模块一 固定翼无人机基础知识
第1章 固定翼无人机概述 1
1.1 固定翼无人机的定义 1
1.1.1 概念辨析 1
1.1.2 特点与分类 3
1.2 固定翼无人机的飞行环境 5
1.2.1 大气飞行环境 5
1.2.2 空气的性质与标准大气 7
1.2.3 飞行中的各种高度 13
习题 13
第2章 固定翼无人机平台 15
2.1 机身结构 15
2.1.1 机身结构受力构件 15
2.1.2 机身结构的基本构造形式 16
2.2 机翼 18
2.2.1 机翼的组成与功能 18
2.2.2 机翼构造 19
2.3 尾翼 25
2.3.1 尾翼的组成与功能 25
2.3.2 尾翼的构造 26
2.4 动力装置 28
2.5 起落架 30
2.5.1 起落架概述 30
2.5.2 起落架布置形式 31
2.5.3 起落架的结构类型 34
习题 35
模块二 固定翼无人机的空气动力特性
第3章 翼型的空气动力特性 36
3.1 翼型的发展与几何参数定义 36
3.2 翼型的低速升阻特性 40
3.2.1 翼型的空气动力学系数 40
3.2.2 任意翼型低速气动特性 41
3.2.3 雷诺数对翼型气动性能的影响 49
3.3 翼型的选择 50
3.3.1 翼型外形与参数的选择 50
3.3.2 翼型选择的其他考虑因素 51
习题 51
第4章 机翼空气动力特性 52
4.1 机翼的几何参数与空气动力系数 52
4.1.1 机翼的平面形状与几何参数 52
4.1.2 机翼的空气动力系数 54
4.2 直机翼低速气动特性 54
4.2.1 直机翼低速绕流流态及特点 54
4.2.2 直机翼气动特性 57
4.3 后掠翼与三角翼的低速气动特性 59
4.3.1 后掠翼低速气动特性 59
4.3.2 三角翼低速气动特性 64
4.4 机翼高速气动特性 68
4.4.1 翼型的亚声速气动特性 68
4.4.2 翼型的跨声速气动特性 71
4.4.3 翼型的超声速气动特性 75
4.4.4 后掠翼和三角翼的高速气动特性 79
4.5 飞机的增升与减阻装置 83
4.5.1 襟翼及其增升原理 83
4.5.2 翼梢小翼及其减阻原理 90
习题 91
第5章 全机空气动力特性 92
5.1 机身的空气动力特性 92
5.1.1 机身几何参数 92
5.1.2 机身空气动力特性 93
5.2 飞机各部件的空气动力干扰 93
5.2.1 机翼与机身的相互干扰 93
5.2.2 机翼、机身对尾翼的干扰 96
5.3 全机的空气动力特性 96
5.3.1 全机升力特性 98
5.3.2 全机阻力特性 98
5.3.3 飞机极曲线 100
5.4 地面效应 101
5.4.1 地面效应对空气动力特性的影响 101
5.4.2 地效飞机 103
5.5 气动布局简介 103
5.5.1 变后掠翼布局 104
5.5.2 鸭式布局 104
5.5.3 三翼面布局 107
5.5.4 无尾布局 109
5.5.5 飞翼布局 110
5.5.6 前掠翼布局 111
习题 113
第6章 螺旋桨 114
6.1 航空螺旋桨结构 114
6.2 螺旋桨的运动特性 115
6.3 螺旋桨的拉力和效率 116
6.4 变距螺旋桨 118
6.5 螺旋桨的效率与陀螺力矩 119
6.5.1 螺旋桨的效率 119
6.5.2 螺旋桨的陀螺力矩和反作用力矩 120
习题 121
模块三 固定翼无人机的飞行性能
第7章 飞机基本飞行性能 122
7.1 用简单推力法确定飞机的基本性能 122
7.1.1 平飞所需推力 122
7.1.2 可用推力 125
7.1.3 平飞性能的确定 126
7.1.4 最大上升率和升限的确定 129
7.1.5 螺旋桨飞机的功率 131
7.1.6 基本飞行性能的影响因素 132
7.2 平飞包线与飞行限制 133
7.2.1 动压限制 134
7.2.2 温度限制 134
7.2.3 稳定性和操纵性限制 135
7.3 飞机性能的影响因素 135
7.3.1 维护质量对飞机性能的影响 135
7.3.2 飞行重量对飞机性能的影响 135
7.3.3 气温的影响 136
习题 137
第8章 机动飞行性能 138
8.1 飞机的机动性和过载 138
8.2 飞机在水平面内的机动飞行性能 139
8.3 飞机在铅垂平面内的机动飞行性能 140
8.3.1 平飞加速和减速性能 140
8.3.2 垂直平面内其他机动飞行简介 141
习题 142
第9章 飞机续航性能 143
9.1 航程航时计算基本知识 143
9.2 巡航段的航时航程计算 144
9.3 飞机巡航性能分析 145
9.4 上升和下滑段航程航时计算 147
9.4.1 上升段航程航时计算 147
9.4.2 下滑段航程航时计算 148
习题 149
第10章 飞机起飞着陆性能 150
10.1 飞机的起飞性能 150
10.1.1 起飞距离计算 151
10.1.2 影响起飞性能的因素 152
