航空模型应用技术研究资料.docx
- 文档编号:27743904
- 上传时间:2023-07-04
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:497.99KB
航空模型应用技术研究资料.docx
《航空模型应用技术研究资料.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《航空模型应用技术研究资料.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
航空模型应用技术研究资料
天津中德职业技术学院
毕业论文
论文题目:
航空模型应用技术研究
所属系部:
航空航天与汽车学院
专业:
航空电子设备维修
班级:
10航电2班
学生姓名:
田丰
指导老师:
林东胜
天津中德职业技术学院
2013年4月17日
一、绪论........................................1
二、主要内容………………………………………………2
(一)航模简介…………………………………………..2
(二)航模发展史…………………………………………2
(三)航模分类……………………………………………2
(四)航模应用技术研究………………………………3
1.航空摄影…………………………………………3
2.考古应用…………………………………………3
3.救灾应用…………………………………………3
4.辐射探测…………………………………………4
5.航空探矿…………………………………………4
6.航空巡视…………………………………………4
7.农业航空…………………………………………5
8.航空护林…………………………………………5
9.庆典广告…………………………………………5
10.治安监控…………………………………………6
11.消防监控…………………………………………6
12.电力架线…………………………………………6
13.大气探测…………………………………………6
(五)无人机……………………………………………6
1.作为靶机…………………………………………6
2.侦查监视…………………………………………7
3.骗敌诱饵…………………………………………7
4.实施干扰…………………………………………8
5.对地攻击…………………………………………8
6.校射作用…………………………………………9
7.通信中继…………………………………………9
三、结语……………………………………………………9
四、致谢……………………………………………………10
五、参考文献………………………………………………11
绪论
(一)课题研究背景及目的
背景:
世界日新月异,科技飞速发展,各国对飞机的研究不曾消减,人们对航模的喜爱越发强烈。
航模不仅可以完成好多任务,同时也是研究飞行器的重要工具。
目地:
研究航模的应用以及发展前景,培养团队合作的能力。
(二)研究现状
目前国内对于飞机应用的研究文章和著作都比较多。
我们着眼于论文内容,对检索到的内容进行取舍,只对一些主要应用内容加以研究,整理。
(三)研究方法
组长给各组员分配任务,定期开讨论会,进行研究内容是否符合论文要求,并确定下一步的任务。
(四)研究内容
一、航模概述
二、航模发展史
三、航模分类
四、航模应用技术研究
五、无人机
(一)
航模概述
航空模型是各种航空器模型的总称。
它包括模型飞机和其他模型飞行器。
航空模型活动从一开始就引起人们浓厚的兴趣,而且千百年来长盛不衰,主要原因就在于它在航空事业的发展和科技人才的培养方面起着十分重要的作用。
(二)航模发展史
人类自古以来就幻想着飞行。
昆虫、鸟禽、风吹起树叶和上升的炊烟,都曾引起过人类飞行的遐想。
西汉刘安在《淮南子》中记载着后羿的妻子嫦娥偷食了长生药而飞上月宫的美妙故事。
这反映了古人对飞行的追求和向往。
在载人的航空器出现之前,人类就创造了许多能飞行的航空模型,不断地探索着飞行的奥秘。
距今2000多年前的春秋战国时期,我们的祖先就制作出能飞的木鸟模型。
