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基本信息
- 項目名稱：
- “啟航”號無人航拍機
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 啟航”號無人航拍機設(shè)計用于航空攝影、地球物理勘探、災(zāi)情監(jiān)測等民用領(lǐng)域。有良好氣動外形和操控性，可以保證航拍畫面的清晰。
- 詳細(xì)介紹：
- 該架飛機采用計算機輔助設(shè)計，用catia生成飛機模型，并初步計算飛機的氣動參數(shù)。采用短艙和雙尾撐結(jié)構(gòu)，推進(jìn)式螺旋槳發(fā)動機，尾翼采用垂尾稍微后掠H型尾翼布局，氣動性優(yōu)良。在設(shè)計初就考慮了該機的多用途和低成本，采用模塊化設(shè)計、復(fù)合材料龍骨，減輕了自重增加了業(yè)載便于擴展應(yīng)用。該機主體由巴沙木構(gòu)建，樹脂蒙皮，增加強度減輕自重，并采用激光切割技術(shù)提高精度，便于批量制造。 無人機的航拍系統(tǒng)由數(shù)碼相機、地面控制系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)、圖像處理和分析軟件四部分組成。無人機上安裝數(shù)碼相機、攝像頭和微波發(fā)射器，并通過微型無人機的數(shù)據(jù)線連接地面控制站上的電腦串口和微波接收天線，分析軟件安裝在地面控制站的筆記本電腦上，操控人員可實時掌握飛行姿態(tài)和目標(biāo)影像。 功能如下： 1）低空航拍； 2）以無人機為載體，拍攝照片獲取地面信息，輔助地質(zhì)、資源和環(huán)境調(diào)查； 3）可以為大型的廣告設(shè)計宣傳提供立體的影像； 4）火災(zāi)、水災(zāi)、蟲災(zāi)、震災(zāi)、滑坡、泥石流等災(zāi)害調(diào)查。 翼展1.85米； 機身長度1.72米； 最大起飛重量12千克； 飛行高度：500米左右； 續(xù)航時間：40分鐘； 最大速度： 60kt(111km/h)左右
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計目的： 無人機的發(fā)展勢頭迅猛，無人機的應(yīng)用趨向多元化，在航拍攝影領(lǐng)域無人機有著得天獨厚的優(yōu)勢。啟航”號無人航拍機設(shè)計用于航空攝影、地球物理勘探、災(zāi)情監(jiān)測等民用領(lǐng)域。 創(chuàng)新點： 無人機平臺采用計算機輔助設(shè)計，采用短艙和雙尾撐結(jié)構(gòu)，推進(jìn)式螺旋槳發(fā)動機，尾翼采用垂尾稍微后掠H型尾翼布局氣動性優(yōu)良。擁有良好的操縱性。將自主設(shè)計的無人機平臺與攝像模塊相結(jié)合，誕生了這固定翼民用航拍機。采用模塊設(shè)計，方便以后擴展。采用復(fù)合材料龍骨，增加了業(yè)載。 技術(shù)關(guān)鍵： 創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)是垂尾稍微后掠H型尾翼布局，由于是H型尾翼，而且平尾和兩側(cè)的垂尾都是有翼型的，因此準(zhǔn)確的將這三個安定面結(jié)合起來是這次創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)。攝像模塊與載機平臺的結(jié)合，飛機重量的配平，視頻信號的即時傳輸。 主要技術(shù)指標(biāo)： 飛機總體技術(shù)指標(biāo)要求： 動力裝置：26cc螺旋槳發(fā)動機，翼展1.85米，最大起飛重量12千克，飛行高度：500米左右，續(xù)航時間：40分鐘，最大速度： 60kt(111km/h)左右 信息傳輸系統(tǒng) 本系統(tǒng)的傳輸距離可以達(dá)到 1000m 以上。接收天線與地面站電腦相連，監(jiān)視圖象實時顯示于地面控制站的顯示屏上，飛機上搭載的攝像頭可以對圖象進(jìn)行錄象，避免不連續(xù)拍照導(dǎo)致信息的流失。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 這架飛機采用計算機輔助設(shè)計，用catia生成飛機模型，并初步計算飛機的氣動參數(shù)。采用短艙和雙尾撐結(jié)構(gòu)，推進(jìn)式螺旋槳發(fā)動機，尾翼采用垂尾稍微后掠H型尾翼布局，氣動性優(yōu)良。在設(shè)計初就考慮了該機的多用途和低成本，采用模塊化設(shè)計、復(fù)合材料龍骨，減輕了自重增加了業(yè)載便于擴展應(yīng)用。