10.2 飞机的着陆性能 153
10.2.1 着陆距离的计算 154
10.2.2 使用条件对着陆性能的影响 154
10.3 固定翼无人机的发射与回收 155
10.3.1 无人机发射技术 155
10.3.2 无人机回收技术 156
习题 157
模块四 固定翼无人机的平衡、稳定性和操纵性
第11章 飞机的平衡 158
11.1 飞机的坐标系与重心 158
11.1.1 飞机的坐标系 158
11.1.2 飞机的重心 159
11.2 飞机的纵向平衡 160
11.2.1 飞机的纵向平衡与纵向力矩 160
11.2.2 影响纵向平衡的主要因素 164
11.3 飞机的方向平衡 165
11.4 飞机的横向平衡与滚转力矩 166
习题 167
第12章 飞机的稳定性和操纵性 168
12.1 稳定性的基本概念 168
12.2 飞机纵向静稳定性 169
12.3 飞机横航向静稳定性 170
12.3.1 飞机方向静稳定性 170
12.3.2 飞机横向静稳定性 172
12.4 飞机的操纵性 172
12.4.1 飞机的操纵 172
12.4.2 其他类型的操纵舵面 174
习题 176
模块五 固定翼无人机的动力装置
第13章 航空活塞动力装置 177
13.1 航空活塞发动机分类 177
13.2 基本原理 182
13.2.1 基本术语 183
13.2.2 四行程发动机工作循环 183
13.2.3 混合气的不正常燃烧 186
13.3 航空活塞发动机构造 191
13.3.1 构造和机件 191
13.3.2 增压式发动机 195
13.4 航空活塞发动机性能 198
13.4.1 航空活塞发动机的主要性能指标 198
13.4.2 航空活塞发动机的特性 202
13.5 航空活塞发动机工作系统 206
13.5.1 燃油系统 206
13.5.2 点火和启动系统 208
13.5.3 润滑系统 209
13.5.4 冷却系统 211
习题 214
第14章 航空燃气涡轮动力装置 215
14.1 燃气涡轮发动机基本原理 215
14.1.1 概述 215
14.1.2 推力产生原理 216
14.1.3 工作过程 216
14.2 涡轮喷气发动机的构造 218
14.2.1 部件原理与结构 218
14.2.2 涡喷发动机的整体结构 230
14.3 典型燃气涡轮发动机 232
14.3.1 涡轮风扇发动机 232
14.3.2 涡轮螺旋桨发动机 235
14.3.3 涡轴发动机 237
14.4 性能指标与特性 240
14.4.1 喷气式发动机的推力计算 240
14.4.2 航空燃气涡轮发动机的经济性指标 242
14.4.3 发动机性能影响因素分析 244
14.4.4 航空燃气涡轮发动机的稳态特性 244
14.5 燃气涡轮发动机的工作系统 248
14.5.1 空气系统 248
14.5.2 燃油系统 250
14.5.3 启动点火系统 251
14.5.4 润滑系统 255
14.5.5 辅助动力装置（APU） 255
习题 257
第15章 航空电动机动力系统 258
15.1 航空电动机动力系统组成 258
15.1.1 无刷电动机动力系统组成 258
15.1.2 空心杯有刷电动机动力系统组成 259
15.2 有刷电动机 259
15.2.1 结构组成 259
15.2.2 工作原理 261
15.3 无刷电动机 263
15.3.1 无刷电机工作原理 263
15.3.2 有刷与无刷电动机特点对比 265
15.4 空心杯电动机 266
15.4.1 结构特点 266
15.4.2 直流空心杯有刷与无刷电动机的区别 267
15.4.3 特性与应用 267
习题 268
模块六 固定翼无人机的飞行准备和飞行操纵
第16章 固定翼无人机飞行前必要的检查 269
16.1 稳定性检查 269
16.1.1 重心位置和稳定性间的关系 269
16.1.2 重心位置测量方法 270
16.1.3 支撑法测量重心位置的原理 271
16.2 机体对称性检验 272
16.2.1 机体对称性对飞行性能和飞行品质的影响 272
16.2.2 机体对称性包含的内容 273
16.2.3 机体对称性检查的主要方法 273
16.3 无人机响应特性检查 274
16.3.1 各通道响应特性对飞行性能和飞行品质的影响 274
16.3.2 舵面响应速度和极性检查 275
16.3.3 动力装置怠速油门、响应速度 276
16.3.4 滑跑稳定性和机动能力检查 277
16.4 配平情况检查 278
16.4.1 无人机配平对飞行性能和品质的影响 278
16.4.2 纵向配平调整 279
16.4.3 横向配平调整 279
16.4.4 方向配平调整 279
习题 280
第17章 固定翼无人机的飞行操纵 281
17.1 起飞和降落 281
17.2 手动飞行操控 282
17.3 自主航路飞行 286
习题 287
参考文献 288