涵道无人机研究现状与结构设计

无人机

本文2007-06-05收到,作者分别系北京理工大学博士研究生、教授

涵道无人机研究现状与结构设计

徐　嘉 范宁军

摘　要　涵道无人机具有垂直起降和悬停的飞行特

性,在体积、隐蔽性和飞行性能上都具有鲜明的特点,已成为当今微小型无人机研究开发领域的研究热点。系统地介绍了涵道无人机的发展历史和现状,并从结构设计和气动设计等角度综合分析了其技术特点,从总体上归纳了涵道无人机的结构设计体系,并对各部件工作机理和气动特点进行了分析。

关键词　涵道无人机 研究现状 结构设计引　言

当前已投入使用的无人机系统大都采用常规固定翼气动布局;采用滑跑、手掷或者专用的发射装置弹射起飞;采用掠飞或者盘旋等方式对目标进行侦察、监视。在城市环境中,传统的无人机较难从复杂多变的楼宇间获取战术信息。因此,一种能够从狭小地域上放飞、在复杂空情中灵活机动的战术无人机成为无人机领域研究的热点

[1]

。

本文所述涵道式无人机,是指以涵道风扇作为飞行动力的主要来源,并将涵道风扇本身作为无人机主体,具有垂直起降和悬停飞行能力的无人飞行器。同传统的无人机相比,涵道无人机具有以下几个特点:

1)机动性能独具特色,适于在城市复杂环境下执行任务。与固定翼无人机相比,涵道式无人机可以在狭小区域内垂直起降,并可以在固定目标上空悬停监视,甚至可以降落到高层建筑物上对地面状况进行观察。

2)结构紧凑,推进效率高。同无人直升机相比,在同等功率消耗下,涵道风扇较同直径的孤立

螺旋桨,会产生更大的拉力;而且涵道式无人机结构更加紧凑,前飞时飞行阻力小,飞行姿态更接近

于固定翼飞机,因此,飞行速度较同级无人直升机高。

3)噪音低,隐蔽性好。由于螺旋桨位于涵道内,其气动噪声的传播受到了涵道壁的阻挡,这在一定程度上降低了无人机噪音的强度和传播距离;同样由于发动机被涵道环扩,涵道对发动机热辐射的阻挡也可以降低整机的热辐射特性,从而使得涵道无人机具有更好的隐蔽性。

由于涵道式无人机属于较为新型的航空器,其相应的基础研究起步较晚,不可避免地存在种种不足之处。与传统的无人机相比,在气动布局、结构设计以及飞行控制等方面均存在较多的问题。本文将介绍国外涵道无人机的发展现状,总结其发展脉络和相应关键技术,并在此基础上对涵道无人机在发展过程中所要解决的问题和发展趋势进行分析。1　涵道无人机研究现状

1.1　A R O D

人们对涵道无人机的研究是从20世纪80年代兴起的。当时,美国海军陆战队提出要研制一种空中远程遥控装置(A R O D )用于短时间的空中侦察和

监视[2]

。在80年代末期,桑迪亚国家实验室按照美国海军陆战队的要求进行了“空中远程遥控装置”(A R O D )的研制,开发出一种结构上与众不同的单涵道垂直起降飞行器。该方案首次使用涵道风扇提供小型无人飞行器的全部升力,在结构上将涵道风扇作为飞行器的主体,在涵道的内部和尾部

DOI :10.16338/j .issn .1009-1319.2008.01.002

图1　美国C y p h e r 垂直起降无人机图2　三种不同尺寸的i-S T A R

装有导流板,用于保持飞行器的稳定飞行和姿态控制,而将观测设备和控制系统安装到了涵道入口的上部和涵道侧壁外部。该飞行器采用二冲程活塞发动机,通过光缆遥控,最大遥控距离可达5k m。但是,由于当时飞行控制技术的制约,该计划在90年代初就终止了。

1.2　C y p h e r无人机

1992年,美国启动了多用途安全与监视任务平台(M u l t i p u r p o s e S e c u r i t y a n d S u r v e i l l a n c e M i s s i o n P l a t f o r m)[3]项目,该平台具有快速投放、远程监视的能力,可以执行包括前沿侦察、禁毒、边界巡逻、通讯中继、远程的核生化检测以及关键物品的后勤支援等任务。该平台采用S i k o r s k y公司C y p h e r方

案,如图1所示。C y p h e r飞行平台采用共轴双桨涵道式布局,机体扁平,涵道长径比较小,在平飞的时候涵道可以提供一部分升力,平台的飞行姿态控制是通过螺旋桨的周期变距装置来实现的。

1.3　O A V

2001年,美国防高级研究计划局(D A R P A)启动了建制无人机(O r g a n i c A i r V e h i c l e,O A V)计划。O A V将作为F C S的第二级U A V,美陆军的每个F C S旅级战斗单位都将装备36架二级U A V。按照D A R P A和美国陆军的要求,装备班排的第二级无人机将以涵道风扇结构为主,而且强调该级无人机要具备悬停和凝视(h o v e r a n d s t a r e)的能力。

杭尼韦尔公司的K e s t r e l涵道无人机,是该公司参与O A V竞标的早期方案,该方案将油箱布置在涵道入口的两侧,涵道长径比较小,控制舵远离涵道出口,整机质量小于5.5k g。

A l l i e d A e r o s p a c e公司的i-S T A R[4,5]涵道无人机也参与了O A V的竞争,i-S T A R在结构上较具代表性,如图2所示,螺旋桨环扩在涵道的中上部,在涵道内部和出口处装有用于平衡转矩和控制姿态的控制舵,发动机和有效载荷安装在涵道中间的柱形壳体内。i-S T A R包括了从228m m到1.8m的多个级别,质量从1.6k g到250k g不等。其中,737m m 的i-S T A R在2003年还进行了从无人地面车(U G V)上释放和回收的技术验证试验,而228m m的i-S T A R更是在2000年就已经成功试飞。

美国极光公司(A u r o r aF l i g h t S c i e n c e s)也是O A V的竞争者,其金眼(G o l d e n e y e)-100涵道无人机与上述两种O A V的不同之处在于采用了尾部稳定翼以及涵道外部可拆卸的活动机翼,这样做的目的是提高其在平飞状态时的飞行稳定性和飞行速度。

1.4　M A V无人机[6]

在美陆军和D A R P A联合进行的项目之下,杭尼韦尔公司研制了微型无人机(M i c r o A i r V e h i c l e, M A V)先期概念技术验证机。该验证机已经成为F C S中的第1级无人机。该系统将装备美陆军F C S 旅级战斗建制中的步兵排,可由单兵背负,显著提高了步兵在城市作战环境中的态势感知能力。M A V采用了与228m mi-S T A R相同的主体结构,并在负载的配置上作了进一步的改进,质量小于

部分涵道无人机性能参数

型号C y p h e r i -S T A R (1.8m )i -S T A R (737m m )i -S T A R (228m m )金眼100M A V 扇尾鸽质量/k g 116

25022.71.59686.83涵道外径/m 1.981.830.67

0.230.90.330.29有效载荷/k g 20.490.79.10.23200.91作战半径/k m 50450906050011-续航时间/h -521.340.7≥0.5升限/m 2400335033503200-3200-发动机类型

汽油发动机

混合燃料活塞发动机

混合燃料活塞发动机

混合燃料活塞发动机

-重油活塞发动机

混合燃料活塞发动机

图3　i -S T A R 结构示意图[47]

10k g 。

1.5　扇尾鸽(F a n t a i l )无人机

新加坡也推出了自己的涵道风扇无人机F a n -t a i l 。该机具有垂直起降以及水平高速飞行的能力。在结构上,该无人机涵道长径比较小,涵道出口处周向布置了六片控制舵,用于转矩的平衡;在控制舵下方还安装有呈十字布放栅格尾翼,用于控制无人机的飞行姿态,之所以采用栅格翼是为了在较小的空间下最大限度的增加控制舵的气动面积,从而提高控制效率。