《韩非子》中记载着:
“墨子为木鸢,三年而成,飞一日而败。
”宋朝李鸢等人编的《太平御览》中也有“张衡尝作木鸟,假以羽翮,腹中施机,能飞数里”的记载。
另外,还制作出种类繁多的孔明灯、风筝和竹蜻蜒等。
唐代以后,我国的风筝传到国外,在世界上流传开来。
西方有人用风筝做飞行试验,探索制造飞机的可能。
美国的莱特兄弟是世界上第一架飞机的制造者,他们的飞机在1903年12月17日试飞成功。
他们就是先用大风筝进行种种试验,然后制造出滑翔机,解决了升降、平衡、转弯等问题,最后才把飞机制造成功的。
(三)航模分类
1.自由飞行类
模型种类:
飞机、滑翔机、直升机、伞翼飞机。
动力形式:
弹射、手掷、牵引线、橡筋、活塞发动机、电动机、二氧化碳气体。
2.线操纵类
动力形式:
活塞发动机(电热式、压燃式)、脉动喷气发动机、电动机等。
控制方式:
双线或多线操纵
3.无线电遥控类
模型种类:
飞机、滑翔机、直升机
动力形式:
电动机、活塞发动机、汽油发动机、涡轮喷气发动机等。
控制方式:
无线电遥控
4.像真模型类
技术要求:
按成功飞行过的航空器缩小比例制作(包括几何尺寸,外表涂装)
动力形式:
活塞发动机、涡喷发动机等。
控制方式:
线操纵、无线电遥控。
5.电动类
模型种类:
飞机、滑翔机、直升机
动力形式:
电动机(动力电源<42V)
控制方式:
无线电遥控
(四)航模应用技术研究
在航空模型上装上航空照相机、航空摄像机、探测器等即可完成以下任务:
1.航空摄影
航空摄影(aerialphotography),又称航拍,是指在飞机或其他航空飞行器上利用航空摄影机摄取地面景物像片的技术。
航空摄影机在空中对地面摄影成像,其成像过程与一般摄影(照相)是一样的。
即通过快门瞬间曝光将镜头收集到的地物反射光线(可见光)直接在感光胶片上感光,形成负像潜影,然后经显影,定影技术处理,得到像片底片;再经底片接触晒印以及显影、定影处理,获得与地面地物亮度一致的(正像)像片,即航空像片。
2.考古应用
在田野考古发掘工作中,除了用文字和绘图来记录外,还会用大量的照片来表现文物出土情况和一些重要的遗迹现象等。
此外,在发掘工作结束前,还会拍摄遗址或墓葬的俯视图片,那时每个拍摄者都恨不得长上翅膀飞到天上去拍。
所以,站在几米甚至十几米高的梯子上俯拍,在考古工地上是最平常的事了,这种场面对每一位从事考古发掘工作的人来说都不陌生。
每当进行拍摄时,不得不兴师动众。
梯子下面会有几个扶梯子的,不远处还会有几组拽绳子的。
当然啦,有条件的,也许会租来吊车站在车臂上拍摄。
尽管如此,由于高度所限,即使拍摄一个5×5米的探方,也会有很强的透视,不能接近正投影。
如果拍摄一个探方区,隔梁没有打掉,许多探方里的灰坑、灰沟等遗迹肯定会被隔梁挡住,所以这种方法不能完成大面积的发掘场景拍摄。
当我们遇到重要的遗迹,也会租用热气球拍摄,但价格不菲,升空一次,要花费数千元。
它和在梯子上拍摄不同的是,高度可以升到几十米甚至一百多米,但每一次升空除了动用大量的民工外,也需要拍摄者上天,人身安全难以保障。
近几年也有用。
航模拍摄有以下优势:
运输方便。
费用低廉。
省工省力。
操作安全。
3.救灾应用
在地震,泥石流等灾情发生后,这些地方是极度的危险,在外界还不清楚灾区的具体情况时,贸然进入救援,就会对救援人员的生命财产构成威胁。
在这种情况下,利用航空模型获取灾区影像正在成为救灾测绘应急保障的重要手段。
影像图可以比其他观测手段更直观的进行灾后的灾害评估和重建决策。
航空模型最大的优势就是可以在恶劣的自然条件下,利用简单条件就可以低空飞行,获取影像数据。
目前已经具备影像获取、影像处理、影像生成等一套完整的航飞体系,能够在很短时间飞到很多地方,满足各类应急测绘和精准测绘需求。
特别是针对地震、泥石流等可能突发的地区,强化了应急中心建设。
快速的反应为相关部门的灾情分析、判断提供了及时有效的决策参考。
4.辐射探测
运用飞机携带探测仪飞行到危险区域采样。
辐射探测器是指能够指示、记录和测量辐射的材料或装置。
辐射和辐射探测器内的物质相互作用而产生某种信息(如电、光脉冲或材料结构的变化),经放大后被记录、分析,以确定粒子的数目、位置、能量、动量、飞行时间、速度、质量等物理量。
