无人机技术基础与技能训练习题答案

1、习题答案第1章 无人机概述习题1.什么是无人机系统？无人机与航模相比有哪些主要区别？答：无人机系统是指无人机飞行平台、动力装置、导航飞控、任务设备、通信链路及地面站等的统称。无人机与航模的主要区别有以下三个方面：（1）飞行平台无人机的设计平台和系统的制造均遵循严格的工程应用要求，采用先进的制造技术，并要求具备较高的可靠性，以满足其功用的需要。而航模仅为满足单一的观赏或竞技需求而设计的用于娱乐运动的航空器，其飞行平台的技术水平远不及无人机。（2）控制系统无人机具备飞行控制系统或自动驾驶仪，可自主控制亦可人工遥控控制，并能实现速度矢量控制。而航模仅能通过遥控器直接操控其舵面从而实现转向爬升等操作。（3）任务载荷无人机搭载一定的任务载荷具备一定的功用，航模一般不搭载任务载荷，航模用于竞技等体育运动。2.无人机的分类方法主要有哪些？答：无人机的分类方法主要有（1）按用途分类按照无人机所能担负的功用分类可分为军用无人机和民用无人机。（2）按平台构型分类按平台构型分类，无人机可分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机等。（3）按活动半径分类按活动半径分类，无人机可分为超近程无人机、近程无

2、人机、短程无人机、中程无人机和远程无人机。（4）按空机质量分类按空机质量分类，无人机可分为微型、轻型、小型以及大型无人机。（5）按任务高度分类按任务高度分类，无人机可以分为超低空无人机、低空无人机、中空无人机、高空无人机和超高空无人机。（6）按飞行速度分类按飞行速度分类，无人机可分为亚声速无人机、超声速无人机和高超声速无人机。（7）按使用次数分类按使用次数分类，无人机可分类可以分为单次和多次。3.简述无人机的主要性能指标。答：无人机的主要性能指标有（1）航程（2）续航时间（3）飞行速度（4）飞行高度（5）有效载荷质量（6）本体尺寸（7）爬升率（8）可靠性（9）经济型（10）发射回收方式4.植保无人机由哪几大部分组成？有什么优点？植保无人机施药有哪些优点？答：植保无人机由飞行平台(固定翼、直升机、多轴飞行器)、导航飞控、喷洒机构三部分组成，通常在植保机下部安装有任务载荷（包括储药箱、农药喷杆、喷头、药管、药管快拆连接头、水泵以及置于中心板上的水泵电源降压模块等）。植保无人机的工作效率高，防治费用成本低，防治效果好、省 工、省力、节约用水量。航空喷雾可以适用于水稻等农作物生长期的各个阶段，

3、与传统的担架式喷雾机相比，其效果更优。而且小型无人机体积小，灵活性高，地形适应性好，即使在丘陵地带也能发挥其作用。在水稻生长生理及病虫害状态监测方面，无人机也发挥了重要作用。5.航拍无人机主要由哪几部分组成？答：航拍无人机由飞行平台、导航飞控、任务载荷三部分组成，其中航拍无人机任务载荷只要有云台、相机和图像传输系统等。6.常用的无人机任务载荷有哪些？常用的任务载荷有倾斜摄影相机、航空相机、红外热像仪、空中喊话器、气体检测仪、激光雷达等。第2章 无人机的组成及布局习题1.固定翼无人机有哪些布局类型？答：如果按机翼和机身连接的上下位置来分,可分为上单翼、中单翼和下单翼；如果按机翼弦平面有无上反角来分,可分为上反翼、无上反翼与下反翼三种类型。如果按立尾的数量来分,可分为单立尾、双立尾和无立尾。2.简述固定翼无人机的组成及各部分功用。答：固定翼飞机大多数都由机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置五个主要部分组成 。（1）机翼是无人机在飞行时产生升力的装置，并能保持无人机飞行时的横滚安定。（2）机身机身的主要功用是装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备，将飞机的其他部件连接成一个整体。（3）尾翼尾翼

