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