核辐射探测器是核物理、粒子物理研究及辐射应用中不可缺少的工具和手段。
5.航空探矿
在航空模型上安装测量仪器和设备,从空中测量地球各种物理场(如磁场、重力场、导电性等)的变化,从而了解地下地质和矿藏分布情况的作业,简称航空物探。
它是第二次世界大战期间利用遥感技术发展起来的一种快速找矿和地质调查的方法。
主要方法有航空磁法、航空放射性法、航空电法、航空重力法等。
常用的是前两种方法。
航空磁法主要用来勘探具有磁性的矿藏,如磁铁矿。
探矿时的飞行高度一般为50~200米。
航空放射性法用航空能谱仪等测量地球放射性射线强度(如γ射线),以寻找放射性元素矿藏。
飞行高度一般为30~120米。
航空物探与地面探矿方法比较具有一系列优点。
它能克服种种不利地形条件和气候条件的限制,如在高寒地区、陡峭山区、原始森林、沼泽湖泊等人员难以到达的地区寻找矿藏和进行地质调查。
航空物探速度快、效率高、使用劳力少,能在短期内取得大面积区域的探测资料。
利用航空物探还能了解地球物理场在不同高度的变化情况,为解释地质现象和找矿提供更多的信息。
航空物探通常使用低速性能好的小型飞机,飞行速度以150~200公里/时为宜。
对飞机的要求是爬升性能好、转弯半径小、操纵灵活、低空和超低空性能好,以适应复杂的山区、丘陵地形的条件。
飞机上应有便于安装各类探测仪器的部位,保证对不同仪器的磁场、电场、放射性干扰为最小。
飞机上还应装有导航和无线电定位系统,以保证飞机在指定空域作精确的扫描飞行。
用于航空物探的飞机通常需要在结构上进行适当的改装或进行专门的设计。
6.航空巡视
航空巡视是利用航空器上安置的特殊设备直接对地面设施和设备进行巡查和监视的航空飞行作业。
航空巡视的范围包括石油,天然气管线巡查和监控,铁路空中寻线等。
航空巡视对于其它工业有很好的促进作用,航空巡视可以提高工作效率,降低维护和维修成本。
11月21日,青海省可可西里海拔4767米的雪山上,三架不同类型的无人机进行了电力巡线测试。
这是我国采用无人机进行的最高海拔的电力寻线测试,这表明无人机将在电力巡视等通用航空领域发挥自己的作用。
7.农业航空
利用航模从事农业、林业、牧业、渔业生产及抢险救灾的作业飞行。
1918年美国用飞机喷洒砷素剂防止牧草害虫成功,开创了农业航空的历史。
随后加拿大、苏联、德国和新西兰等国也将飞机用于农业。
农业航空包括播种、施肥、除草、治虫等作业。
8.
航空护林
即用航空手段保护森林,包括前期的预防,以及在发生火灾后的灭火的新技术。
森林航空消防队伍是森林防火的尖兵森林航空消防是森林防火工作的重要预防手段森林航空消防为决策者制定扑火方案提供真实可靠的科学依据森林航空消防是扑救森林火灾的重要手段空中直接灭火是实现“早发现、行动快、灭在小”方针的重要举措森林航空消防在森林防火中的作用举足轻重不可替代。
9.庆典广告
广告形式普遍在陆地上,有人估计想扩大广告的范围,就想到了飞机上做广告吧。
飞机上做广告是一种新兴的广告形式,也是在近年开始流行的一种新的广告载体。
它是指利用飞机向大众传达信息,为企业进行产品、形象宣传的传播方式。
飞机上做广告从地面发展到空中,飞机带着有产品标识和联系方式的大幅广告超低空飞行(100-600米),由静态变为动态,由无声变为有声,可以抛洒资料,施放彩色烟雾,空中摄影摄像等,向公众展示了一个新颖的广告载体。
10.
治安监控
利用飞机监控地面情况,一旦出现情况,可以马上联系地面人员,及时处理险情。
11.消防监控
在发生灾情是利用无人直升机携带监控设备靠近现场监控灾情情况和协助现场指挥。
特别是在对人身有危害的地方,避免不必要的牺牲。
12.电力架线
利用无人驾驶直升机把一根初引绳带到塔上,经过塔上滑轮进行二三级引绳过度最后把电缆带上塔顶。
13.低空大气探测
以飞机为测量平台,在其上搭载气象测量设备,在飞行的过程中测量数据,然后实时将数据传到地面,地面工作人员可有针对性的测量某一地区的气象情况。
(五)无人机
被改装后的航模,就被披上了神秘的外衣,可以用来执行军事任务,这也就是现在发展很快的无人机。
1.
