無人飛機設計與實作 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• 無人機
• 飛行器
• 設計
• 實作
• 航空
• 電子工程
• 嵌入式係統
• 遙控技術
• DIY
• 模型製作

本書主要以固定翼無人機為例，來介紹無人飛機的設計與實作，讓讀者迅速的對固定翼飛機有基礎全盤的認識。全書共分為十五個章節，從介紹UAV曆史的發展與演進齣發，說明飛行的基本原理及動力控製，進而帶到常見的飛機結構及材料，及機翼的配置等，再以專案為主軸係統化實作，設計分析固定翼飛所必備的各個元素，完整描繪從原理設計到實作的全盤認識。

本書特色

　　1.透過固定翼式無人機，迅速理解飛機基礎飛行原理、組裝實務、測試徑賽等專業飛機入門知識，為飛機專業領域最佳入門書籍。

　　2.操作內容豐富，且以飛機各部位置安排說明，用材、工具、設備、安裝、組閤等實務內容，讓讀者快速有係統的組織全機係統。

　　3.隨著內文的前進穿插Design Box，以設計的角度，提點在真實飛機中的案例、設計與分析等等資訊，逐漸建立讀者對於此領域的重要觀念。


 

飛嚮未來：先進飛行器設計與工程實踐 本書導言 人類對天空的嚮往從未止息。從萊特兄弟的首次試飛到如今的商業航天，飛行器的設計與製造一直是工程學皇冠上的明珠。本書並非聚焦於某一特定類型的飛行器，而是旨在提供一個宏大而深入的視角，探討現代航空航天工程領域中那些跨越傳統界限、引領技術革新的關鍵議題。我們深入剖析瞭復雜氣動布局的優化方法、新型輕量化復閤材料的應用，以及對高效、可靠動力係統的未來探索。 第一部分：空氣動力學與飛行器氣動布局的演進 本章首先追溯瞭經典空氣動力學原理的建立，從牛頓的第三定律到伯努利方程在機翼設計中的應用。隨後，我們將重點轉嚮現代復雜氣動布局的設計挑戰。 超音速與高超聲速氣動 隨著對速度極限的不斷挑戰，處理激波、邊界層分離和熱防護成為核心問題。本書詳細闡述瞭激波設計理論（如波阻最小化設計），以及如何利用計算流體力學（CFD）工具對高超聲速條件下的氣動熱效應進行精確模擬。我們探討瞭如何通過控製先進的外部流場（如等離子體激勵）來主動管理氣動阻力與升力。 跨速域飛行器設計 設計能高效地在亞音速、跨音速和超音速區域穩定飛行的飛行器（如先進戰鬥機或高超音速巡航飛行器）需要解決氣動耦閤問題。本節詳細解析瞭可變幾何機翼（如後掠翼、內藏翼）的設計原理、變彎度技術，以及如何利用先進的柔性氣動彈性理論來確保結構在不同馬赫數下的氣動彈性安全裕度。 低速與垂直起降（VTOL）空氣動力學 在城市空中交通（UAM）和特種偵察領域，對低速懸停和過渡飛行的效率提齣瞭極高要求。本書詳細分析瞭涵道風扇、傾轉鏇翼和矢量推力係統的氣動耦閤效應。我們著重討論瞭如何通過精確控製鏇翼或涵道之間的氣動乾擾，實現最佳的懸停效率和最小的地麵效應影響。 第二部分：先進推進係統與能源集成 推進係統是決定飛行器性能的根本。本書超越瞭傳統的渦輪噴氣發動機範疇，聚焦於麵嚮未來任務需求的革命性動力技術。 高效渦輪發動機的優化與集成 我們審視瞭高涵道比渦扇發動機的最新發展，特彆是針對降低噪聲和燃料消耗的鋸齒形噴口、主動氣流控製技術。對於軍用和高性能平颱，本書深入探討瞭高推重比、高耐熱材料（如陶瓷基復閤材料CMCs）在渦輪葉片中的應用，以及變循環發動機（Variable Cycle Engines, VCEs）如何通過改變氣流路徑實現全飛行包綫的優化性能。 先進熱力循環與混閤動力推進 麵嚮未來可持續飛行的需求，本書詳細分析瞭分布式電力推進（DEP）係統的架構，以及如何將高能量密度電池或氫燃料電池與小型渦輪發電機進行耦閤，實現混閤電推進。我們還探討瞭脈衝爆震發動機（PDE）和衝壓-組閤循環發動機（TBCC）在實現更高速度潛能方麵的設計挑戰與關鍵技術突破。 新型吸氣式與非傳統推進 對於更極端的飛行任務，本書介紹瞭超燃衝壓發動機（Scramjet）的燃燒不穩定性控製、進氣道設計優化，以及如何在復雜流場中穩定維持高焓氣流。此外，我們也對依賴非空氣工質推進（如先進離子推進器）在空間任務中的應用前景進行瞭技術評估。 第三部分：結構設計、材料科學與載荷分析 現代飛行器追求極緻的輕量化和高可靠性。本書側重於結構工程如何與先進材料科學緊密結閤。 復閤材料在結構中的應用與失效分析 本書詳盡闡述瞭碳縴維增強聚閤物（CFRP）在受力結構件中的鋪層設計優化（如分層失效準則）。我們重點討論瞭疲勞與損傷容限（Damage Tolerance）的設計哲學，以及如何利用無損檢測（NDT）技術實時監測復閤材料內部的微裂紋和脫層現象。 多功能集成結構設計 為瞭減輕重量並提高係統集成度，現代飛行器越來越多地采用“結構即功能”的設計理念。本書探討瞭如何將燃油箱結構直接作為承力部件，以及如何將傳感器、布綫係統嵌入到濛皮和翼盒結構內部，實現“智能結構”。 載荷預測與應力分析 除瞭傳統的靜力學和疲勞分析外，本書強調瞭隨機載荷環境下的壽命預測。我們引入瞭先進的隨機振動分析方法，以及如何結閤環境數據（如湍流模型）和材料的本構關係，進行更精確的服役壽命評估和結構餘度設計。 第四部分：先進控製係統與導航、製導與控製（GNC） 飛行器的性能最終依賴於其控製係統的響應速度和魯棒性。 先進飛行控製律設計 本書重點介紹瞭非綫性控製技術在復雜飛行器（如高機動性戰鬥機、失穩布局飛行器）中的應用，例如滑模控製（SMC）和自適應控製策略，這些策略能有效應對係統參數的變化和外部擾動。我們詳細分析瞭如何設計增益調度（Gain Scheduling）控製器以確保跨速域性能的一緻性。 導航、態勢感知與自主決策 對於未來的自主係統，精確的導航和高保真度的態勢感知至關重要。本書闡述瞭多傳感器信息融閤技術（如卡爾曼濾波、粒子濾波），以及如何利用深度學習和強化學習方法，使飛行器能夠在未知或受限的環境中自主規劃安全路徑並規避動態障礙。 人機交互界麵（HMI）的優化 在有人值守的平颱中，飛行員與飛行控製係統的交互效率直接影響任務成功率。本書探討瞭沉浸式顯示技術、語音控製的可靠性，以及如何設計符閤認知負荷原則的飛行儀錶布局。 結論：邁嚮下一代飛行器 本書總結瞭當前技術前沿的融閤趨勢：高度的係統集成化、極端的材料性能依賴，以及完全的自主運行能力。未來的飛行器將是跨學科知識深度融閤的産物，需要工程師們具備空氣動力學、結構力學、控製理論和信息技術的綜閤視野，以應對日益復雜的飛行任務需求和環境挑戰。本書旨在為這些未來設計者提供堅實的理論基礎和前瞻性的實踐指導。

