无人机子系统分类以及组成

1. 动力子系统（Propulsion System）

  • 功能：提供无人机飞行所需的推力和能量转换。

  • 组成：

    • 动力源：电池（锂电、氢燃料电池）、燃油引擎、混合动力系统。

    • 推进装置：电机（多旋翼）、螺旋桨（固定翼）、涡喷/涡扇引擎（大型无人机）。

  • 教学重点：

    • 动力类型对航程、载荷的影响（如电动无人机续航短但噪音低）。

    • CAAC对动力系统的适航要求（如电池安全认证、燃油泄漏防护）。

2. 飞控子系统（Flight Control System）

  • 功能：无人机的“大脑”，实时处理传感器数据并控制飞行姿态与轨迹。

  • 组成：

    • 硬件：主控芯片（MCU）、IMU（惯性测量单元）、气压计、陀螺仪。

    • 软件：飞行控制算法（PID控制）、避障逻辑、应急程序。

  • 教学重点：

    • 飞行模式（手动/自动/GPS模式）的切换与安全边界设置。

    • CAAC要求飞控系统具备故障诊断和冗余设计（如双IMU备份）。

3. 导航与定位子系统（Navigation & Positioning System）

  • 功能：提供精确的位置、高度和航向信息。

  • 组成：

    • GNSS模块：GPS、北斗、GLONASS卫星信号接收。

    • 视觉定位：光流摄像头、激光雷达（室内或无GPS环境）。

  • 教学重点：

    • 多源融合导航技术（卫星+视觉+惯性导航）的可靠性。

    • CAAC对定位精度的要求（如植保无人机需厘米级定位）。

4. 通信子系统（Communication System）

  • 功能：实现无人机与地面站、遥控器或其他设备的数据交互。

  • 组成：

    • 遥控链路：2.4 GHz/5.8 GHz无线电（短距）、4G/5G网络（超视距）。

    • 数据链：卫星通信（海事卫星、北斗短报文）。

  • 教学重点：

    • 通信频段法规（CAAC对民用无人机频段的划分与管理）。

    • 信号干扰处理与应急通信预案（如失联自动返航）。

5. 任务载荷子系统（Payload System）

  • 功能：执行特定任务的设备集成。

  • 组成：

    • 传感器：摄像头（可见光/红外）、多光谱相机、LiDAR、气象仪。

    • 作业设备：喷洒泵（农业）、机械臂（物流）、投弹装置（军用）。

  • 教学重点：

    • 载荷适配性与重心调整（CAAC对载荷安装的稳定性要求）。

    • 数据安全与隐私保护（如航拍影像的合规存储与传输）。

6. 电源与能源管理子系统（Power System）

  • 功能：为全机设备分配电力并监控能源状态。

  • 组成：

    • 电源：电池组、发电机（燃油无人机）。

    • 管理模块：电压/电流监测、低电量预警、电池均衡。

  • 教学重点：

    • 电池循环寿命与适航标准（如CAAC要求植保无人机电池防水防尘）。

    • 能源告警分级处理（如30%电量触发返航，15%强制降落）。

7. 结构与机载子系统（Airframe & Onboard System）

  • 功能：提供物理支撑与机载设备集成。

  • 组成：

    • 机身结构：碳纤维框架（多旋翼）、机翼/尾翼（固定翼）。

    • 辅助设备：起落架、照明灯、ADS-B应答机（CAAC强制安装）。

  • 教学重点：

    • 结构强度与适航认证（如抗风等级测试）。

    • 机载设备的法规符合性（如夜间飞行需安装防撞灯）。

8. 安全与应急子系统（Safety & Emergency System）

  • 功能：保障飞行安全与应对突发情况。

  • 组成：

    • 避障系统：超声波/毫米波雷达、双目视觉。

    • 应急机制：自动返航（RTH）、降落伞弹射、动力冗余。

  • 教学重点：

    • CAAC对安全系统的强制要求（如250g以上无人机需避障功能）。

    • 应急程序演练（如遥控器失联后的自主决策逻辑）。