2　涵道无人机总体布局和结构特点2.1　涵道无人机的总体布局

涵道无人机从结构上一般可以分为三大部分:涵道主体、旋翼(螺旋桨)和尾部导流板。以较具代表性的i -S T A R 为例

[7]

,如图3所示,全机分为四个

部分:上部中间体、下部中间体、涵道壳体、起落架。其中,上部中间体为圆柱形,以其为支撑结构,安装了活塞发动机、发动机控制器、螺旋桨及有效载荷等。发动机采用O S -32S X 单缸引擎,自重250g (900W ),燃料为酒精、硝化甲烷和汽油的混合物。螺旋桨为定距桨,由发动机直接驱动。下部中间体由8个固定翼板固定在涵道中央,其内部装载了传感器板,包括3个压电陀螺、3个加速度计以及变压器和放大器。数据通过固定翼板中的导线传递给涵道壳体中的控制计算机。涵道外径为228m m ,其腔体有足够的空间,油箱、飞控计算机、变压器、电池、伺服电机以及指令接收器都包含在涵道壳体内。涵道内部是周向分布的8个固定片,固定片有一定的转角,当气流通过固定片时产生反转运动,来克服发动机的转矩。控制翼分布在固定片的下方,用来产生滚转、俯仰和偏航力矩。

其它类型的涵道无人机在总体上都采用了上述布置方式,不同点在于涵道结构、转矩抵消方式、姿态控制方式与机构等方面。

2.2　涵道结构的设计技术

涵道可以看作是一种环形机翼,其气动特性具有以下几个优点:首先,在低空速下增加飞行器的推力;第二,在所有的飞行倾角下都可以提供气动升力;第三,将飞行器的升力系统和推进系统有效地结合起来。与普通的旋翼相比,涵道式旋翼除了旋翼产生拉力外,涵道壁还产生附加升力。普通螺旋桨产生的滑流会耗散相当一部分的功率,而涵道可有效地将螺旋桨滑流转换成推力,这是同等直径的涵道风扇效率大于螺旋桨的一个原因。

涵道气动结构设计的好坏决定了涵道升力系统

图4　不同动力系统功重比[10

]

图5　共轴双桨涵道无人机的效率,影响涵道气动效率的结构参数主要有以下几点:1)涵道出口面积与螺旋桨桨盘面积之比;2)涵道剖面翼型的选择;3)涵道截面的长宽比。

目前在设计中较为普遍的做法是将传统的涵道发动机设计理论直接用于涵道无人机。20世纪五六十年代,美国对涵道结构的气动特性进行了大量的实验研究,获得了许多有价值的实验数据[8,9]

,例如美国国家航空咨询委员会(N A C A )曾经分别对展弦比为1/3,2/3,1.0,1.5和3的涵道在0°到90°攻角范围内的气动特性进行了实验研究,其实验数据对于今天的涵道无人机设计具有较高的参考价值。

2.3　动力系统的选择

由于对质量和续航时间的要求,绝大多数涵道风扇飞行器都采用了汽油或柴油发动机作为主要动力装置,部分使用电机的飞行器要么飞行时间很短,要么采用拖缆供电。燃油发动机与电机相比,其明显优势在于具有较高的功重比,缺点是噪音大,排放热空气,容易被探测设备发现,但是,这些缺点可以通过涵道结构优化以及其它措施加以克服。

根据国外的研究经验,对于3k g 以上实用的无人机系统,应选择燃油发动机作为主要动力装置。同时需要考虑下面几点:

1)燃油的消耗和流动会引起飞行器质心的变化,应尽可能在布局上减小整机质心对燃料变化的敏感度;

2)活塞发动机噪音较大,应在结构上采取降噪措施;

3)对排放的废气应采取降温措施。

对于1k g 以下的微型飞行器以及实验验证飞行器可采用电机为主要动力装置,且一般采取拖缆的供电方式,同时可以考虑在无人机上使用具有较高容量的锂聚合物电池或者燃料电池。

2.4　涵道无人机转矩平衡方式

涵道无人机主要采取以下两种方式来平衡螺旋桨旋转产生的转矩:

1)共轴双桨对转。如图5所示,采用共轴的双旋翼等速对转来相互抵消螺旋桨旋转产生的转矩,通常需要两套动力系统或者通过复杂的传动机构来实现双旋翼的对转;2)单旋翼加固定/可调稳定翼板。该类涵道无人机在涵道尾部出口处周向布置数片导流翼板,翼板相对于下洗气流具有一定的攻角,在下洗流场中,这些翼片可以产生一定的力矩以抵消螺旋桨的转矩。

从目前的发展趋势来看,由于共轴双桨结构复杂,当前的涵道式无人机多采用后者来平衡转矩,其结构简单,易于实现。2.5　涵道无人机姿态控制

涵道无人机在空中具有六个自由度,即沿纵向、主轴、横向三个轴的移动和绕这三个轴的转动。其中沿主轴的垂直升降运动是通过调整螺旋桨转速来实现的,而其它五个自由度的运动则是通过调整涵道尾部的控制翼片来实现的。

2.5.1　采用旋转斜盘控制姿态

[11]

该类涵道无人机螺旋桨的安装方式与直升机相同,采用旋转斜盘周期性的变换桨距(桨叶角的分布)来实现姿态的控制。如图6所示,周期变距机构一般由不旋转件和与桨叶变距拉杆相连的旋转件组成。不旋转件通过径向止推轴承与旋转件相连。由操纵线系输入的操纵量,经过不旋转件转换成旋转件的上下移动和倾斜运动,再由旋转件通过与桨叶变距摇臂相连的桨叶变距拉杆去改变桨叶桨距,使旋翼拉力的大小和方向改变,从而实现对飞

图7　

涵道出口的控制翼片

图8　

涵道无人机的不同飞行姿态

图6　螺旋桨周期变距机构

行器的飞行操纵。

2.5.2　采用翼片(导流板)控制姿态

该类无人机升力主要由涵道风扇提供。姿态控制以及周向转矩的抵消都通过涵道下洗流对固定或可调翼板的作用力来实现。飞行姿态可以是悬停,也可以是近似的高速平飞,这也是该类飞行器在飞行性能上有别于周期变距飞行器的最大特点。控制翼片的操纵是通过固定在涵道尾部的舵机实现的。

对于涵道式飞行器而言,具有翼片结构特性的部件是位于涵道洗流下方的固定或可调导流板(图7),通过这些导流板的耦合作用可以产生飞行器姿态控制力和控制力矩。目前,国外研究机构在涵道无人机设计中

[12]

,对于导流板主要研究其升阻特

性,其升力计算可以通过翼型的升力系数曲线取得;阻力计算可以对诱导阻力和固有阻力(摩擦阻力和压差阻力)分别进行计算;对于多翼片平行而产生的叠加气动特性,多参考双翼机和三翼机的计算理论。

3　涵道无人机结构设计上存在的问题

涵道无人机在结构上属于一种新型的航空器,其结构与气动设计仍面临许多亟待解决的问题:

1)就涵道风扇技术而言,虽然早在20世纪50年代人们就已进行了较为充分的理论与实验研究,但是研究对象是作为常规布局飞行器动力装置的涵道发动机,对于作为飞行器主体的涵道风扇的结构特点、微小型涵道风扇在低速大攻角状态下的气动特性以及环形机翼气动特性的研究都没有成熟的理

论和可靠的结论;

2)低雷诺数下的剧烈升阻比下降和升力曲线非线性变化,将会对微小型涵道式飞行器的气动性能和控制带来非常不利的影响,因此,如何提高升

力、降低阻力、消除气动力非线性变化影响将是涵道无人机气动研究中要解决的主要问题;3)同涵道发动机不同,涵道式飞行器在涵道本体尾部通常装有姿态控制组件,其结构、搭配方式和组合方法多种多样;处于涵道与姿控组件复合流场中的舵片组合,其气动特性的好坏是能否实现飞行器灵活机动的关键,如何克服这些技术问题、为涵道无人机的广泛应用铺平道路,仍然是当前涵道无人机研究领域的工作重点。4　结　语