第一部分 飛機飛行基礎理論
Chapter 1 緒論
1-1 前言
1-2 UAV發展曆史與文獻迴顧
1-3 無人機是什麼
1-4 寫作動機及目的
1-5 各章節概述
Chapter 2 機翼與流體力學
2-1 飛機基本受力
2-2 高速飛行議題
2-3 專有名詞解釋
Chapter 3 動力係統
3-1 電動馬達
3-2 電池
3-3 內燃機
3-4 螺鏇槳
3-5 渦輪噴射引擎
Chapter 4 無人飛機飛行控製
4-1 飛操麵
4-2 UAV遙控器簡介
4-3 基礎飛行操作
Chapter 5 飛機結構受力傳導與材料力學
5-1 機翼受力
5-2 尾翼受力
5-3 機身受力
5-4 起落架受力
Chapter 6 飛機構型、平衡與穩定
6-1 飛機的重心與平衡
6-2 飛機的升力中心
6-3 飛機構型與翼麵配置
6-4 載重平衡
Chapter 7 無人飛行載具設計基礎比例
7-1 一般通用無人飛行載具設計基礎比例
7-2 特技用無人飛行載具設計基礎比例
7-3 滑翔機／長滯空無人飛行載具設計基礎比例

第二部分 無人飛機製造實務
Chapter 8 材料與工具
8-1 材料種類
8-2 工具種類
Chapter 9 飛操麵設置與安裝
9-1 飛操麵製作與固定
9-2 飛操麵控製與安裝
Chapter 10 無人飛機的外型與成形
10-1 機身
10-2 機翼
Chapter 11 動力係統安裝
11-1 電動馬達
11-2 內燃引擎
11-3 反扭力
11-4 螺鏇槳之固定
Chapter 12 基本操控設備
12-1 遙控與電裝
12-2 發射機
12-3 電裝
12-4 佈綫方法與安裝規範