該機主體由巴沙木構(gòu)建，樹脂蒙皮，增加強度減輕自重，并采用激光切割技術(shù)提高精度，便于批量制造。 無人機的航拍系統(tǒng)由數(shù)碼相機、地面控制系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)、圖像處理和分析軟件四部分組成。無人機上安裝數(shù)碼相機、標(biāo)準(zhǔn)攝像頭和微波發(fā)射器，并通過微型無人機的數(shù)據(jù)線連接地面控制站上的電腦串口和微波接收天線，分析軟件安裝在地面控制站的筆記本電腦上，操控人員可實時掌握飛行姿態(tài)和目標(biāo)影像。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 天津市“挑戰(zhàn)杯”一等獎
作品所處階段
- 生產(chǎn)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 授權(quán)
作品可展示的形式
- 實物結(jié)合視頻
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 該系統(tǒng)以下特點： 1）大范圍、低成本、高效率； 2）超低空飛行實現(xiàn)航空近景攝影測量、提高精度； 3）飛行航線可以按照地形匹配遙控進(jìn)行變化； 4）采用地面起飛，重阻尼來提高飛機的穩(wěn)定性，防抖動功能強； 5）攝像實時傳輸、顯示?？梢员苊馀恼詹贿B續(xù)帶來的信息丟失問題； 6）空中攝影可以觀察到地面的一些死角以及人無法到達(dá)的地方； 7）數(shù)碼相機與模型機的連接比較靈活，能獲得良好的攝影視角。 該機通過更改任務(wù)模塊，可以豐富實用性，發(fā)展成火災(zāi)預(yù)警機，警用監(jiān)視機等，可滿足多種任務(wù)。攝像模塊采用了攝像頭定焦、定相，電腦顯示視野效果，攝像機拍攝三項結(jié)合技術(shù)，能在四維空間中準(zhǔn)確的撲捉影像，降低了操作難度。由于該機極具價格優(yōu)勢，且操縱簡單，擴展性強以及航拍的巨大市場，所以一經(jīng)推廣一定會有很大的市場。
同類課題研究水平概述
- 1917 年英國人研制成功了世界上第一架無人機, 在20世紀(jì)70年代以前，由于受技術(shù)水平的限制，無人機發(fā)展緩慢。早期的無人機主要承擔(dān)作戰(zhàn)支援任務(wù)，如偵察、監(jiān)視、目標(biāo)指示/校正、損傷評估，以及用作靶機等等。近３０年來，隨著微電子、通信、材料及推進(jìn)系統(tǒng)等技術(shù)的迅猛發(fā)展，無人機得到了長足的進(jìn)步，形成了無人靶機、預(yù)編程序控制無人偵察機、指令遙控?zé)o人偵察機和復(fù)合控制多用途無人機的發(fā)展過程。而無人航拍機在相關(guān)航空攝影技術(shù)的改進(jìn)與發(fā)展的基礎(chǔ)上逐漸成為了現(xiàn)代國家對地觀測體系中不可或缺的重要組成部分。 在去年5.12汶川大地震災(zāi)后，首先進(jìn)入現(xiàn)場的就是無人航拍機，通過遙感攝像發(fā)回了災(zāi)后的第一手資料，為積極進(jìn)行災(zāi)后搶救重建做出了巨大的貢獻(xiàn)。無人機航拍在油田的發(fā)現(xiàn)與開采、森林的病蟲害防治以及森林防火、河道疏導(dǎo)巡航等領(lǐng)域發(fā)揮著重大的作用，毫無疑問在包括無人機航拍、飛艇航拍、載人飛機航拍等諸手段中載人飛機真人航拍是最好的航拍手段,相對于其他各種遙控航拍手段來說,才是真正意義上的航拍.但是載人航拍成本太高，而且危險性比較高，對于一些危險的信息采集，例如，采集臺風(fēng)中心風(fēng)力強度，核彈爆炸后資料的收集，載人的飛機就不可能完成任務(wù)，而且載人航拍的成本是其他航拍手段的幾十倍甚至上百倍。 從目前的國內(nèi)情況來看，民用民無人機的發(fā)展將出現(xiàn)如下特點：一是從低空、短航時向高空，長航時發(fā)展。研究無人機的空中加油能力將極大拓展無人機的航程；二是從一架無人機單獨作業(yè)到幾架無人機協(xié)作互聯(lián)作業(yè)，無人機的相互協(xié)調(diào)將會大大增大作業(yè)的效率和質(zhì)量；三是從軍用轉(zhuǎn)向民用和科研，這將有利于世界的和平發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的提高。 “啟航”號無人航拍機設(shè)計主要是以航空攝影、地球物理勘探、災(zāi)情監(jiān)測等民用領(lǐng)域為背景研制的，從設(shè)計到定型最后到制造加工都是在實驗室已有的條件下自己動手完成的。