涵道无人机独特的应用性能使其备受瞩目,成为当今无人机研究领域中的热点,但是其发展仍处在起步上升的阶段,与之相应的结构、气动以及控制理论和方法都不成熟,也正因为如此,对其进行系统的研究具有巨大的创新空间。随着相关研究的深入和应用需求的拉动,涵道无人机将得到更快的发展。

(下转第19页)

迹成本最小的方法。每一个起始导航点最终能到达许多其它导航点,因此,D i j k s t r a算法的结果实际上就表现为树形,这棵树将包含每个起始导航点到它所能到达的每个地形匹配点的最佳路线。这样可得出每棵树的每条路线的飞越成本,并存储起来。

第五步:航迹选择和评估。

A R M中,D i j k s t r a搜索的集合中的起始节点是到达发射点的导航点,终止节点是到达目标的导航点。连接发射点和目标点对的航迹的数量是易控制的,从目标开始反向工作,根据从发射点到树和从树到目标的飞越成本,选择具有最佳抵达概率或最低坠毁概率的树和路线就很容易了。在这

个过程中,A R M将根据规划准

则评估所有可能的航迹,并选定

评估结果最佳的航迹。

3　结　论

巡航导弹作为一种无人飞行

装备,其航迹规划就是对飞行器

的指挥控制。飞行器完成飞行任

务的概率与指挥控制(即航迹规

划)的优劣密切相关。对飞行器

航迹的规划,既有一套基本的科

学方法,又有一定的主观因素。

对于交战双方来说,对方的指挥

控制技术和方法永远是研究的重

要内容,所以航迹规划一方面要

遵循一定的方法,得出尽可能最

优的结果;另一方面还要打破常

规,胆大心细,攻其不备。

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(上接第14页)

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A r v i dM y k l e b u s t.A p o w e r e dl i f t a e r o d y n a m i ca n a l y s i s

f o r t h ed e s i

g no f d u c t e df a n U A V S.2n dA I A A“U n-

m a n n e dU n l i m i t e d”S y s t e m s,T e c h n o l o g i e s,a n d O p e r a-

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军用无人机的发展现状及趋势

军用无人机的发展现状及趋势 作者：戎皓 智能、自动驾驶和信号处理等高新技术的发展以及各种新设备的成功研制，军用无人机已发 展成为能进行侦察、电子干扰、战场目标毁伤效果评估等多种用途的平台，受到各国的高度重视。本文就军用无人机的发展概况和应用进行概括介绍，并对未来军用无人机的发展趋势作简要预测。 关键词：军用无人机、作战应用、发展 1. 引言 用无人机替代有人飞机执行高风险作战任务，是当今国际航天领域一个重要发展方面。无人机也称无人航空器或遥控驾驶航空器，是一种由无线电遥控设备控制，或由预编程序操纵的非载人飞行器，拥有众多有人驾驶飞机所不具有的优点，可遂行各种作战和训练保障等任务，具有广阔的军事应用前景。无人机在近几场局部战争被大量地使用，而且在未来战场上的用途将越来越大，成为世界各军事大国武器装备发展的重点。 2. 军用无人机的发展概况及作战应用 1909年第一架无人机在美国试飞；1917年，英国和德国也先后研制成功无人驾驶遥控飞机。无人机直接用于战争始于20世纪60～70年代的美军侵越战争。最经典的无人机作战运用，是以色列人创造的。在1973年的第四次中东战争中，以色列沿苏伊士运河大量使用美制BQM-74C多用途无人机模拟作战机群，掩护战斗机超低空突防，成功地摧毁了埃及沿运河部署的地空导弹基地。在1982年以色列入侵黎巴嫩的军事行动中，以军派遣“猛犬”无人机，诱使叙利亚地空导弹基地的雷达开机并发射大量地空导弹，为摧毁该基地创造了条件。在1991年的海湾战争和科索沃战争中，美、英、法、加拿大和以色列等国的无人机纷纷亮相战场，用于中低空侦察和长时间战场监视、电子对抗、战况评估、目标定位、收集气象资料、营救飞行员和散发传单等，为多国部队实时了解战场态势及评估空袭效果提供了重要依据，对干扰、压制伊拉克防空体系和通信系统等也发挥重要作用。 3. 军用无人机的种类与特点 3.1 种类 目前从事研究和生产无人机的有美国、俄罗斯、以色列、英国和南非等近３０个国家，无人机的型号已经增加到２００种以上，无人机的种类繁多、用途广泛。军用无人机的主要用途有：

沥青路面结构计算书

新建路面设计 1. 项目概况与交通荷载参数 该项目位于西南地区，属于二级公路，设计时速为40Km/h,12米双车道公路，设计使用年限为12.0年，根据交通量OD调查分析，断面大型客车和货车交通量为1849辆/日, 交通量年增长率为8.2%, 方向系数取55.0%, 车道系数取 70.0%。根据交通历史数据，按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC4类，根据表 A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。 表1. 车辆类型分布系数 根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析，得到各类车型非满载与满载比例，如表2所示。 表2. 非满载车与满载车所占比例(%) 根据表6.2.1，该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。根据附表A.3.1-3，可得到在不同设计指标下，各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数，如表3所示。 表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数

根据公式（A.4.2）计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为8,109,551, 对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为562,339,245。本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为4,989,710，交通等级属于中等交通。 2. 初拟路面结构方案 初拟路面结构如表4所示。 表4. 初拟路面结构 路基标准状态下回弹模量取50MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取1.00,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取1.00,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为50MPa。 3. 路面结构验算 3.1 沥青混合料层永久变形验算 根据表G.1.2，基准等效温度Tξ为20.1℃，由式（G.2.1）计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为21.5℃。可靠度系数为1.04。 根据B.3.1条规定的分层方法，将沥青混合料层分为6个分层,各分层厚度（hi）如表5所示。利用弹性层状体系理论，分别计算设计荷载作用下各分层顶部的竖向压应力（Pi）。根据式（B.3.2-3）和式（B.3.2-4），计算得到d1=-8.23，d2=0.77。把d1和d2的计算结果带入式（B.3.2-2），可得到各分层的永久变形修正系数(kRi)，并进而利用式（B.3.2-1）计算各分层永久变形量(Rai)。各计算结果汇总于表5中。 各层永久变形累加得到沥青混合料层总永久变形量Ra=19.2(mm)，根据表3.0.6-1，沥青层容许永久变形为20.0(mm)，拟定的路面结构满足要求。

关于无人机结构设计技术的讨论《免费》

关于无人机结构设计技术的讨论 作者：何景武范曼华张晓鸥 (北京航空航天大学，北京100083) 摘要：从无人机同有人机的设计、研制、经费及使用维护等多方面出发，进行对比分析，较为深入地分析了无人机同有人机在结构设计上的差别，分析无人机结构设计的特点，最后具体地说明了需要加强研究和值得关注的无人机结构设计技术。 关键词：无人机结构设计 一、前言 无人机同民用飞机、军用飞机等有人机相比，在飞机的使用要求、任务使命等多方面都有所不同，所以，无人机在总体设计、气动特性要求及结构完整性设计要求等方面同有人机相比有一定的差别。因此，不宜直接将民用、军用等方面的有人飞机的结构设计思想完全照搬地应用到无人机的结构设计当中，而必须根据无人机研制的具体要求和特点进行无人机的设计和研制。 当然，无人机同有人机相比也有很多共同的特性，因此，在无人机的研制当中也有必要参考有人机多年的研制经验和成熟的研制技术。如何把握好无人机同有人机在结构设计上的差别，在满足战术技术要求的前提下，设计出经济的、合理的无人机结构是当前无人机结构设计中值得关注的一个问题。

