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第一部分 导论2

第1章 历史和概述2

1.1 概述2

1.2 发展史2

1.2.1 早期发展史2

1.2.2 越南战争4

1.2.3 战后复兴4

1.2.4 联合开发5

1.2.5 沙漠风暴5

1.2.6 波斯尼亚6

1.2.7 阿富汗和伊拉克6

1.3 无人机系统概述6

1.3.1 飞行器8

1.3.2 任务规划和控制地面站8

1.3.3 发射和回收装置8

1.3.4 有效载荷9

1.3.5 数据链10

1.3.6 地面保障设备10

1.4 “天鹰座”无人机系统11

1.4.1 “天鹰座”任务需求11

1.4.2 “天鹰座”飞行器12

1.4.3 地面控制站12

1.4.4 发射和回收13

1.4.5 有效载荷13

1.4.6 其它装备13

1.4.7 小结13

参考文献15

第2章 无人机种类和任务16

2.1 概述16

2.2 无人机系统实例16

2.2.1 微小型无人机17

2.2.2 小型无人机19

2.2.3 中型无人机20

2.2.4 大型无人机23

2.3 可损耗型无人机（一次性无人机）25

2.4 无人机系统分类26

2.4.1 按照航程和航时分类26

2.4.2 基于尺寸的小型无人机非正式分类27

2.4.3 梯级分类系统28

2.4.4 近期分类变更28

2.5 任务29

参考文献31

第二部分 飞行器33

第3章 空气动力学基础33

3.1 概述33

3.2 空气动力学基本方程33

3.3 飞机极曲线37

3.4 真实机翼和飞机37

3.5 诱导阻力38

3.6 边界层41

3.7 扑翼44

3.8 飞行器总阻力46

3.9 小结46

参考文献46

参考书目46

第4章 性能48

4.1 概述48

4.2 爬升飞行48

4.3 航程50

4.3.1 螺旋桨推进飞机的航程51

4.3.2 喷气推进飞机的航程52

4.4 航时53

4.4.1 螺旋桨推进飞机的航时53

4.4.2 喷气推进飞机的航时55

4.5 滑翔飞行55

4.6 小结56

第5章 稳定性和控制57

5.1 概述57

5.2 稳定性57

5.2.1 纵向稳定性58

5.2.2 横向稳定性60

5.2.3 动稳定性61

5.2.4 小结61

5.3 控制62

5.3.1 气动控制62

5.3.2 俯仰控制62

5.3.3 横向控制63

5.4 自动驾驶63

5.4.1 传感器64

5.4.2 控制器64

5.4.3 作动器64

5.4.4 机体控制64

5.4.5 内回路和外回路65

5.4.6 飞行控制分类65

5.4.7 整体操控模式66

5.4.8 支持自动驾驶的传感器66

第6章 动力推进68

6.1 概述68

6.2 推力的产生68

6.3 动力升力69

6.4 动力来源73

6.4.1 二冲程发动机73

6.4.2 转子发动机76

6.4.3 燃气涡轮机77

6.4.4 电动机78

6.4.5 动力电能来源79

第7章 结构和承载85

7.1 概述85

7.2 载荷85

7.3 动载荷88

7.4 材料90

7.4.1 三明治结构90

7.4.2 面层纤维增强材料91

7.4.3 树脂基体材料91

7.4.4 夹芯材料91

7.5 成型技术92

第三部分 任务规划和控制94

第8章 任务规划和控制站94

8.1 概述94

8.2 MPCS体系结构98

8.2.1 局域网络100

8.2.2 局域网络要素100

8.2.3 通信级别101

8.2.4 网桥和网关103

8.3 物理配置104

8.4 规划和导航106

8.4.1 规划106

8.4.2 导航和目标定位108

8.5 MPCS接口110

第9章 飞行器和有效载荷控制112

9.1 概述112

9.2 控制模式113

9.3 飞行器的驾驶113

9.3.1 遥控驾驶114

9.3.2 自主—辅助驾驶114

9.3.3 完全自主驾驶115

9.3.4 小结116

9.4 有效载荷控制117

9.4.1 信号中继有效载荷117

9.4.2 大气、辐射及环境监测有效载荷118

9.4.3 成像和伪成像有效载荷118

9.5 任务控制119

9.6 系统自治121

第四部分 有效载荷125

第10章 侦察／监视载荷125

10.1 概述125

10.2 成像传感器126

10.2.1 目标探测，识别和确认126

10.3 搜索过程139

10.4 其它考虑145

10.4.1 视线稳定145

参考文献148

参考书目149

第11章 武器载荷150

11.1 概述150

11.2 杀伤攻击型无人机历史151

11.3 武装型无人机的任务需求154

11.4 与武器携载和投送相关的设计问题154

11.4.1 载荷能力154

11.4.2 结构问题155

11.4.3 电器接口157

11.4.4 电磁干扰158

11.4.5 对现有机载武器的发射限制159

11.4.6 安全分离159

11.4.7 数据链160

11.5 与战斗行动相关的其它问题160

11.5.1 特征消减160

11.5.2 自主性170

参考文献173

第12章 其它载荷174

12.1 概述174

12.2 雷达174

12.2.1 常规雷达174

12.2.2 合成孔径雷达176

12.3 电子战载荷177

12.4 化学探测177

12.5 核辐射传感器178

12.6 气象传感器179

12.7 伪卫星179

第五部分 数据链183

第13章 数据链功能和特性183

13.1 概述183

13.2 背景知识183

13.3 数据链功能185

13.4 理想数据链特性186

13.4.1 全球可用性187

13.4.2 抗无意干扰能力188

13.4.3 低截获概率188

13.4.4 安全性189

13.4.5 抗欺骗性189

13.4.6 防反辐射武器能力189

13.4.7 抗干扰能力190

13.4.8 数字式数据链191

13.5 系统接口问题191

13.5.1 机电接口192

13.5.2 数据率限制192

13.5.3 控制回路延迟193

13.5.4 互操作性，互换性和通用性195

参考文献197

第14章 数据链余量198

14.1 概述198

14.2 数据链余量来源198

14.2.1 发射机功率198

14.2.2 天线增益199

14.2.3 处理增益205

14.3 抗干扰余量的定义210

14.3.1 干扰几何学211

14.3.2 抗干扰能力的系统内涵214

14.3.3 抗干扰上行链路217

14.4 信号传播217

14.4.1 传播路径阻碍217

14.4.2 大气吸收219

14.4.3 降雨导致的损耗219

14.5 数据链信噪比219

参考文献222

第15章 降低数据传输率223

15.1 概述223

15.2 压缩与截断223

15.3 视频数据224

15.4 非视频数据231

15.5 降低数据率功能的实施环节232

参考文献233

第16章 数据链设计权衡234

16.1 概述234

16.2 基本的权衡234

16.3 数据链淘汰升级相关难点问题236

16.4 未来技术237

第六部分 发射和回收239

第17章 发射系统239

17.1 概述239

17.2 基本问题考虑239

17.3 固定翼无人机发射方法242

17.3.1 导轨弹射器244

17.3.2 气动弹射器244

17.3.3 液气混合弹射器246

17.3.4 无人机零长火箭助推发射247

17.4 垂直起降无人机的发射250

第18章 回收系统251

18.1 概述251

18.2 常规着陆251

18.3 垂直网回收系统252

18.4 降落伞回收253

18.5 垂直起降无人机回收255

18.6 空中吊挂回收257

18.7 舰上回收258

第19章 发射和回收设计权衡261

19.1 无人机发射方法权衡261

19.2 回收方法权衡264

19.3 结论266