作为靶机
将航空模型用于地面防空和空中格斗武器的试验与训练。
用于鉴定地空导弹、空空导弹、航空机炮或高射炮效能及供歼击机部队打靶训练使用的无人驾驶飞机。
无人驾驶飞机增强器,还可带拖靶作为火炮和导弹的靶标。
美国瑞安公司的BQM-34靶机飞行速度为1.5马赫,飞行高度达1.83万米,可用于模拟敌方战斗机。
2.侦察监视
无人侦察机可以深入阵地前沿和敌后一二百公里,甚至更远的距离。
它依靠装在机上的可见光照相机、电影摄影机、标准或微光电视摄像机、红外扫描器和雷达等设备,完成各种侦察和监视任务。
一般来说,一架无人机可携带一种或几种侦察设备,按预定的程序或地面指令进行工作,最后将所获得的信息和图像随时传送回地面,供有关部门使用;也可以将获得的所有信息记录下来,待无人机回收时一次取用。
随着高新技术的发展和应用,无人机上的设备性能也在不断提高,同时还增加了一些新的装备,应用范围进一步扩大。
如装备全球定位系统(GPS)后,无人机可与侦察卫星和有人驾驶侦察机配合使用,形成高、中、低空,多层次、多方位的立体空中侦察监视网,使所获得的情报信息更加准确可靠。
3.骗敌诱饵
使用无人机吸引敌方的火力或整个防空系统,进而将其破坏或摧毁,是近一二十年人们为无人机开发出的无人驾驶飞机新用途。
作为诱饵之用的无人机,其主要使命是协同其他电子侦察设备遂行诱骗侦察;或作为突防工具,为有人驾驶飞机提供防空压制;或与反辐射武器配合使用,压制和摧毁敌防空系统。
为此,这种无人机与其他用途的无人机有所不同。
为了提高作为诱饵的欺骗效果,常常要采取一些措施,如进行特殊设计,并装上适当的电子设备,使其具有与欲模拟的目标有相仿的机动能力和信号特征;安装角反射器等无源装置,增大无人机的雷达反射面积;安装射频放大设备,增强雷达反射信号。
总之,就是千方百计让敌方容易发现它,吸引敌方的注意力。
一般来说,在执行诱骗任务时,诱骗无人机先在前沿阵地上空模仿有人驾驶飞机作战术飞行,刺激或诱发敌防空武器系统中的雷达开机,然后己方侦察设备趁机完成侦察任务。
用作突防工具时,无人机先于己方的攻击机群从侧面到达敌防空体系所保护的目标区,迷惑敌方雷达,消耗敌防空兵器。
这些无人机由于采用了增大雷达反射截面积和信号强度等措施,具有根强的欺骗性。
敌方的雷达将首先截获到这些假目标,但很难识别,导致把这些错误的情报传递到敌火控雷达系统和防空武器。
这样,一方面可使敌防空雷达网在对付这些假目标上消耗大量时间,另一方面敌武器系统会对其开火或发射导弹,消耗防空火力,从而降低对己方攻击机的威胁。
事实证明,诱饵无人机曾在几次局部战争中发挥了相当重要的作用。
例如,在1973年的第四次中东战争中,以色列使用美国的“鹧鸪”式小型无人机作为诱饵,欺骗敌防空火力,掩护自己的飞机进攻。
据介绍,曾有1架无人机诱使32枚“萨姆”导弹对其发射。
随后,以军的F-4战斗机和A一4攻击机紧随其后,顺利完成了对埃军阵地的攻击任务。
4.实施干扰
系统进行干扰,使其通信中断,指挥失灵。
目前发展的趋势是向干扰雷达和干扰通信同时进行方式发展。
因为要想使敌方地域的所有雷达都受到完全干扰是不大可能的,那么未受干扰压制的雷达所获得的有关目标的信息,可以通过通信线路传送到已受干扰雷达阵地上。
所以,只有在干扰雷达时,同时对通信系统也予以干扰,才能使敌方高炮和导弹阵地无法得到所需要的情报信息。
为此,一架无人机可同时装备两种或两种以上的干扰设备,根据需要灵活运用;也可是两种或多种不同用途的无人机或无人机与电子战飞机之间的协同作战。
英国研制的“君主”系统,就是使用多架无人机,分别携带电子侦察设备、雷达干扰设备和通信干扰设备,飞临敌方阵地上空遂行电子战任务的一个综合系统。
在光电对抗中,无人机的作用潜力也是十分引人注目的,它可以装备烟雾装置,瓦解敌方的光电制导武器的进攻;也可以装备闪光灯具,作为红外诱饵,引偏敌方的红外制导武器;还可以利用它机动灵活和滞空时间长的特点,把携带的曳光弹准确地投放到所需的位置上。
5.对地攻击
作为一种空中运载工具,无人机也能携带多种对地攻击武器,飞往前线或深入敌占区纵深,对地面军事目标进行打击;它可以用空对地导弹或炸弹对敌防空武器实施压制;用反坦克导弹等对坦克或坦克群进行攻击;用集束炸弹等武器对地面部队集结点等进行轰炸。
特别值得一提的是反辐射攻击无人机。
这是一种利用敌方雷达辐射的电磁波信号,发现、跟踪,以至最后摧毁雷达的武器系统。
它不仅可用于攻击敌方雷达、干扰机和其他辐射源,而且高速反辐射无人机加装复合制导装置等设备后,还可用于攻击敌预警机和专用电子干扰飞机。
美国的“勇敢者”200型和德国的KDAR就属于反雷达无人机。
KDAR采用无尾、十字形机翼的布局形式,机翼还可折叠起来,放人一个6.1立方米的标准容器内。
该容器既是储存和运输的包装,又是发射装置,每个容器可装20架KDAR无人机。
6.校射作用
主要用于火力引导和对射击效果进行评估。
它装有测距机。
自动跟踪电视摄像机、激光指示器和热成像仪,可通过抗干扰的数据链向地面传送位置修正指令,能为“铜斑蛇”激光制导炮弹和机载“海尔法”反坦克导弹指示目标。
7.
