固定翼无人机技术 课程教案 1-17章 课程教案17—第十七章 固定翼无人机的飞行 11-18.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 第十七章 固定翼无人机的飞行 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 掌握固定翼无人机的起降操纵 掌握固定翼无人机的手动飞行操控 掌握固定翼无人机的自主航路飞行 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 固定翼无人机的起降操纵（起飞降落，起飞前准备，起飞操作，降落操作，降落后检查） 固定翼无人机的手动飞行操控（直线飞行，平飞/爬升/下降状态变换，转弯动作，水平圆周飞行，四边航线，五边航线，水平8字） 固定翼无人机的自主航路飞行（起飞速度设定，起飞爬升段航路设定，巡航段航路设定，着陆段航路设定） 教学难点 固定翼无人机的起降操纵（起飞降落，起飞前准备，起飞操作，降落操作，降落后检查） 固定翼无人机的手动飞行操控（直线飞行，平飞/爬升/下降状态变换，转弯动作，水平圆周飞行，四边航线，五边航线，水平8字） 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的飞行有个整体了解，起降操纵，手动飞行操控，自主航路飞行等等。 [教学内容] 固定翼无人机的飞行 思考： 简述无人机手动操纵应注意的问题。 简述无人机自动飞行航路规划应注意的问题。 17.1 固定翼无人机的起降操纵 17.1.1 固定翼无人机的起飞和降落 固定翼无人机的起飞和降落是事故最多发的两个阶段，飞行事故绝大部分都是发生在该阶段。起落阶段面临的干扰因素多、低空气流混乱、飞行速度处于失速的边缘、舵面操纵效率低等因素。这些因素决定了起飞和着陆阶段的事故多发。为了飞行安全，固定翼无人机在起飞开始前和着陆后要进行充分的检查。 17.1.2 起飞前准备 起飞前要进行充分的准备工作，来保证飞行的安全。这些准备工作主要包括： 检查机体是否有损坏，机体是否对称，有无变形； 确定电池电量是否充足，燃油是否满足飞行要求； 对于小型无人机，尽可能在全状态下确定重心位置是否合适； 检查机载设备是否正常、传感器测量是否正确； 检查舵面响应的极性是否正确； 检查无人机的操纵特性，舵面的响应特性； 检查油门控制通道的响应特性，检查螺旋桨的安装是否正确、有无破损？动力系统最大推力是否正常？怠速情况是否正常？(如果可能，检查油门通道安全开关是否有效) 滑跑测试，可能的话，多滑跑几次。 17.1.3 起飞操作 前三点机型相较与后三点机型由于使用了前轮转向所以在地面转弯时可以更加精准灵活，在起飞阶段需要稳住方向舵，稳步加大油门使飞机的速度稳定增加，若飞机机头有偏向的趋势，用方向舵轻轻向相反的地方修复，让飞机在跑道上水平均匀的增加速度，在速度达到起飞速度之后，轻拉升降舵，使飞机优美的抬起前轮，随后整个机身离地升空，这便完成了一次起飞（如图17-1）。 17.1.4 降落操作 在降落阶段时，在五边航线的最后一边，先调整飞机机头对准跑道，保持速度进行降落，再降低高度到视线高度也就是两米左右使，逐渐拉杆减小飞机的下降率，同时收小油门，此时注意油门与拉杆的配合，若速度太低而去拉杆，会使飞机失速，但是拉杆量过小会使飞机重着陆。如果减小下降率后飞机过快，那就需要先判断飞机会不会冲出跑道，如果会就马上复飞，进入一边爬升；如果不会，那就减小油门，根据飞机姿态调整拉杆量。 在飞机即将接地时，收死油门让飞机后轮轻轻接地，此时推杆让飞机前轮接地，进入最后的滑跑，滑跑期间注意飞机的机头指向，及时用方向舵修正，直到飞机稳定的停在跑道上（如图17-2）。 17.1.5降落后的检查 无人机着陆后应当检查的事项包括： （1）配平状态下的舵面所处的位置，以方便下次飞行配平和对机体对称性进行调整； （2）机体状态检查，是否出现损伤； （3）电量和油量的检查，积累数据以判断无人机和动力系统的状态； 17.2 手动飞行操控 17.2.1 直线飞行 无人机直线飞行是无人机操作的一个最基本动作。该动作虽然是最基本的动作，但是也不是一件非常简单的事情。无人机理想的直线飞行是无人机在静稳定配平状态下，没有飞手参与操纵，自动驾驶仪不必参与增稳调节，无人机即可实现直线飞行。这种情况不但阻力最小，而且能适应速度的变化。 若无人机现在绕机身进行滚转，则用副翼舵面进行调整该方向上的误差；若绕着机翼滚转，则需要调整升降舵；若产生了偏航，则用方向舵进行调整。 在实际的飞行过程中，这三个方向的姿态误差大部分时间内都是同时发生的，单独发生的情况很少，所以需要飞手在摇杆上进行组合操作。具体的操作要结合当时无人机具体的飞行姿态来确定。举个例子，如无人机在飞行过程中突遇从机尾左侧吹来的风，这时无人机的姿态将会低头以及向右翻转，很有可能还伴随着向左的偏