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前言

前言

多旋翼无人机,也称为多旋翼无人直升机,是一种没有搭载驾驶人员的旋翼飞行器,具有垂直起降、空中悬停、低空飞行和原地回转等独特飞行技能,在民用和军用市场上都大有用武之地。

在人类航空史上,多旋翼无人机从概念到应用,经历了一段漫长的发展过程。近年来,多旋翼无人机作为航空产品领域的一枝新秀,以新颖的结构布局、独特的飞行方式和广泛的用途引起了人们越来越多的关注和重视,风行全球,迅速成为新的创业、创新研究热点。特别是当这种简单而又可实现的飞行可能糅合进了人们头脑中从小就有的、总也挥之不去的飞行梦想时,就极大地激发起了大家对翱翔于蓝天白云的渴望和激情。一时间,研究者、投资者和广大的航模爱好者接踵而至,纷纷开始多旋翼无人机的研发、投资和使用,经过近5年起步阶段的实验研究、技术积累和市场摸索,多旋翼无人机大规模发展的序幕逐步被拉开。

现在,多旋翼无人机在国内外市场上商机无限,世界各国掀起了一股研发和广泛应用多旋翼无人机的热潮,特别是属于消费级的微型机,其操作简单、价格便宜,市场上有众多适合个人自己动手组装(DIY)的成套软硬配件出售,只要自己动动手,经过简单的组装,就能实现每个人自幼年就有的“飞行梦想”。遥望蓝天,每天都有成千上万架多旋翼无人机在空旷的田野上,在风景怡人的旅游胜地,在居民自家的后院或客厅中腾空而起,承载着人们的“飞行梦想”自由飞翔。

多旋翼无人机的第一大特点是具有多个旋翼,它采用旋翼变速或桨叶变总距(无周期变距)的方式改变旋翼升力的大小,因而取消了传统单旋翼直升机操纵系统中必不可少的自动倾斜器。多旋翼无人机通常都有4个或更多个旋翼,如4旋翼式、6旋翼式、8旋翼式、16旋翼式和32旋翼式等。多旋翼无人机的第二大特点是飞机上没有搭载驾驶员,即机上无人。事实上,多旋翼无人机并不是真正离开了人,虽然机上确实没有载人,但它却离不开身在地面上驾驶操纵它的人(驾驶员)。因此,多旋翼无人机要想真正完成一项特定的任务,光靠能在天空中自由飞行的旋翼机本身还是不够的,除了旋翼机及其携带的任务设备外,还需要有地面控制设备、数据通信设备、维护设备,以及指挥控制其必要的操作、维护人员等。因此,完整意义上的多旋翼无人机应称为多旋翼无人机系统,它是一种闭环控制回路的“人-机系统”。本质上,多旋翼无人机属于一种电子自动化和智能化控制的高科技产品,技术含量相当高,其研制设计和应用发展等问题需要引起大家足够的重视。

本书第一作者符长青有40多年的实践经验,其中有20多年从事直升机设计和研究,有20多年从事计算机软件开发,近几年来在广东科技学院担任专业课教师,有机会将工作实践、教学经验与理论研究相结合并完成了本书的编著工作。本书第二作者曹兵是辽宁天行健航空科技公司董事长,有多年从事多旋翼无人机研制和生产的工作经历。本书取材来源于作者的工作实践和专业知识,系统而又全面地介绍了多旋翼无人机基本技术的主要内容。

在编著本书的过程中,作者得到了南京航空航天大学高正教授、张呈林教授、陈仁良教授、王华明教授的大力支持和帮助,他们提供了许多技术资料和编写意见,作者借此机会表示衷心的感谢。与此同时,本书在编著过程中还得到了广东科技学院副院长黄弢教授、计算机系主任曹文文教授,以及有关部门的领导、专家与同仁的大力支持与帮助,参考和引用了部分著作及文献资料,在此表示深深的谢意。

在编著本书的过程中,尽管作者付出了大量的艰苦努力,但由于学识有限,本书可能在许多方面存在不足,欢迎同行指正和交流(联系方式fcq828@163.com)。作者十分希望能与国内同行携手,大家一起共同努力,将我国多旋翼无人机发展水平推向一个新的高度。

作者2016年9月

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