前言 多旋翼无人机也称为多旋翼无人直升机,是一种没有搭载驾驶员的旋翼飞行器,具有垂直起降、空中悬停、低空飞行和原地回转等独特飞行技能,在民用和军用市场上都大有用武之地。 在人类航空史上,多旋翼无人机从概念到应用,经历了一段漫长的发展过程。近年来,多旋翼无人机作为航空产品领域的一枝新秀,以新颖的结构布局、独特的飞行方式和广泛的用途引起了人们越来越多的关注和重视,迅速成为新的创业和创新研究热点。一时间,研究者、投资者和广大的航模爱好者接踵而至,纷纷开始多旋翼无人机的研发、投资和使用,经过近5年起步阶段的实验研究、技术积累和市场摸索,多旋翼无人机大规模发展的序幕逐步被拉开。 当前,多旋翼无人机在国内外市场上商机无限,世界各国掀起了一股研发和应用多旋翼无人机的热潮,特别是属于消费级的微型机,因操作简单、价格便宜,市场上有众多适合个人自己动手组装(DIY)的成套软硬配件出售,只要自己动动手,经过简单的组装,就能实现每个人的“飞行梦想”。遥望蓝天,每天都有成千上万架多旋翼无人机在空旷的田野上,在风景怡人的旅游胜地,在居民自家的院墙中腾空而起,承载着人们的“飞行梦想”自由飞翔。 多旋翼无人机的第一个特点是具有多个旋翼,它采用旋翼变速或桨叶变总距(无周期变距)的方式改变旋翼升力的大小,因而取消了传统单旋翼直升机操纵系统中必不可少的自动倾斜器。多旋翼无人机通常都有四个或多个旋翼,如四旋翼式、六旋翼式、八旋翼式、十六旋翼式和三十二旋翼式等。多旋翼无人机的第二个特点是飞机上没有搭载驾驶员,即机上无人。事实上,多旋翼无人机并不是无人驾驶,虽然机上没有载人,但它却离不开在地面上操纵它飞行的人(驾驶员)。因此,多旋翼无人机要想真正完成一项特定的任务,光靠能在天空中自由飞行的旋翼机本身还不够,除了旋翼机及其携带的任务设备外,还需要有地面控制设备、数据通信设备、维护设备,以及指挥控制和必要的操作、维护人员等。因此,完整意义上的多旋翼无人机应称为多旋翼无人机系统,它是一种闭环控制回路的“人-机系统”。本质上,多旋翼无人机属于一种电子自动化和智能化控制的高科技产品,技术含量相当高,其设计研制和应用发展等问题需要引起大家足够的重视。 本书第一作者符长青有四十多年从事航空器研发的实践经验,其中有二十多年从事直升机设计和研究,二十多年从事计算机软件开发,近年来在广东科技学院担任专业课教师,有机会将工作实践、教学经验与理论研究相结合并完成了本书的编著工作。本书第二作者曹兵是辽宁天行健航空科技公司董事长,有多年从事多旋翼无人机研制和生产的工作经历。本书源于作者的工作实践和专业知识,系统而又全面地介绍了多旋翼无人机基本技术的主要内容。 在编写本书的过程中,得到了南京航空航天大学高正教授、张呈林教授、陈仁良教授、王华明教授的大力支持和帮助,他们提供了许多技术资料和编写意见,借此机会向他们表示衷心的感谢。同时,本书在编写过程中还得到了广东科技学院副院长黄弢教授、计算机系主任曹文文教授,以及有关部门的领导、专家与同仁的大力支持与帮助,在此一并表示深深的谢意。 尽管我们付出了大量的艰苦努力,但因水平有限,书中难免存在不妥之处,欢迎同行指正和交流,希望能与国内同行携手,大家一起共同努力,将我国多旋翼无人机发展水平推向一个新的高度。 作者2024年1月