第三部分 競速飛機設計製造專案
Chapter 13 初步設計
13-1 任務需求
13-2 構型選擇
13-3 動力設計
13-4 機翼設計
13-5 尾翼與飛操麵設計
Chapter 14 細部設計與製造
14-1 機身製作
14-2 動力係統製作
14-3 尾翼製作
14-3 尾翼製作 14-10
14-4 成品規格 14-13
Chapter 15 實測與試飛結果
15-1 飛機飛行測試簡介
15-2 試飛前的機身組裝與校正
15-3 第一階段原型機飛行測試
15-4 第二階段原型機飛行測試
15-5 競賽結果與討論

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**第九段** 近幾年無人機的發展實在太迅速瞭，從最初的軍事用途，到現在的航拍、測繪、甚至物流配送，都展現齣巨大的潛力。這本《無人機設計與實作》恰好能滿足我對這項技術的深入瞭解。我尤其喜歡書中對無人機動力係統的講解，作者詳細分析瞭各種電機、電調和螺鏇槳的性能參數，以及它們之間的匹配關係，這對於實際組裝無人機的愛好者來說，無疑是寶貴的指導。書中還探討瞭無人機的能源管理，包括如何計算飛行時間，如何選擇閤適的電池容量，以及如何優化能源使用效率，這對於延長無人機的續航能力至關重要。此外，我對書中關於無人機的飛行姿態控製和導航係統的闡述非常感興趣。作者詳細介紹瞭PID控製器、卡爾曼濾波等核心技術，並結閤實際應用案例進行說明，這讓我對無人機如何在複雜環境中保持穩定飛行和精準導航有瞭更深刻的理解。書中的圖錶和插畫也運用得恰到好處，讓複雜的技術概念變得更加具體和易於理解。

评分☆☆☆☆☆

**第一段** 最近在書店偶然翻到這本《無人機設計與實作》，第一眼就被它紮實的內容和專業的編排吸引。身為一個對無人機充滿好奇但又對工程技術一知半解的愛好者，我總是期望能找到一本既能啟發靈感，又能提供實際操作指引的書籍。這本書的封麵設計簡潔有力，沒有過多花俏的圖案，反而散發齣一種沉穩的專業氣息，這讓我在還未翻開內頁之前就對它有瞭初步的好感。當我翻開第一頁，便被作者條理分明的架構所摺服。從無人機的基本原理、飛行控製係統的演進，到各種感測器的應用和資料處理的演算法，每一個主題都涵蓋得相當深入，同時又不會過於艱澀難懂。作者似乎很懂得如何拿捏專業知識與讀者理解之間的平衡點，用詞精準，解釋清晰，即便是一些複雜的物理學概念，也能透過生動的比喻和清晰的圖解來輔助說明。我特別欣賞書中對不同類型無人機的比較分析，例如固定翼、多鏇翼以及混閤式無人機各自的優缺點，這對於我釐清不同應用場景下最適閤的機型提供瞭寶貴的參考。此外，作者對於無人機的發展趨勢和未來展望的探討，也讓我對這個領域的潛力有瞭更深刻的認識。總之，這本書讓我感覺就像在一位經驗豐富的導師的引導下，一步步探索無人機世界的奧秘，而不是獨自一人在浩瀚的知識海洋中摸索。

评分☆☆☆☆☆

**第四段** 在科技日新月異的時代，無人機的應用範圍越來越廣泛，從軍事偵察到農業監測，再到物流配送，幾乎無處不在。這本《無人機設計與實作》恰好滿足瞭我對這項技術的求知慾。我本身並非工程背景，但這本書的編寫風格卻非常親民。作者以一種循序漸進的方式，帶領讀者逐步認識無人機的各個構成要素。從機體結構的材質選擇、空氣動力學的基礎原理，到各種傳感器（如陀螺儀、加速度計、GPS）的原理及應用，再到更為關鍵的飛行控製係統的設計與演算法，每一個環節都解說得十分清晰。尤其讓我感到驚喜的是，書中還深入探討瞭無人機的動力學模型、姿態估計以及路徑規劃等進階內容，這些內容對於想要深入瞭解無人機原理的讀者來說，無疑是極具價值的。書中的圖錶和插畫也運用得恰到好處，讓複雜的技術概念變得更加具體和易於理解。例如，在解釋不同翼型如何產生升力時，作者提供的圖解就非常直觀，讓我立刻就能領會。此外，書中對於無人機的電力係統和通信係統的講解也相當詳盡，包括如何選擇閤適的電池、充電方式，以及如何建立穩定的無線通信鏈路。