4、的作用是操纵飞机俯仰和偏转，保证飞机能平稳飞行。（4）起落装置飞机的起落架大都由减震支柱和机轮组成，作用是起飞、着陆、滑跑、停放。（5）动力装置动力装置主要用来产生拉力和推力，使飞机前进。3.简述单立尾翼的组成。答：单立尾翼主要包括垂尾安定面、方向舵、平尾安定面和升降舵。4.多旋翼无人机由哪些部分组成？答：多旋翼无人机组成一般包括机架起落架、电机和电调、电池、螺旋桨、飞控系统、遥控装置、GPS模块、任务设备和数据链路。5.多旋翼无人机有哪些布局类型？答：多旋翼按形状分为：十型，X型，H型，上下布局等等。其它布局：如8轴16旋翼，6轴18旋翼，4轴16旋翼等等。 第3章 无人机的动力系统习题1.无人机的电池动力系统是由哪几部分组成的？答：无人机的电池动力系统主要有电池、电调、电机、螺旋桨等组成。2.螺旋桨有哪些材质?各有什么特点？答：螺旋桨的材质主要分为塑料桨、碳纤桨、木桨。塑料桨优点是效率高，缺点是桨身软、大载重、高速、大拉力时会轻微变形，产生颤振。碳纤桨优点是硬度高、刚度高、不变形、效率高、颤振小。缺点是价格高、极脆、碰到硬物易受损。木桨优点是振动小、无颤振、价格平衡。缺点是效率比A

5、PC和碳桨低。3.无人机的电调有什么作用？答：电调的作用就是将飞控板的控制信号，转变为电流的大小，以控制电机的转速。电调在四轴当中还充当了电压变化器的作用，将11.1v的电压变为5v为飞控板和遥控器供电。另外，电调一般有电源输出功能，即在信号线的正负极之间有5V左右的电压输出，通过信号线为接收机及舵机供电。4.无刷直流电动机常用的参数有哪些？外转子电动机的规格为2208表示什么含义？答：无刷直流电动机常用的参数：T数， KV值，尺寸。外转子电动机的规格为2208表示电机的尺寸，其中前面2位是电机转子的直径，后面2位是电机转子的高度。5.简述燃气涡轮发动机的组成。答：涡轮航空发动机一般由进气道、压气机、燃烧室、燃气涡轮、尾喷管五部分组成。6.简述二冲程发动机的工作原理。答：（1）吸气：活塞由下止点向上止点移动，关闭扫气口和排气口，压缩已经进入气缸的混合气。由于活塞上移，使活塞下部密闭的曲轴箱内容积不断加大，压力降低，形成真空度，当活塞下边缘将进气口打开时，在大气压力的作用下，可燃混合气被吸入曲轴箱内。可见第一行程是压缩和预进气行程 。（2）当上一行程活塞接近上止点时，火花塞点火，点燃以压

6、缩的混合气体。由于混合气体燃烧并急剧膨胀，推动活塞向下移动作功，同时压缩了曲轴箱内的可燃气体。活塞向下移动将排气口打开，具有一定压力的废气很快经排气口冲出体外。活塞继续向下移动，随即扫气口也被打开，曲轴箱你被压缩的可燃混合气体经扫气口进入气缸体内，同时驱逐气缸内的废气继续排出。第4章 无人机的航电系统习题1.简述无人机飞控系统的工作原理。答:无人机飞控系统实时采集各传感器测量的飞行状态数据、接收无线电测控终端传输的由地面测控站上行信道送来的控制命令及数据，经计算处理，输出控制指令给执行机构，实现对无人机中各种飞行模态的控制和对任务设备的管理与控制；同时将无人机的状态数据及发动机、机载电源系统、任务设备的工作状态参数实时传送给机载无线电数据终端，经无线电下行信道发送回地面测控站。2.无人机有哪些常用的传感器？各有什么作用?答：无人机常用的传感器有：陀螺仪、磁力计、加速度计、气压计、超声波传感器、光流传感器。陀螺仪就是角速度传感器，是利用陀螺效应原理制造出来用来测量物体角速度的一种传感器；磁力计电也叫数字指南针，可以利用地磁场来定北极；加速度计是惯性导航系统的重要惯性元件，它用于测量飞机的

