固定翼无人机技术教学教案.docVIP

固定翼无人机技术 固定翼无人机技术 教师 年级 授课时间 教学内容 第一章 固定翼无人机概述 授课类型 现场讲授 学情分析 教材分析 教学目标 知识与技能 1、掌握固定翼无人机的定义，特点及分类。 2、了解固定翼无人机的飞行环境，空气的性质与标准大气，各种飞行高度等。 过程与方法 1、讲授法 2、讨论法 3、直观演示法 4、读书指导法 5、任务驱动法 6、现场教学法 7、自主学习法 教学重点难点 教学重点 固定翼定义特点与分类 大气飞行环境，空气性质，及各种高度 教学难点 1、 固定翼无人机的各种分类 2、 大气环境参数，各种高度 知识框架图 教学过程 主备 从备（教师姓名） [课堂引入] 引入： 这一部分首先让大家对固定翼无人机相关概念有一个明确的理解和认识，然后对飞机平台的五大部分作一个整体介绍。 [教学内容] 固定翼无人机概述 思考： 1. 什么是固定翼无人机，与无人直升机和多旋翼无人机相比有什么优缺点？ 2. 简述无人机的几种分类方法。 3. 简述对流层和平流层的特点。 4. 马赫数为什么能反映气体的压缩性？ 5. 什么是雷诺数，雷诺数对飞行有什么影响？ 6. 为什么要规定“标准大气”，中华人民共和国标准大气是如何规定的？ 7. 飞行中各种高度是如何定义的？ 1.1 固定翼无人机的定义 1.1.1 概念辨析 从本质上看，固定翼无人机首先是“飞机”，然后从控制的角度又属于“无人机”。 所谓飞机，就是由动力装置产生推力/拉力，由固定机翼产生升力，在大气层中飞行的重于空气的航空器。 综合“飞机”和“无人机”的概念，固定翼无人机在本书中可以定义为，由控制站管理的具有固定翼的航空器。 1.1.2 特点与分类 固定翼无人机特点 固定翼无人机具有与无人直升机和多旋翼无人机不同的特点，可以概括为以下优势和不足： 1. 固定翼无人机优势 （1）航程大、续航时间久。 （2）飞行速度快。 （3）飞行高度高。飞行高度范围涵盖高、中、低空。 （4）任务载荷大。飞行效率高，运载能力大，经济性好。 2. 固定翼无人机不足 （1）对起降条件要求较高，需要跑道或者专用发射/回收器械；中型和大型固定翼无人机都需要有机场，对起降场地要求相对比较苛刻。 （2）是低速飞行灵活性和机动性不如直升机和多旋翼。 固定翼无人机的分类 从不同角度看，固定翼无人机可以有不同的分类方法： 1．按照重量分类 中国民用航空局在新版《民用无人机驾驶员管理规定》中对无人机的分类为： 军用无人机根据起飞重量，可以划分为小、中、大型无人机。 2. 按使用领域划分 民用无人机目前主要用于货物运输、无线通信、地质勘探、地形测绘、农作物病虫害防治、农作物产量评估、森林防火、汛情监视、交通管制、气象监测、航拍摄影等方面。 军用无人机在杀伤和非杀伤两个方向上根据应用领域的不同，可以分为以下类别。 3．其他分类方法 根据不同的研究目的，还可以有很多分类方法。 例如按照执行任务的高度H，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；超高空无人机。 军用无人机按航程、活动半径、续航时间和飞行高度分类可以分为战术无人机和战略无人机。 按照控制方式可以分为遥控式、半自主式和自主式，以及兼具以上方式的混合式。 按照动力装置可以分为电动式、油动式和油电混合式等。 1.2 固定翼无人机的飞行环境 飞行器的飞行活动与其所处的环境有着密不可分的关系。在学习飞行原理之前，了解飞行器的飞行环境非常重要。固定翼无人机飞行的主要环境为地球表面的大气层。 1.2.1 大气飞行环境 按照大气在垂直方向的物理特性，可以将大气分成若干层次。按大气温度随高度分布的特征，可把大气分成对流层、平流层（旧称同温层）、中间层、热层和散逸层（见图1-5）。大气层的底界是地面，而顶界则没有明显的自然界限。如果以空气密度接近于星际气体密度的高度来作为顶界的话，这一高度约为2000～3000 km。 目前的航空活动，均发生在对流层和平流层。 1．对流层 对流层有以下特点： ①气温随高度的升高而降低。 ②有云、雨、雾、雪、雹等天气现象。 ③空气上下对流激烈。 2．平流层 在平流层内，空气没有上下对流，只有水平方向的风，这种水平风的形成，是由于高空中空气稀薄，摩擦力减小，当空气随着地球自转而运动时，上层空气落后于下层空气，就形成了与地球自转方向相反，方向一定的水平风。 1.2.2 空气的性质与标准大气 空气的状态参数 气体是流体的一种，描述其状态的物理量叫做气体的状态参数。最常见的有： 1.体积：体积是物体占有多少 \t /item/%E4%BD%93%E7%A7%AF/_blank 空间的 \t /item/%E4%BD%93%E7%A7%AF/_blank 量，以符号V表示，其 \t /item/%E4