《小型固定翼無人機設計》是2023年國防工業出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：小型固定翼無人機設計
- 出版時間：2023年1月1日
- 出版社：國防工業出版社
- ISBN：9787118126037
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書共包括4部分內容：第一部分為固定翼無人機介紹 （主要是前言，無人機的介紹）；第二部分為飛機詳細介紹（主要是機翼機身和尾翼，推進，機身航空電子設備及系統，起落架 的介紹）；第三部分為無人機設計（主要是設計流程工具選擇，概念設計：初始約束分析，擴展的概念設計和示例，初步幾何設計，初步氣動和穩定性分析，初步結構分析，重量和重心控制，實驗測試與驗證，詳細設計：構造顯式設計幾何 ）； 第四部分為製造和飛行（主要是加工製造，監管審批和檔案，測試飛行和維護，經驗教訓）。
圖書目錄
第一部分 固定翼無人機介紹
1 前言
1．1 外部來源組件
1．2 製造方法
1．3 DECODE項目
1．4 設計階段劃分
1．4．1 概念設計
1．4．2 初步設計
1．4．3 詳細設計
1．4．4 生產定型設計
1．4．5 服役和退役設計
1．5 結論
2 無人機
2．1 無人機的簡要分類
2．2 無人機的組成
2．2．1 升力面
2．2．2 控制面
2．2．3 機身和內部結構
2．2．4 推進系統
2．2．5 油箱
2．2．6 控制系統
2．2．7 載荷
2．2．8 起落架
2．3 主要設計指針
第二部分 飛機詳細介紹
3 機翼
3．1 簡單翼理論和氣動外形
3．2 翼粱
3．3 蒙皮
3．4 翼肋
3．5 機身附屬檔案
3．6 副翼滾轉控制
3．7 襟翼
3．8 翼尖
3．9 翼上可伸縮起落架
3．10 整體式油箱
4 機身和尾翼
4．1 主機身引擎艙結構
4．2 機翼附屬檔案
4．3 發動機和電機安裝
4．4 航空電子托盤
4．5 載荷-攝像機安裝
4．6 整體式油箱
4．7 裝配機構和檢查艙門
4．8 起落架附屬檔案
4．9 尾翼
5 推進
5．1 液體燃料IC發動機
5．1．1 電熱塞式IC發動機
5．1．2 火花點火式IC發動機
5．1．3 IC發動機測試
5．2 稀土無刷電機
5．3 螺旋槳
5．4 發動機電機控制
5．5 燃油系統
5．6 電池和發電機
6 機身航空電子設備及系統
6．1 主控制發射機和接收機
6．2 航空電源供應
6．3 伺服系統
6．4 線路、匯流排和安裝板
6．5 自動駕駛儀
6．6 載荷通信系統
6．7 輔助設備
6．8 彈性和冗餘設計
7 起落架
7．1 輪胎
7．2 懸掛系統
7．3 轉向機構
7．4 收縮系統
第三部分 無人機設計
8 設計流程
8．1 目標和約束
8．2 適航性
8．3 可能的故障模式
8．3．1 氣動和穩定性故障
8．3．2 結構故障
8．3．3 發動機電機故障
8．3．4 控制系統故障
8．4 系統工程
8．4．1 任務分解結構
8．4．2 接口定義
8．4．3 責任分配
8．4．4 需求分解
8．4．5 合規測試
8．4．6 成本和重量管理
8．4．7 “檢查表”設計
9 工具選擇
9．1 幾何 CAD
9．2 概念設計
9．3 操作模擬和任務規劃
9．4 氣動和結構分析
9．5 設計和決策考量
9．6 支持資料庫
10 概念設計：初始約束分析
10．1 設計簡介
10．1．1 制定一個好的設計概要
10．1．2 環境和任務
10．1．3 約束
10．2 機身拓撲
10．2．1 無人與有人的重思考拓撲
10．2．2 拓撲空間搜尋
10．2．3 無人機概念的系統“發明”
10．2．4 概念設計管理過程
10．3 通過約束分析對機身和動力裝置進行縮放
10．3．1 約束分析的作用
10．3．2 客戶需求的影響
10．3．3 概念約束分析——一個推薦的計算實現
10．3．4 約束空間
10．4 參數約束分析報告
10．4．1 關於本檔案
10．4．2 設計綱要
10．4．3 單位轉換
10．4．4 基礎幾何和初始猜測
10．4．5 前期準備
10．4．6 初步計算
10．4．7 約束
10．5 組契約束圖及其在設計過程中的地位
11 擴展的概念設計和示例
11．1 概念設計算法
11．2 範圍
11．3 結構荷載計算
11．4 重量和CoG估計
11．5 縱向穩定性
11．6 功率和螺旋槳尺寸
11．7 結果設計：Decode - 1
11．8 更大的單引擎設計：Decode - 2
11．9 雙牽引設計：SPOTTER
12 初步幾何設計