通信中继
无人机装有抗干扰扩频通信设备、大功率固态放大器、全向甚高频和超高频无线电台中继设备等,可在C波段进行数据、信号、话音和图像通信,通信距离为185公里。
无人机除了具备上述7种功能外,还有其他飞机所不具备的特长。
一是费用低廉。
无人机的造价通常在几万至几十万美元之间。
与有人驾驶飞机相比,价格差距十分悬殊,相当于有人驾驶飞机的1/100~1/1000。
无人机操纵人员只需半年的常规培训,而培养一名有人驾驶飞机的飞行员,必须经过4年以上的专门培训,且耗资巨大。
无人机执行与有人机相同的任务时,所耗燃料也相当少,通常只占有人机的l%。
二是隐蔽性好,生存能力强。
无人机的长度基本在10米以内,重量大多在1~2吨之间;因此,它在空中活动十分轻捷自如,各种探测器材很难发现它的行踪。
三是使用简便,适应性好。
无人机既可以近距离滑跑升空,也可以直接发射升空;既可以在公路上起飞,也可以在海滩、沙漠上起飞,因而可在前线广泛使用。
无人机的回收也很方便,既可以用降落伞和拦阻网回收,也可以利用起落架、滑橇、机腹着陆。
此外,无人机能适应各种环境,可以毫无顾忌地进出核生化武器的沾染区,并可以在各种复杂气象条件下连续飞行。
结语
从1903年12月17日莱特兄弟驾驶他们制造的飞行器进行首次持续的有动力的、可操纵的飞行到现在各式各样的飞机以及无人机,数不胜数。
尽管有一百多年的历史了,但是飞机的用途还在被挖掘,各国对飞机的研究只增不减。
飞机发明之前,航空模型具有强烈的探索性质,在飞机发明之后,航空模型仍然是研究航空科学的必要工具。
每一种新飞机的试制,都要先在风洞里用模型进行试验,甚至连航天飞机这样先进的航空器,也要经过模型试验阶段,取得必要的数据,才能获得成功。
未来的飞机会变成什么样子,用力的去猜吧!
致谢
时间总是走的很快,谈笑间,已是毕业之季。
在三年学习与生活中,老师上课时的身影还萦绕脑海,各位老师的谆谆教导还历历在目。
不管在哪,这都将是我人生中最宝贵的财富。
在各方努力下,任务圆满完成。
通过这次毕业设计,加深了我们对专业知识的理解,并且扩大了我们的知识面。
在此机会衷心的向帮助过我们的所有老师和同学表示感谢,愿您们工作顺利,再育桃李;也祝各位同学学业有成,快乐幸福!
参考文献
[1]郝建文.航模在田野考古摄影中的应用中国文物报;
2007–9–8第008版.
[2]飞机播种水稻获丰收[J];新农业;1980年03期.
[3]航模驱鸟系统中航模姿态位置信息采集的实现哈尔滨商业大学学报(自然科学版)2003年01期.
[4]利用航模飞机施放导线引绳电力技术1979年06期.
[5]遥控航模实现输电线路巡线东北电力技术2010年05期.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 航空 模型 应用技术 研究 资料