1.本書通過幾個重量專業無人飛行繫統設計實例，繫統性闡述了當今主流的無人飛行繫統設計技術，展示了如何將航空科學應用到無人飛行繫統的設計中。利用真實的案例、生動的圖片以及豐富的數據詳細地展示了飛行器、自動駕駛儀和地面繫統的設計步驟與設計過程。讀者可以通過學習本書充分了解和學習無人飛行繫統設計背後的科學知識，並將其應用在實際工程中。2.本書適合作為高年級本科生和低年級研究生的無人飛行繫統、無人飛行器設計課程的大學教材或相關專業工程師的入門參考書。3.本書在各章結尾大都提供了諸多思考題和練習題，幫等

●譯者序
前言
第1章設計基礎1
1.1引言1
1.2無人飛行器的分類4
1.3典型無人飛行器回顧6
1.3.1“全球鷹”7
1.3.2RQ-1A“捕食者”7
1.3.3MQ-9“捕食者”B“收割者”8
1.3.4RQ-5A“獵人”9
1.3.5RQ-7“影子200”9
1.3.6RQ-2A“先鋒”9
1.3.7RQ-170“哨兵”10
1.3.8X-45A無人戰鬥飛行器10
1.3.9愛普生微型飛行機器人10
1.4設計項目規劃11
1.5決策12
1.6設計標準、目標和優先級12
1.7可行性分析14
1.8設計小組14
1.9設計流程15
1.10繫統工程方法15
1.11無人飛行器概念設計17
1.12無人飛行器初步設計21
1.13無人飛行器詳細設計22
1.14設計審查、評估和反饋23
1.15無人飛行器設計步驟24
簡答題26
第2章初步設計28
2.1引言28
2.2優選起飛重量估算28
2.3重量組成28
2.4有效載荷重量29
2.5自動駕駛儀重量30
2.6燃油重量31
2.7電池重量33
2.8空載重量36
2.9機翼和發動機尺寸38
2.10四旋翼飛行器構型41
簡答題47
練習題48
第3章設計規程50
3.1引言50
3.2氣動特性設計51
3.3結構設計52
3.4推進繫統設計55
3.4.1通用設計指南55
3.4.2電動機56
3.5起落架設計58
3.6機械和動力傳動繫統設計60
3.7電氣繫統61
3.7.1基礎知識61
3.7.2安全建議63
3.7.3接線圖63
3.7.4電線的絕緣和屏蔽64
3.7.5電池64
3.7.6發電機66
3.8操縱面設計66
3.9安全分析70
3.9.1設計方面的經驗教訓71
3.9.2子繫統和組件可能的故障模式73
3.10安裝指南75
3.10.1GPS和羅盤75
3.10.2慣性75
3.10.3電動機75
簡答題75
設計題76
練習題77
第4章空氣動力學設計79
4.1引言79
4.2空氣動力學基礎80
4.3機翼設計81
4.3.1機翼設計流程81
4.3.2翼型選擇和設計81
4.3.3機翼設計方法84
4.3.4機翼設計步驟87
4.4尾翼設計88
4.4.1設計流程88
4.4.2尾翼構型89
4.4.3水平尾翼設計方法90
4.4.4水平尾翼投影面積和尾翼力臂91
4.4.5水平尾翼翼型91
4.4.6水平尾翼安裝角92
4.4.7其他水平尾翼參數93
4.5垂直尾翼設計93
4.5.1參數93
4.5.2垂直尾翼位置93
4.5.3垂直尾翼力臂93
4.5.4投影面積94
4.5.5安裝角94
4.5.6其他垂直尾翼參數94
4.5.7垂直尾翼設計方法95
4.6機身設計95
4.6.1機身設計基礎95
4.6.2機身內部布局96
4.6.3自動駕駛儀艙98
4.6.4很優長徑比98
4.6.5機身空氣動力學99
4.6.6放樣100
4.6.7機身設計步驟101
4.7天線102
4.7.1固定天線102
4.7.2雷達拋物面天線102
4.7.3衛星通信天線103
4.7.4天線設計/安裝103
4.8四旋翼飛行器空氣動力學設計103
4.9空氣動力學設計指南104
簡答題105
練習題106
第5章自動駕駛儀設計基礎109
5.1引言109
5.1.1自動駕駛儀和操作人員110
5.1.2自動駕駛儀的主要子繫統111
5.1.3自動駕駛儀設計或選擇111
5.2動力學建模112
5.2.1建模方法112
5.2.2基本模型114
5.2.3傳遞函數115
5.2.4狀態空間表示117
5.3氣動力和氣動力矩117
5.3.1力和力矩方程117
5.3.2穩定性和控制導數118
5.3.3無量綱穩定性和控制導數118
5.3.4有量綱穩定性和控制導數119
5.3.5耦合穩定性導數120
5.4動力學模型的簡化120
5.4.1線性化121
5.4.2解耦122
5.5固定翼無人飛行器動力學模型124
5.5.1非線性全耦合運動方程124
5.5.2非線性半耦合運動方程125
5.5.3非線性解耦運動方程125
5.5.4線性耦合運動方程125
5.5.5線性解耦運動方程127
5.5.6重新表述的（非線性半耦合）運動方程129
5.5.7無動力滑翔運動方程130
5.6動力學模型近似130
5.6.1純俯仰運動的近似130
5.6.2純滾轉運動的近似130
5.6.3純偏航運動的近似130
5.6.4縱向振蕩模態的近似131
5.7四旋翼（旋翼）飛行器動力學模型131
5.7.1四個電動機的總推力131
5.7.2動力學模型134
5.7.3簡化動力學模型135
5.8自動駕駛儀分類135
5.8.1增穩繫統137
5.8.2保持功能137
5.8.3導航功能138
5.8.4指令增強繫統139
5.9飛行仿真：數值方法139
5.9.1數值積分140
5.9.2MATLAB和Simulink140
5.9.3硬件在環仿真142
5.10無人飛行器飛行品質142
5.10.1基本原理142
5.10.2分級、分類和可接受等級143
5.10.3強度144
5.11自動駕駛儀設計流程144
簡答題145
練習題146
第6章控制繫統設計149
6.1引言149
6.2控制繫統基礎150
……

本書涵蓋了無人飛行繫統設計的三大主要部分——飛行器設計、自動駕駛儀設計和地面繫統設計，從繫統角度對無人飛行繫統的設計和分析進行了全面的介紹。全書共有14章:第1章介紹設計基礎，第2章詳細介紹了初步設計，第3章介紹各設計項目(推進繫統、動力傳動繫統、起落架等不同設計項目)，第4章介紹機翼、水平尾翼、垂直尾翼以及機身的空氣動力學設計，第5章介紹自動駕駛儀設計的基礎知識，第6~8章分別介紹控制繫統、制導繫統和導航繫統的設計，第9章介紹自動駕駛儀的核心器件——微控制器，第10章介紹發射和回收繫統設計，第11章介紹地面控制站，第12章介紹有效載荷的選擇和設計，第13章討論通信繫統的設計，第14章討論各種設計分析和反饋。本書適合作為高年級本科生和低年級研究生的無人飛行繫統、無人飛行器設計課程的教材，也可作為無人飛行器設計領域技術人員的參考書。