由于没有驾驶员生理条件的要求，无人机飞行性能的可设计空间非常之大，起飞着陆的方式也可以多种多样。由此，导致了无人机门类的众多，各式各样的无人机，各种用途的无人机相继问世。由于无人机门类的众多，使得无人机的分类问题难以给出明确的定义，也使得总结无人机的研制规律难度增加。 本文根据目前已知的国内外无人机的研制情况和使用情况，对比有人机来分析无人机的特点。在总结、分析无人机结构设计、研制及使用经验的基础上，力图说明一些有关无人机结构设计的思想、规律和特点，讨论无人机机体结构的设计技术；同时较为深入地分析无人机同有人机在结构设计上的差别，在此基础上具体地说明了需要加强研究和值得关注的无人机结构设计技术。 本文讨论的主要是固定翼类的无人机。 二、无人机的特点分析 据统计，在有人驾驶的战斗机上，飞行员的体重占飞机有效载重的15％，与飞行员相关的救生系统、座舱环控系统、氧气冷气系统和电子支援系统等也占据了飞机相当部分的重量和研第二届无人机发展论坛论文集设计与技术制经费。对于无人机，则不需要这些系统和装备，或可以适当地进行减免。这样，飞机结构就会省出很多空间，结构的布局和机载设备的安排就可以重新考虑。由于人的生理原因，新型战斗机的过载一般限制为lOg,而对于无机，其过载可达209或更多，所以，无人机结构在设计时可以根据需要放宽一些限制，包括：速度、高度、过载、航时等，机动性能也可以进

浅谈无人机的发展现状及发展趋势

浅谈无人机的发展现状及发展趋势研究 【摘要】随着世界科技的进步，计算机技术日新月异，人工智能、云计算已经得以实现，智能化、信息化和自动化的时代已经到来，无人飞机就是新科技下的产儿。无人机能有效的利用人工智能、自动驾驶和信号处理等高精尖核心技术，由于其体积小、航程远及无人驾驶等优势，现在广泛应用到军事领域，用于侦查、干扰，战场目标摧毁等，效果极佳，受到各国军事管理部门的重视。本文就无人机发展的现状及其未来可能出现的发展趋势进行研究，尝试解开无人机的面纱，让更多的人了解无人机。 【关键词】无人机；发展现状；发展趋势；军事领域 随着科技的发展，人们对未知领域的探索也拉开帷幕，面对着高风险、高强度的任务，人们开始利用无人机替代有人飞机来执行，这也是大势所趋，形势所迫。无人飞机其实就是一种由无线电遥控控制的设备，有的是利用预编程序操控，又被人称为遥控驾驶航空器。目前在军事领域发展较为迅速，在一些科技发达的国家已经得到广泛应用。本文对无人机的研究主要是以军用无人机为标本，因为它代表着最先进的无人机发展技术。 1、军用无人机的发展现状分析 对于无人飞机的研究和使用，最早出现在美国，1909年世界上第一架无人机在美国试飞，并取得了不错的成绩。接下来的几年里，英德两国也开始研究无人飞机，并且在1917年先后在此技术研究上取得成功。在无人机问世以来，军事领域显得兴趣盎然，现在对无人机的研究也多数是出于军事使用的目的。在20世纪60年代，无人机已经开始应用到军事领域，在美越战争中，美国就使用了这种无人机来进行军事侦察、空中打击和目标摧毁。但是，最经典的无人机作战运用，属于以色列人。在第四次中东战争中，以色列使用BQM-74C无人机，成功地摧毁了埃及沿运河部署的地空导弹基地。在以色列入侵黎巴嫩时，利用猛犬无人机摧毁了黎巴嫩一些重要的导弹基地。美国在出兵阿富汗和袭击恐怖组织的时候也大量使用了无人飞机，并且在使用中也收到了一定的效果。在20世纪末，很多的国家已经研制出新时代的军用无人机，并且纷纷应用到军事领域，用于战场情报侦察、低空侦察和掩护、战场天气预报、战况评估、电子干扰和对抗、目标定位摧毁等，一定程度上改变了军事战争和军事调动的原始形式。 2、军用无人机的类型研究 随着科学技术的发展，军用无人机的发展日趋成熟，它与有人机相比具有相当大的优势，比如，相对于有人机来说，无人机的操作简单，材料花费较小，关键是可以无飞行员亲自操作，伤亡率低；无人机顾名思义隐蔽性较好，不易暴漏，获取情报的真实度较高，生命力极强；另外，就是无人机的跑距离较短，易于起飞和降落。 就目前对无人机的研究来说，掌握此技术的国家已经有30多个，无人机的类型也有200种以上，军事无人飞机已经广泛应用到军事领域。就现在的军用无人飞机，按照及功能，可以划分为以下几个类型：靶机：主要用于训练飞行员和防空兵及测试其它防空兵器的性能；侦察机：主要用于战场相关情报的搜集和处理；诱饵机：主要是诱使敌雷达，进行空中打击；电子对抗机：主要是对敌机、指挥系统等开展电子干扰和信息侦；攻击机：主要是目标打击和战场摧毁；战斗机：用于空袭或者地面打击；其它无人机：比如激光照射、核幅射的侦察等。 3、军用无人机未来的发展趋势探究 虽然和平与发展是当代社会的主要特征，但是很多的国家在国防建设上并没有放缓脚步，而是在不断的升级军用武器及其它国防基础设施建设。军用飞机有其自身巨大的优势，在各国得到了前所未有的追捧和研究。新时代的战争不再是常规武器之间的较量，而是科学技术

民用无人机发展现状及应用分析

民用无人机发展现状及应用分析 一、民用无人机行业发展现状 中投顾问在《2016-2020年中国无人机行业深度调研及投资前景预测报告》中表示，民用无人机的发展要归功于军用技术的民用化，与军用无人机的百年历史相比，民用无人机从20世纪80年代才开始起步，在近十年里得到了真正全面的发展。与军用无人机高空、高速、远程和高续航等要求不同，民用无人机技术要求低、更注重经济性，军用技术的民用化降低了无人机市场进入门槛和研发成本，使得民用无人机得以快速发展。 主要的军用无人机制造国如美国、以色列、欧洲和日本等均加快民用无人机产业化，民用无人机进入普及时代。 图表世界民用无人机不同领域销售额占比 资料来源：中投顾问产业研究中心

图表不同用途民用无人机 资料来源：中投顾问产业研究中心 民用领域对无人机的飞行速度要求通常在100公里/每小时以下，飞机高度在3000米以下，某些特殊应用飞行高度在4000-5000米。无人机已广泛应用于防灾减灾，搜索营救，边防巡逻，森林防火，气象探测和农作物估产，管道巡检等领域。由于小型无人机的航空特性和大面积巡查的特点，在洪水，旱情，地震和森林大火等自然灾害实时监测和评估方面具备特别优势。 中投顾问在《2016-2020年中国无人机行业深度调研及投资前景预测报告》中表示，民用无人机下游需求非常广泛，包括农业、电力石油、检灾、林业、气象、国土资源、安防、海洋水利、测绘、城市规划等多个行业。近年来无人机在民用市场的应用受到越来越多的关注，如农林植保和巡检两个领域，无人机需求较为迫切，且具备较大的市场规模。我们认为其它行业的潜在需求也将逐步显现，我国民用无人机市场空间巨大，将进入快速发展期。 二、中国民用无人机的应用情况 中投顾问在《2016-2020年中国无人机行业深度调研及投资前景预测报告》中表示，中国无人机起步较早，20世纪80年代，西北工业大学D-4固定翼无人机就对地图测绘和地质勘探做了尝试，但是民用无人机领域开发长期以来没有受到足够的重视。直到近年来由于需求牵引，尤其是灾害频发急需一种灾情监视评估和搜救手段，民用无人机才得到充分关注。