12．1 初步的機身幾何圖形和CAD
12．2 採用AirCONICS 設計Decode - 1
13 初步氣動和穩定性分析
13．1 面元法解算器 - XFoil和XFLR5
13．2 RANS解算器 - Fluent
13．2．1 格線，湍流模型選擇，y+
13．3 二維翼型分析示例
13．4 三維翼型分析示例
13．5 簡單機翼的3D模型
13．6 機身空氣動力學示例
13．6．1 用XFLR5分析Decode -1的氣動特性
13．6．2 用XFLR5分析Decode -1的控制面
13．6．3 用XFLR5分析Decode -1的穩定性
13．6．4 飛行模擬器
13．6．5 用Fluent分析Decode -1
14 初步結構分析
14．1 用AirCONICS進行結構建模
14．2 基於簡單梁理論的結構分析
14．3 有限元分析(FEA)
14．3．1 FEA模型準備
14．3．2 FEA完整翼梁和桁架模型
14．3．3 FEA分析3D列印和纖維或泡沫鍍聚酯薄膜部件
14．4 結構動力學和氣動彈性
14．4．1 評估機翼發散，控制反轉，和顫振開啟速度
14．5 初步結構分析總結
15 重量和重心控制
15．1 重量控制
15．2 縱向重心控制
16 實驗測試與驗證
16．1 風洞測試
16．1．1 模型安裝
16．1．2 校準
16．1．3 堵塞度
16．1．4 典型結果
16．2 機身負載試驗
16．2．1 結構測試儀器
16．2．2 結構安裝和載入
16．2．3 靜態結構測試
16．2．4 動態結構測試
16．3 航空電子測試
17 詳細設計：構造顯式設計幾何
17．1 幾何的生成。
17．2 機身
17．3 無人機裝配示例
17．3．1 手繪草圖
17．3．2 主草圖
17．4 3D列印零件
17．4．1 Decode -1： SLS尼龍翼梁桁架的參數幾何圖形的發展
17．4．2 方法
17．4．3 輸入
17．4．4 部件分解
17．4．5 參數功能
17．4．6 更詳細的模型
17．4．7 加工製造
17．5 機翼
17．5．1 機翼截面圖
17．5．2 三維機翼
第四部分 製造和飛行
18 加工製造
18．1 外部採購部件
18．2 3D印刷
18．2．1 選擇性雷射燒結(SLS)
18．2．2 熔融沉積建模(FDM)
18．2．3 密封組件
18．3 熱絲泡沫切割
18．3．1 纖維和聚酯薄膜泡沫噴鍍
18．4 雷射切割
18．5 絕緣套管
18．6 組裝工藝
18．6．1 卡銷和鎖針
18．6．2 鉗夾
18．6．3 常規螺栓和螺釘
18．7 存儲和運輸案例
19 監管審批和檔案
19．1 航空管理局要求
19．2 系統描述
19．2．1 機身
19．2．2 性能
19．2．3 航空電子設備和地面控制系統。
19．2．4 驗收飛行數據
19．3 操作手冊
19．3．1 組織、團隊角色和通信
19．3．2 簡要技術說明
19．3．3 運行、條件和控制
19．3．4 操作區域和飛行計畫
19．3．5 操作和緊急程式
19．3．6 維修程式
19．4 安全案例
19．4．1 風險評估程式
19．4．2 故障模式和影響
19．4．3 操作危害
19．4．4 事故列表
19．4．5 緩解列表
19．4．6 事故序列和減災
19．5 飛行計畫手冊
20 測試飛行和維護
20．1 測試飛行計畫
20．1．1 飛行包線探索
20．1．2 依據風險的測試飛行排序
20．1．3 飛行測試數據的檢測和記錄
20．1．4 飛行前檢查和檢查清單
20．1．5 大氣條件
20．1．6 事故和事故應急計畫、事故後安全、記錄和事故現場管理
20．2 測試飛行示例
20．2．1 無人機系統性能飛行測試(手動模式)
20．2．2 無人機系統 CoG飛行測試(手動模式)
20．2．3 燃油消耗測試
20．2．4 發動機故障、怠速和節流變化測試
20．2．5 自主飛行控制
20．2．6 自主起飛測試
20．2．7 自主著陸測試
20．2．8 運行和安全飛行場景
20．3 維護
20．3．1 機身整體維護
20．3．2 時間和飛行過期項目
20．3．3 電池
20．3．4 飛行控制軟體
20．3．5 維修記錄保持
21 經驗教訓
21．1 出錯的事例及原因
第五部分 附錄、參考書目和索引
A 通用飛機設計流程圖
B AirCONICS代碼用於Decode-1飛機 示例
C 已運行（有人駕駛飛機）詳細設計實例
C．1 第一階段：概念草圖
C．2 第二階段：部件定義
C．3 第三階段：飛行表面
C．4 第四階段：其他條款
C．5 第五階段：詳細定義
參考文獻
索引