7、线加速度，并输出与加速度成比例的电信号；气压计用以测量大气压强的仪器，确定所在高度；超声波传感器在无人机系统中常常用作无人机避障；光流传感器可被观察者用来确定目标的运动情况。3.美国手和日本手遥控器在结构上有什么区别？答：美国手的油门和方向在左边，副翼和升降在右边；日本手的油门和副翼在右边，方向和升降在右边。4.舵机的主体结构主要有哪几个部分组成？简述舵机的工作原理。答：舵机的主体结构主要有:外壳、减速齿轮组、电机、电位器、控制电路。舵机的工作原理是：控制电路接收信号源的控制信号，并驱动电机转动；齿轮组将电机的速度成大倍数缩小，并将电机的输出扭矩放大相应倍数，然后输出；电位器和齿轮组的末级一起转动，测量舵机轴转动角度；电路板检测并根据电位器判断舵机转动角度，然后控制舵机转动到目标角度或保持在目标角度。5.惯导系统有哪几部分组成？各有什么作用？惯导系统一般通常由惯性测量组件、计算机、控制显示器等组成。惯性测量组件包括加速度计和陀螺仪惯性元件。三个陀螺仪用来测量飞机的沿三轴的转动运动；三个加速度计用来测量飞机的平动运动的加速度；导航计算机根据加速度信号进行积分计算，还进行系统的标定、对准，

8、以及进行机内的检测和管理；控制显示器给定初始参数及系统需要的其他参数，并显示各种导航信息。6.什么是GPS?它由哪几部分组成？GPS就是全球定位系统，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。第5章 无人机其他系统习题1.什么是任务载荷？常用的任务载荷有哪些？答：任务载荷是指那些装备到无人机上为某种完成任务的设备的总称，包括执行电子战、侦察和武器运输等任务所需的设备。常用的任务载荷有倾斜摄影相机、航空相机、红外热像仪、空中喊话器、气体检测仪、激光雷达等。2.无人机的发射方式主要有哪些？答：常见的发射方式有手抛发射、起落架滑跑发射、母机空中发射、火箭助推发射、车载发射、轨道发射等方法。3.无人机的回收方式主要有哪些？答:回收方式主要有伞降回收、撞网回收、起落架滑轮着陆、空中勾取回收等。4. 地面站的典型功能有哪些？答：地面站的典型功能有：（1）飞行器的姿态控制。（2）有效载荷数据的显示和有效载荷的控制有效载荷是无人机任务的执行单元。（3）任务规划、飞行器位置监控及航线的地图显示任务规划主要包括处理战术信息、研究任务区域地图、标定飞行路线及向操作员提供规划数据等。（4）

9、导航和目标定位（5）与其他子系统的通信链路。5.地面站的典型配置有哪些？答：地面站的典型配置有：（1)系统控制站；（2)飞行器操作控制站；（3)任务载荷控制站；(4)数据分发系统；(5)数据链路地面终端；(6)中央处理单元。6.什么是任务规划？任务规划的主要功能有哪些？答：无人机任务规划是指根据无人机需要完成的任务、无人机的数量以及携带任务载荷的类型, 对无人机制定飞行路线并进行任务分配。任务规划主要功能：(1)任务分配功能(2)航迹规划功能(3)仿真演示功能第6章 航空气象习题1.大气层是如何分层的？答：大气层以大气中温度随高度的分布为主要依据，可将大气层划分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层5个层次。2.大气有哪些特性？答：高度增加，空气密度减小；随着高度增加，空气压力减小；高度增加，气温近似线性降低（11000米对流层内）；空气的湿度越大，空气的密度越小。3.什么是飞行高度？飞行高度是如何分类的？答：飞行高度是指飞机的重心在空中距离某一基准平面的垂直距离。根据所选基准平面的不同，飞行高度可以分为以下4种：绝对高度：地面海拔高度，相对海平面的高度；真实高度：相对地面的高度，又称为相对高度；压力高度：相对标准气压平面的高度；标准气压高度：相对海平面的高度。4.空气的物理参数有哪些？答：空气的物理参数有密度、温度和压力三个主要参数。5.严重影响飞行的气象有哪些？答：严重影

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