无人机设计手册及主要技术

无人机设计手册及主要技术 内容简介 独家《无人机设计手册》分上、下两册共十二章。 上册包括无人机系统总体设计，气动、强度、结构设计，动力装置，发射与回收系统，飞行控制与管理系统。 下册包括机载电气系统，指挥控制与任务规划，测控与信息传输，有人机改装无人机，综合保障设计，可靠性、维修性、安全性和环境适应性以及无人机飞行试验等。有关无人机任务设备、卫星中继通信的设计以及正在发展的无人机技术等内容，有待手册再版时编入，使无人机设计手册不断成熟和丰富。 适用人群 本手册是国内第一部较全面系统阐述无人机设计技术的工具书，不仅可作为无人机的设计参考，也可以作为院校无人机教学、无人机行业的工程技术人员和管理人员的参考书，并可供无人机部队试验人员使用。希望本手册的出版能对我国无人机研制工作的技术支持有所裨益。 作者简介 祝小平，现任西北工业大学无人机所总工程师，主要从事无人机总体设计、飞行控制与制导系统设计等研究工作。主持了工程型号、国防预研等国家重点项目多项，获国家和部级科学技术奖9项，其中国家科技进步一等奖1项，国防科技进步一等奖4项，获技术发明专利10项，荣立“国防科技工业武器装备型号研制”个人一等功，发表论著150多篇。先后入选国家级“新世纪百千万人

才工程”、国防科技工业“511人才工程”和教育部“新世纪优秀人才支持计划”，获得“ 国防科技工业百名优秀博士、硕士”、“国防科技工业有突出贡献的中青年专家”、“陕西省有突出贡献专家”和“科学中国人(2009)年度人物”等荣誉称号。 无人机相关GJB标准-融融网 gjb 8265-2014 无人机机载电子测量设备通用规范 gjb 4108-2000 军用小型无人机系统部队试验规程 gjb 5190-2004 无人机载有源雷达假目标通用规范 gjb 7201-2011 舰载无人机雷达对抗载荷自动测试设备通用规范 gjb 5433-2005 无人机系统通用要求 gjb 2347-1995 无人机通用规范 gjb 6724-2009 通信干扰无人机通用规范 gjb 6703-2009 无人机测控系统通用要求 gjb 2018-1994 无人机发射系统通用要求 无人机主要技术 一、动力技术 续航能力是目前制约无人机发展的重大障碍，业内人士也普遍认为消费级多旋翼续航时间基本维持在20min左右，很是鸡肋。逼得用户外出飞行不得不携带多块电池备用，造成使用操作的诸多不便，为此有诸多企业在2016年里做出了新的尝试。

2017年无人机发展现状及发展前景分析研究报告

2017年无人机发展现状及发展前景分析 研究报告

小型无人机行业最近可谓热潮涌动，极飞、亿航等多家无人机初创企业在还未有成熟产品的情况下就获得了数千万美元的融资。无人机这一小众行业之所以能够进入大众视野，还是得益于大疆创新的出现。在国内电子企业普遍还处在代工与组装的劳动力密集模式中时，大疆创新已经悄然成为全球小型无人机市场的绝对龙头，2014年营收近30亿元，市场份额近70%。大疆的引领与示范作用不可谓不强，国内迅速兴起了一股无人机创业与投资的热潮。 套用大疆创新创始人汪滔的话：“人类对于飞行的梦想与生俱来。”小型无人机的真正发展时间不超过10年，从有成熟产品到现在不过4年，而1年以前相关产品还相当粗糙、没有完整的安全保护和数据记录设备。无人机的发展速度大大超出人们的预期，越来越多之前不曾设想过的领域已经开始出现无人机的应用。我们看好这一快速成长行业未来的发展，同时也将持续关注这一领域中相关的投资机会。

小型无人机发展现状分析 民用小型无人机迎来爆发期：市场规模快速成长，国外巨头纷纷布局 所谓无人机，即不载人的飞行器。按照技术来划分，无人飞行器可分为无人固定翼、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机、扑翼式微型无人机等六大类，而前三类应用最为广泛，其中无人多旋翼飞行器又由于其结构简单、价格相对低廉的特点，应用场景迅速拓展、发展前景最受关注。 多旋翼小型无人机经历了一段漫长的发展历史。 多旋翼无人飞行器尽管机械结构简单、成本相对较低，但飞行时不太稳定、很难控制，容易因侧翻而坠机，所以需要自动控制器和导

航系统来控制飞行姿态。但过去由于导航系统体积庞大、重达数十斤，难以应用在小型飞行器上，所以很长一段时间内，多旋翼无人机都没有取得大的发展。直到20世纪90年代以后，得益于MEMS技术的发展，重量仅为几克的导航系统才被研制出来。配合逐步成熟的控制算法，多旋翼无人机的研究和使用成为热点。 2006年至2015年，国内外的民用小型无人机公司如雨后春笋般出现。2015年，法国的Parrot公司发布了世界上第一款真正受到大众关注的四旋翼无人机AR.Drone，它不仅控制简单、可实现悬停，还可以通过WiFi将所搭载相机拍摄到的图像传送到手机上。 AR.Drone轻便灵活、操作便捷，最终大获成功。在AR.Drone的引领下，全球范围内掀起了一股将多旋翼商业化的热潮，多旋翼飞行器进入快速发展期。目前，中国的DJI（大疆创新）、美国的3DRobotics、法国的Parrot成为这一市场的龙头企业。

(全过程精细讲解)路面结构设计及计算

路面结构设计及计算 7.1 轴载分析 路面设计以双轴组单轴载100KN 作为标准轴载 a.以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次。 （1）轴载换算 轴载换算采用如下的计算公式：35 .421? ? ? ??=P P N C C N i i （7.1） 式中： N —标准轴载当量轴次，次/日 i n —被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日 P —标准轴载，KN i p —被换算车辆的各级轴载，KN K —被换算车辆的类型数 1c —轴载系数，)1(2.111-+=m c ，m 是轴数。当轴间距离大于3m 时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m 时，应考虑轴数系数。 2c ：轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1，四轮组为0.38。

轴载换算结果如表所示： 注：轴载小于25KN 的轴载作用不计。 （2）累计当量轴数计算 根据设计规，一级公路沥青路面的设计年限为15年，四车道的车道系数η取0.40，γ =4.2 %，累计当量轴次： ][γ η γ13651)1(N N t e ??-+= [] 次）（.5484490042 .040 .0327.184********.0115 =???-+= (7.2) 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次 b.轴载换算 验算半刚性基底层底拉应力公式为 8 1 ' 2' 1' ) (∑==k i i i P p n c c N (7.3) 式中：'1c 为轴数系数，)1(21' 1-+=m c '2c 为轮组系数，单轮组为1.85，双轮组为1，四轮组为0.09。 计算结果如下表所示： 表7.3

注：轴载小于50KN 的轴载作用不计。 [] γ η γ'13651)1(N N t e ??-+= ? [] 次3397845% 042.040 .0313.13473651%) 042.01(15 =???-+= 7.2 结构组合与材料选取 由上面的计算得到设计年限一个行车道上的累计标准轴次约为700万次左右，根据规推荐结构，路面结构层采用沥青混凝土（15cm ）、基层采用石灰粉煤灰碎石（厚度待定）、底基层采用石灰土（30cm ）。 规规定高速公路一级公路的面层由二至三层组成，查规，采用三层沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚4cm ），中间层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚5cm ），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚6cm ）。 7.3 各层材料的抗压模量与劈裂强度 查有关资料的表格得各层材料抗压模量（20℃）与劈裂强度

