

7.2.2 其他非消耗性任务载荷 404

7.3 消耗性任务载荷 405

7.3.1 武器类任务载荷 405

7.3.2 其他消耗性任务载荷 406

第八章 无人直升机系统发展前景 407

8.1 无人直升机系统应用前景 407

8.1.1 无人直升机系统应用简介 407

8.1.2 无人直升机系统的军事应用 409

8.1.3 无人直升机系统的民用领域 415

8.2 无人直升机系统发展趋势 420

8.2.1 国际无人直升机系统发展趋势 420

8.2.2 国内发展无人直升机系统面临的挑战 422

中英文术语对照表 424

参考文献 427