前言

无人机是一种机上没有搭载飞行员的航空飞行器，包括固定翼无人机和旋翼无人机两大类型。它与有人驾驶飞行器（简称有人机）有许多的不同，包括使用和功能上的差别，而造成这些差别的根本因素就是人。机上无人是无人机的主要特点，正是这一特点，使得利用无人机完成任务时，无须再考虑机上飞行员的生命安全问题，更不必考虑任务的危险性。这不仅大大放宽了对无人机的设计和使用要求，而且使得无人机比有人机更适合执行那些存在着危险、人力无法承受或企及的任务，也使得无人机在军事和民用领域都有着广泛的应用空间。

无人机系统除了无人机以外，还包括与其配套的地面控制设备、数据通信设备、维护设备以及指挥控制和必要的操作、维护人员等。它是一个高度智能化的闭环反馈控制系统，不同类型和不同使用环境下的无人机可选择不同的系统构成。安装无人机地面控制设备和数据通信设备的通信站，既可以建在地面上，也可以设置在车、船或其他平台上。通过通信站及数据链路的空中传输，地面操作人员不但可以获得无人机所侦察到的信息，而且可以向无人机发布指令，控制它的飞行，使无人机能够顺利完成任务。

由于进入门槛低、大量现成技术可以应用、市场潜力巨大等原因，世界无人机市场近年来迅猛发展。特别是在以美国为首发动的几次高技术局部战争中，无人机的出色表现更是极大地提高了世界各国对它的重视程度。随着无人机技术的发展，已形成了高/中/低空、远/中/近程、大/中/小型、战略/战术、侦察监视/电子对抗/攻击作战等多层面、多梯次搭配的无人机体系。

无人机系统设计是指设计人员应用气动、结构、动力、材料、工艺、电子和计算机软硬件等学科知识，通过分析、综合和创造性思维将设计要求转化为一组能完整描述无人机系统的参数（文档、图纸和软件）的活动过程。无人机系统设计是一门应用科学，是各项先进的科学技术综合应用的结果，其内容涉及空气动力学、结构动力学、气动弹性力学、动力技术、自动控制和导航技术、无线电传输技术以及制造工艺等多种学科和专业技术领域。离开先进的科学技术，没有坚实的基础理论的指导，无人机系统设计水平不可能得到提升，现代无人机系统设计无法进行，而现代科学技术的发展也促进了无人机系统设计技术的不断创新和进步。

设计是无人机系统生命周期中最为重要的一个阶段，需要采用系统工程并行设计的方法，具有综合权衡与全面协调、反复迭代与多轮逼近、虚拟设计与整体优化等特点。无人机系统设计对新型号研制工作具有全局性的影响，设计质量直接影响无人机系统研制的全局，即在无人机全生命周期中，设计决定成败。

为了深化我国创新创业教育改革，优化专业结构，提高教育质量，促进学生在创新创业中全面发展，服务于经济社会发展和国家战略，把创新创业教育融入人才培养体系，改革教育教学内容方法，改进课程，强化实践，本书基于切实增强、深入推进高校创新创业教育改革的责任感和紧迫感，全面提高人才培养质量，为促进大众创业、万众创新和建设创新型国家提供有力的人才支撑。

本书选材新颖，叙述深入浅出，注重无人机系统设计的基础知识。本书并不对数学公式进行烦琐的推导，而是侧重讲述无人机设计的相关技术，内容丰富，概念清楚易懂，具有很强的可操作性，既适合作为无人机、航空工程、电子、自动化及相近专业等高职高专和本科教材，也可作为无人机科研、生产和培训人员以及广大航模爱好者的学习用书，对于希望全面了解无人机系统设计知识的读者，本书也是一本较好的参考读物。

限于作者水平与精力，书中难免有不妥之处，敬请各位同行、专家和读者指正（联系方式： fcq828@163.com）。

作者2018年5月