国内无人机航拍现状的几点分析

国内无人机航拍现状的几点分析 随着今年国家的各项政策决议，无人机航拍、遥感市场将在未来几年迎来跨越式发展的新契机。低端航拍无人机的应用，远不止航空拍摄、航空摄影、航拍这么一点，我所接触过有明确需求的航拍用户，有固定翼航拍的森林防火、地震调查、核辐射探测、边境巡逻、应急救灾、农作物估产、管道巡检、保护区野生动物监测、军事侦察、搭载航拍电子设备进行科研试验、海事侦察、保钓活动等方面的航拍应用需求，还有我听说但却未直接接触的需求，包括固定翼航拍的环境监测、大气取样、增雨、资源勘探、禁毒，直升机航拍的反恐、消防航拍侦察等。 无人机航拍将大显身手 不同的无人机应用，对飞机系统的各项指标各不相同，比如森林防火要求航时长，应急救灾要求抗风能力强，科研试验要求载重大，军事侦察要求展开时间短5分钟内就能起飞，边境巡逻要求长航时加高海拔（油机达不到），地震调查要求机动性强，运输方便，不挑起降场地、易操作，保钓要求抗风能力强、航时远、成本低……而航拍要求姿态、定高的精确度、发动机的可靠性。 国内工业部门（包括院所和航空、航天集团公司）研制的无人机技术高于民营企业，但无人机在我国毕竟首要用于军事用途，所以高空、高速、中远程、长航时、大载荷等类型的无人机都应用于军事领域，几乎全部是由航空集团、航天集团以及院校研制与生产，主要是应付军队的需求，任务十分饱满，所以才无瑕顾及民用领域。但随着国家信息化建设，地球信息技术产业发展，民用无人机市场会逐渐得到重视，除了国内工业部门（包括院所和航空、航天集团公司）以外，更需要民营企业研发生产性价比更高的，满足市场需求的民用无人机。从而把成本拉下来，应用推上去。这是一个趋势。 目前民用无人机航拍的缺点：市场不够规范，需要技术投入 虽然目前民用无人机的研制生产确实还没有明确的骨干单位，但包括贵航、时代电子在内的一些国有集团公司已经开始往低端的民用领域进军和扩展了，所以想进军无人机行业或者已经在行业里的同志们应该有危机感。虽然院所、航空集团在逐渐往低端靠，但无人机行业前景相当广阔，据称是“预计今后10年内民用无人机市场的销售额可达10亿美元。无论是军用还是民用，无人机都将朝着模块化、标准化、多样化和系列化的趋势发展，其应用范围广泛，前景喜人。”院所、航空集团的最大缺点，就是体制

路面结构设计计算示例

课程名称： 学生： 学生学号： 专业班级： 指导教师： 年月日

路面结构设计计算 1 试验数据处理 1.1 路基干湿状态和回弹模量 1.1.1 路基干湿状态 路基土为粘性土，地下水位距路床顶面高度0.98m~1.85m。查路基临界高度参考值表可知IV5区H1=1.7~1.9m，H2=1.3~1.4m，H3=0.9~1.0m，本路段路基处于过湿~中湿状态。 1.1.2 土基回弹模量 1) 承载板试验 表1.1 承载板试验数据 承载板压力（MPa） 回弹变形 （0.01mm) 拟合后的回弹变形 (0.01mm) 0.02 20 10 0.04 35 25 0.06 50 41 0.08 65 57 0.10 80 72 0.15 119 剔除 0.20 169 剔除 0.25 220 剔除 计算路基回弹模量时，只采用回弹变形小于1mm的数据，明显偏离拟合直线的点可剔除。拟合过程如图所示：

路基回弹模量： 210101 1000 (1)4 n i i n i i p D E l πμ===-=∑∑ 2）贝克曼梁弯沉试验 表1.2 弯沉试验数据 测点 回弹弯沉（0.01mm ） 1 155 2 182 3 170 4 174 5 157 6 200 7 147 8 173 9 172 10 207 11 209 12 210 13 172 14 170 根据试验数据： l = ∑ll l = 155+?+170 14 =178.43

15.85(0.01mm)S = =s = √∑(ll ?l )2l ?1 =20.56(0.01mm) 式中：l ——回弹弯沉的平均值（0.01mm ）； S ——回弹弯沉测定值的标准差（0.01mm ）； l i ——各测点的回弹弯沉值（0.01mm ）； n ——测点总数。 根据规要求，剔除超出(2~3)l S ±的测试数据，重新计算弯沉有效数据的平均值和标准差。计算代表弯沉值： 1174.79 1.64515.85200.86(0.01mm)a l l Z S - =+=+?=l 1=l +l l l =178.43+ 1.645×20.56=21 2.25 Z a 为保证率系数，高速公路、一级公路取2.0，二、三级公路取1.645，四级公路取1.5。 土基的回弹模量： 220201220.70106.5 (1)(10.35)0.71246.3(MPa)200.860.01 p E l δμα??= -=?-?=? 1.2 二灰土回弹模量和强度 1. 2.1 抗压回弹模量 二灰土抗压回弹模量为：735MPa 。 1.2.2 f50mm×50mm试件劈裂试验 表1.3 二灰土试件劈裂试验数据 f50mm×50mm试件劈裂试验 最大荷载（N ） 2t P Dh σπ= （kPa ） 处理结果 有效数据平均值t σ（kPa ） 250.57 有效数据样本标准差S （kPa ） 12.07 变异系数C v （%） 4.82 变异系数应小于6%，否则可在剔除偏差较大的数据后，重新计算平均值和标准差。设计

路基路面设计说明

路基路面设计说明 第一部分：路基设计说明 一、设计依据 路基设计按JTJ 011-94 公路路线设计规范 JTG D30-2004 公路路基设计规范 JTJ 015-91 公路加筋土工程设计规范 JTJ 016-93 公路粉煤灰路堤设计与施工技术规范 JTJ 017-96 公路软土地基路堤设计与施工技术规范 JTJ 018-96 公路排水设计规范 JTJ/T 019-98 公路土工合成材料应用技术规范 JTG D40-2003 公路水泥混凝土路面设计规范 JTJ 014-97 公路沥青路面设计规范 道路类别：四级公路 路幅全宽： 6.5m； 设计车速：20km/h； 荷载：公路-II级。 二、路基横断面布置、加宽及超高方式 本项目为四级公路，采用双向2车道设计。路幅全宽为6.5m。其中，行车道6m，土路肩 0.5m。 行车道横坡为2%（双侧排水），土路肩横坡为3.0%。 本道路所有曲线地段，路基面均设置加宽加宽详见加宽表。 三、路基压实标准 路基必须密实、均匀、稳定。路槽底面土基设计回弹模量值宜大于或等于20MPa。特殊情况不得小于15MPa。 四、路基排水及加固防护工程 本路段路基排水采用道路外侧边沟排水。 在挖填方路段设置截水沟等措施 五、路基施工 路基施工时，应清除地表松土，路堤边坡高小于8m时按1:1.5填筑，大于8m时应留2.0m 宽平台后按1:1.75坡率填筑。路堑开挖坡率应参照既有边坡施工，但弱膨胀土土质边坡不得陡于1:1.5，软质岩层边坡不应陡于1:0.75。 对稻田、水塘地段，应视具体情况采用排水疏干、挖淤、回填素土，再进行路基压实施工。 路基施工应按《公路路基施工技术规范》要求办理。未尽事宜按相关规范规定办理。 六、用地 本路段路基用地按边沟或截水沟外缘以外1.0m征地。 第二部分：路面设计说明 一、设计原则及依据 1、设计原则 本路段路面采用沥青混凝土路面。路面设计根据使用要求以及气候、水文、地质等自然条件，并遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则，进行路面结构的设计。 2、设计规范、规程JTJ 015-91 公路加筋土工程设计规范 JTJ 016-93 公路粉煤灰路堤设计与施工技术规范 JTJ 017-96 公路软土地基路堤设计与施工技术规范 JTJ 018-96 公路排水设计规范 JTJ/T 019-98 公路土工合成材料应用技术规范 JTG D40-2003 公路水泥混凝土路面设计规范 3、设计标准 1)道路等级：四级公路； 2)设计车速： 20km/h； 3)设计标准轴载： 4)路面结构类型：混凝土路面 5)设计使用年限：20年 6)自然区划：中华人民共和国自然区划V 2 区，即四川盆地中湿区。

无人机结构及系统

第1章 无人机结构与系统 一一无人机结构与系统分为结构和系统两个方面,其中无人机结构主要是指无人机的硬件结构,无人机系统主要是指无人机动力系统二控制站二飞行控制系统二通信导航系统二任务载荷系统和发射回收系统等三 1.1　无人机概述 一一18世纪后期,热气球在欧洲升空,迈出了人类翱翔天空的第一步三20世纪初期,美国莱特兄弟的 飞行者 号飞机试飞成功,开创了现代航空的新篇章三20世纪40年代初期第二次世界大战时,德国成功发射大型液体火箭V-2,把航天理论变成现实三1961年,苏联航天员加加林乘坐 东方1号 宇宙飞船在最大高度为301k m的轨道上绕地球一周,揭开了人类载人航天器进入太空的新篇章三 无人机的起源可以追溯到第一次世界大战,1914年英国的两位将军提出了研制一种使用无线电操纵的小型无人驾驶飞机用来空投炸弹的建议,得到认可并开始研制三1915年10月,德国西门子公司成功研制了采用伺服控制装置和指令制导的滑翔炸弹三1916年9月12日,第一架无线电操纵的无人驾驶飞机在美国试飞三1917 1918年,英国与德国先后研制成功无人遥控飞机三这些被公认为是遥控无人机的先驱三 随后,无人机被逐步应用于靶机二侦察二情报收集二跟踪二通信和诱饵等军事任务中,新时代的军用无人机很大程度上改变了军事战争和军事调动的原始形式三与军用无人机的百年历史相比,民用无人机技术要求低二更注重经济性三军用无人机技术的民用化降低了民用无人机市场进入门槛和研发成本,使得民用无人机得以快速发展三 目前,民用无人机已广泛应用于航拍二航测二农林植保二巡线巡检二防灾减灾二地质勘测二灾害监测和气象探测等领域三 未来,无人机将在智能化二微型化二长航时二超高速二隐身性等方向上发展,无人机的市场空间和应用前景非常广阔三 中国民用航空局飞行标准司在2016年7月11日颁布的‘民用无人机驾驶员管理规定“(A C-61-F S-2016-20-R1),其对无人机及相关概念作了定义三

路面结构设计计算书

公路路面结构设计计算示例 、刚性路面设计 交通组成表 1 )轴载分析 路面设计双轮组单轴载 100KN ⑴ 以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。 ①轴载换算： 双轴一双轮组时，按式 i 1.07 10 5 p °型；三轴一双轮组时，按式 N s i N i P i 16 100 式中：N s ——100KN 的单轴一双轮组标准轴载的作用次数； R —单轴一单轮、单轴一双轮组、双轴一双轮组或三轴一双轮组轴型 i 级轴载的总重KN ； N i —各类轴型i 级轴载的作用次数; n —轴型和轴载级位数； i —轴一轮型系数，单轴一双轮组时, i =1 ；单轴一单轮时，按式 3 2.22 10 P 0.43 计算; 8 0.22 2.24 10 R 计算

N i1 NA 注：轴载小于40KN 的轴载作用不计。 ②计算累计当量轴次 根据表设计规范，一级公路的设计基准期为 30年，安全等级为二级，轮迹横向分布系数 g r 0.08，则 ， :t 30 N N s (1 g r ) 1 365 834.389 (1 0.08) g r 4 4 量在100 10 ~ 2000 10中，故属重型交通。 2) 初拟路面结构横断面 由表3.0.1，相应于安全等级二级的变异水平为低 ~中。根据一级公路、重交通等级和低级变异水平等 级，查表 初拟普通混凝土面层厚度为 24cm ,基层采用水泥碎石，厚 20cm ;底基层采用石灰土，厚 20cm 。 普通混凝土板的平面尺寸为宽 3.75m ，长5.0m 。横缝为设传力杆的假缝。 式中：E t ――基层顶面的当量回弹模量，; E 0——路床顶面的回弹模量， E x ――基层和底基层或垫层的当量回弹模量, E 1,E 2 ――基层和底基层或垫层的回弹模量， h x ――基层和底基层或垫层的当量厚度， 1 365 0.2 6900125362 其交通 0.08 查表的土基回弹模量 设计弯拉强度：f cm 结构层如下： E 。 35.0MP a ，水泥碎石 E 1 1500MP a ，石灰土 E ? 550 MP a 5.0MP a E c 3.1 104 MP a 水泥混凝土 24cm E = . x .g'-iF 水泥碎石20cm E ：=150OMP Q 石灰土 20cm E =53C MPa E x h 2 D x h ； E z h ； h x 12 3 1500 0.2 12 4.700(MN ( 12D ( W E t 12 6.22 0.202 1500 0.202 550 2 2 1025MP a 0.202 0.202 m 0)2 ( 1 4 3 550 0.2 (0.2 12 m) ( 1025 0.380m 1 )1 E 2h 2 0.2) 4 2 ( 1500 0.2 550 0.2 1 )1 1.51(牙) E 。 0.45 6.22 1 1.51 (^) 0.45 35 4.165 E x 、0.55 1 1.44( ) 1 E E 1 ah E ( -) 4.165 0.38635 1.44 (些)0.55 35 0.786 1025 丄 ( )3 212276MP a 35 按式() s tc 计算基层顶面当量回弹模量如下: h 12 E 1 h ；E 2 2 3) 确定基层 E , E

路面结构设计说明

路面结构设计说明 一、采用的技术标准和计算依据 路面类型：沥青混凝土路面； 路面设计标准轴载：BZZ-100； 路面结构设计年限： 15年； 路面抗滑标准：交工检测指标值： 横向力系数SFC60≥54：构造深度TD≥0.55mm; 石料磨光值PSV≥42。 二、路面结构形式 (一)路面设计参数 道路建成后将成为沿线厂区货运车辆进出的主要道路，同时该道路也是园区开发建设的施工通道，结合实际情况，对路面结构按照重交通偏下水平进行设计，根据道路勘察资料及相关规范，路基顶部回弹模量取值E0＝30MPa。 一个车道标准轴载累计作用次数:12*106 次 设计路面弯沉值:Ls= 21.5（0.01mm) （二）路面结构形式 上面层：5cm 厚 AC-16C型SBS改性沥青混凝土； 下面层：9cm厚AC－25C型粗粒式沥青混凝土； 下封层： 0.8cm厚 ES-3型稀浆封层； 上基层： 18cm厚水泥稳定级配碎石（抗压强度≥3.5 MPa）； 下基层： 18cm厚水泥稳定级配碎石（抗压强度≥3.0 MPa）； 底基层：18cm厚水泥稳定级配碎石（抗压强度≥2.5MPa）； 垫层：15cm厚天然砂砾（抗压强度≥2.0MPa）； 路基顶面回弹模量E0=30MPa 三、沥青混凝土的材料及技术要求说明 （一）材料要求 1.上面层用沥青： 上面层沥青混凝土采用SBS I-D型成品改性沥青，制造改性沥青的基质沥青应与改性剂有良好的配伍性，其质量须符合A 级道路石油沥青的技术要求。供应商在提供改性沥青的质量报告时应提供基质沥青的质量检验报告和沥青样品。且其各项性能指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的表4.6.2的要求时，方可使用，其性能指标要求见下表：

路面结构设计计算书有计算过程的样本

公路路面结构设计计算示例 一、 刚性路面设计 交通组成表 1) 轴载分析 路面设计双轮组单轴载100KN ⑴ 以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。 ① 轴载换算: 16 1100∑=? ?? ??=n i i i i s P N N δ 式中 : s N ——100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作用次数; i P —单轴—单轮、 单轴—双轮组、 双轴—双轮组或三轴—双轮组轴型i 级轴载的总重KN; i N —各类轴型i 级轴载的作用次数; n —轴型和轴载级位数; i δ—轴—轮型系数, 单轴—双轮组时, i δ=1; 单轴—单轮时, 按 式43.031022.2-?=i i P δ计算; 双轴—双轮组时, 按式22.05 1007.1--?=i i P δ; 三轴—双轮组时, 按式22.08 1024.2--?=i i P δ计算。

轴载换算结果如表所示 车型 i P i δ i N 16)(P P N i i i δ 解放CA10B 后轴 60.85 1 300 0.106 黄河JN150 前轴 49.00 43.03491022.2-?? 540 2.484 后轴 101.6 1 540 696.134 交通SH361 前轴 60.00 43.03601022.2-?? 120 12.923 后轴 2?110.00 22.052201007.1--?? 120 118.031 太脱拉138 前轴 51.40 43.0340.511022.2-?? 150 1.453 后轴 2?80.00 22.051601007.1--?? 150 0.969 吉尔130 后轴 59.50 1 240 0.059 尼桑CK10G 后轴 76.00 1 1800 2.230 16 1 )( P P N N i i i n i δ∑== 834.389 注: 轴载小于40KN 的轴载作用不计。 ② 计算累计当量轴次 根据表设计规范, 一级公路的设计基准期为30年, 安全等级为二级, 轮迹横向分布系数η是0.17~0.22取0.2, 08.0=r g , 则 [][] 362 .69001252.036508 .01 )08.01(389.8343651)1(30=??-+?=?-+=ηr t r s e g g N N 其 交通量在4 4102000~10100??中, 故属重型交通。 2) 初拟路面结构横断面 由表3.0.1, 相应于安全等级二级的变异水平为低~中。根据一级公路、 重交通等级和低级变异水平等级, 查表 4.4.6 初拟普通混凝土面层厚度为24cm, 基层采用水泥碎石, 厚20cm; 底基层采用石灰土, 厚20cm 。普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m, 长5.0m 。横缝为设传力杆的假缝。 3) 确定基层顶面当量回弹模量tc s E E , 查表的土基回弹模量a MP E 0.350=, 水泥碎石a MP E 15001=, 石灰土

道路结构及说明

XX七期拆迁安置房室外道路工程设计说明 1、工程概况 XX七期拆迁安置房室外道路工程位于寿山河以东，规划道路以西，水南路以南，寿山路以北。本次设计中，小区主路北起水南路，东至规划道路，道路全长353.399m，沿线主要相交道路均为小区内部道路。主路为7m单幅路型式，既路宽为7.0m（机非混合车道）；其余小区内部道路亦为单幅路型式，路宽为5.0m及4.0m。 2、设计依据 2.1《江阴市城市总体规划》（2002-2020）； 2.2《江阴市城市总体发展概念规划》； 2.3江阴经济开发区规划建设局提供的“XX七期拆迁安置房室外道路工程设计委托书”； 2.4江阴市规划局下达的“XX七期拆迁安置房室外道路工程设计条件书”； 2.5江阴市规划局提供的XX七期拆迁安置房室外道路地形图电子文件； 2.6江阴市城乡规划设计院建筑室提供的“XX七期拆迁安置房总平面布置图”； 2.7技术规范及参照规范 1）《城市道路设计规范》（CJJ37-90） 2）《城市道路和建筑物无障碍设计规范》（JGJ50-2001） 3）《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006） 4）《公路路基设计规范》（JTG D30-2004） 5)《城市工程管线综合规划规范》(GB 50289-98) 6)《城市道路绿化规划与设计规范》(CJJ 75-97) 7)《道路交通标志和标线》(GB 5768-2009) 2.8技术标准 1）道路等级：城市支路Ⅲ级； 2）设计车速及车道宽度：V=15Km/h，主路一条机动车道宽度3.5m； 3）路面计算荷载：BZZ-100型标准车； 4）路面类型：沥青砼路面； 5）设计年限：道路交通量饱和年限10年，路面结构设计年限10年； 6）道路排水：设计重现期为1年； 7）高程系统和坐标系：高程为1985国家高程基准，坐标系采用江阴市城市坐标系。 3、设计内容 3.1道路全线的平面、纵断面、横断面，路基及路面结构设计。 3.2道路照明、绿化等由相关部门进行设计。 4、交通资料 4.1机非混合车道：交通等级为轻交通，计算轴载为4.0×106次/车道。 5、路线 5.1平面线形 1）道路平面线形根据江阴市城乡规划设计院建筑室提供的总平面布置图，道路线形为直线型+曲线型； 2）路段设计通行能力：一条机动车道的信号灯管制设计通行能力为621pcu/h； 5.2交叉口进出口设置 1）路线交叉一览表（见下表） 主路路线交叉一览表 2）交叉口转弯设计行车速度V=10Km/h； 3）主路与拟建水南路及规划道路交叉口均不进行竖向设计，小区内部道路相交时，均采用平接交叉方式。 5.3纵断面 1）道路纵断面设计以规划条件为依据； 2）主路设计纵坡为0.15%～0.831%，ω=i 1 +i 2 >0.5%时于变坡点处设竖向曲线，ω =i 1 +i 2 ≤0.5%不设竖向曲线；

无人机行业发展现状、前景及趋势分析

中国无人机行业发展现状、前景及趋势分析 中国无人机发展现状 中国2014年无人机销量约2万架，其中军用无人机约占1.4%，民用无人机占98.6%，预计到2020年中国无人机年销量将达到29万架。受低空逐步开放的利好，国内民用无人机发展非常迅猛，未来几年将保持50%以上的增长，2014年中国民用无人机销售规模已经达到40亿元。 以中航智、大疆、易瓦特、零度智控、深圳亿航等为代表的无人机企业将迎来较好的发展机会。 图表中国典型的民用无人机企业情况 资料来源：中投顾问产业研究中心 2015年，国内的无人机市场依然火热。包括研发、生产、运营在内，我国目前有300家至400家民用无人机企业，从业人员超过万人。未来我国需要1万多架民用无人机，以此简单计算，未来市场空间高达500多亿元。 无人机行业发展前景 无人机被称为“空中机器人”，从1917年第一架无人机诞生到现在近100年时间，无人机技术持续进步，尤其是微电子、导航、控制、通信等技术，极大地推动了无人机系统的发展，促进了无人机系统在军事和民用领域的应用。 2015年9月3日中国的阅兵展示了3款无人机，让民众过足了眼瘾。据美国、以色列未来战机规划，未来无人机将超过有人机。我国军用无人机紧随以美国、以色列为首的第一梯队之后，处于第二梯队，发展空间巨大。 民用无人机拥有规模不亚于军用无人机的巨大市场。未来的无人机将集成更多的机器人技术和更先进的算法，装备更多的传感器，加载更多的任务载荷设备，接入外部网络，智能化地完成各种复杂的任务。 民用无人机用途极为广泛，未来市场主要集中于农林植保、影视航拍、电力巡检等领域。借鉴美

第2页 国对民用无人机监管逐步放松的历程，以及国内民用无人机政策的规范和低空空域改革的深化，我国民用无人机行业将呈现爆发式增长。 无人机行业发展趋势 一、智能化趋势 未来无人机应该是智能化的，而不仅仅只是听从人类指令而被动行动的玩具。未来战场瞬息万变，战机往往梢纵即逝，因此，一架具有主动判断能力和卓越战场感知能力的智能化无人机就能在站场上迅速取得先机，从而赢得战争胜利。 二、隐身化趋势 现代防空武器的迅速发展，对无人机的隐身性能及机动性能提出了更高的要求。为提高无人机的机动性能和战场生存能力，未来无人机需要朝着隐性化，微型化方向发展。特别是翼展不超过15厘米的特微型无人机，携带方面，战术灵活，可以在提高生存能力的大大增强战争侦察、渗透能力。 三、集成化趋势 未来无人机正朝着系统集成，综合传感方向发展，增强无人机的通用性。未来无人机不将再有明显的分类，一架无人机就能完成侦察/探测/打击/评估等一体化任务。同时，针对未来一体化战争趋势，无人机数据链可以与有人战斗机迅速分享，各自分工，应对不同任务的需要。未来的无人机系统更强调高度集成化，以满足灵活多变的作战任务需求。 四、民用化趋势 根据《美国陆军无人机系统路线图（2010-2035）》，无人机在军用领域的应用范围将进一步扩展至C3I 指挥控制、空战、加油、空运等更多类型的作战任务，逐步对有人驾驶飞机形成替代。而在民用领域，随着对无人机应用价值认知程度的加深，无人机在遥感测绘、边海防、森林防火、管道巡线、警务执法等方面的应用已开始起步，并呈现出迅猛发展之势。未来，全球民用无人机的市场需求将以年均近30%的速度快速递增。