评分☆☆☆☆☆

**第六段** 我一直對科技創新充滿熱情，特別是最近幾年無人機的崛起，讓我覺得這是一項非常具有潛力的技術。當我在書店看到《無人機設計與實作》這本書時，便立刻被它吸引瞭。這本書的內容涵蓋瞭無人機從概念到實踐的整個過程，對於我這樣想要深入瞭解無人機技術的讀者來說，是絕佳的入門讀物。我最欣賞的是作者在講解複雜技術概念時的清晰度。例如，在解釋無人機的飛行姿態控製時，作者不僅介紹瞭陀螺儀、加速度計等傳感器的作用，還詳細闡述瞭如何利用這些數據來計算和修正無人機的俯仰、滾轉和偏航角。書中的圖錶和公式雖然專業，但都輔以生動的文字說明，讓非專業人士也能理解。我尤其喜歡書中關於無人機的任務規劃和導航係統的討論。作者詳細講解瞭如何為無人機設定飛行路徑，如何利用GPS進行精準定位，以及如何實現自主飛行和物體識別。這部分內容讓我看到瞭無人機在自動化和智能化方麵的巨大潛力。此外，書中還探討瞭無人機的續航能力、載重能力以及飛行安全等關鍵技術問題，這些都是在實際應用中必須考慮的重要因素。

评分☆☆☆☆☆

**第十段** 對於我這種對新科技產品充滿好奇心的人來說，無人機絕對是近年來最令人興奮的發明之一。看到《無人機設計與實作》這本書，立刻就燃起瞭我的求知慾。這本書的優點在於，它能夠將複雜的工程原理，用一種相對容易理解的方式呈現給讀者。我尤其欣賞書中對無人機結構設計和空氣動力學的講解。作者不僅介紹瞭不同機型的特點，還深入探討瞭如何通過優化機身設計來提升飛行穩定性和效率，這讓我對無人機的飛行原理有瞭更深層次的認識。書中對於無人機的飛行控製係統的闡述更是讓我大開眼界，作者詳細介紹瞭各種感測器的工作原理，以及如何通過精密的演算法來實現無人機的精準控製。這部分內容對於理解無人機在複雜環境中的穩定性和機動性至關重要。此外，書中還探討瞭無人機的電力係統和通信係統，包括如何選擇閤適的電池、如何確保無線通信的穩定性和安全性，這些都是在實際操作無人機時非常重要的考量。總之，這本書不僅滿足瞭我對無人機技術的好奇心，更讓我對未來的無人機發展充滿瞭期待。

评分☆☆☆☆☆

**第七段** 最近對科技議題非常關注，尤其是無人機的應用，真的讓人覺得非常有趣。這本《無人機設計與實作》光看書名就覺得內容會非常紮實，實際翻開後果然不負所望。我一直覺得無人機的飛行穩定性非常重要，所以書中關於飛行控製係統的講解，我看得特別仔細。作者詳細介紹瞭各種控製演算法，從基本的PID控製到更為先進的自適應控製，並通過圖示和數學公式來輔助說明，讓我對無人機是如何在複雜的飛行環境中保持穩定的姿態有瞭更深入的瞭解。這本書的優點在於，它不僅僅停留在理論層麵，而是將理論與實踐緊密結閤。作者在介紹各種組件時，都會提及它們在實際應用中的作用和選擇的考量因素，例如如何根據無人機的用途來選擇閤適的馬達、電池和螺鏇槳。書中還對無人機的通信係統進行瞭詳盡的介紹，包括不同頻段的無線通信技術，以及如何確保數據傳輸的穩定性和安全性，這對於遠距離操控無人機非常重要。此外，作者還探討瞭無人機的地麵站軟體，以及如何利用軟體來監控無人機的飛行狀態、規劃任務和分析數據，這讓我對無人機的整個工作流程有瞭更全麵的認識。

评分☆☆☆☆☆

**第二段** 我一直以來都對科技發展充滿興趣，特別是近年來無人機技術的飛速進步，讓我更是躍躍欲試。在眾多琳瑯滿目的科技書籍中，《無人機設計與實作》這本書以其獨特的視角和深入淺齣的內容，成功地引起瞭我的注意。這本書的編排結構非常人性化，從最基礎的概念入手，逐步深入到更為複雜的工程細節。我尤其喜歡書中對於空氣動力學原理的闡述，作者用非常易懂的方式解釋瞭機翼的升力是如何產生的，以及不同機身設計對飛行穩定性的影響。這部分內容對於我這樣沒有相關學術背景的讀者來說，猶如醍醐灌頂，讓我對無人機的飛行姿態有瞭更清晰的想像。接著，書中對於無人機的動力係統、能源管理以及控製演算法的介紹，更是讓我大開眼界。作者詳細講解瞭如何選擇閤適的馬達、電池，以及如何透過軟體來調控無人機的飛行軌跡和姿態。我印象深刻的是，書中還探討瞭如何利用感測器來實現精準的定位和避障，這對於未來無人機在複雜環境中的應用至關重要。整本書讀下來，我感覺自己對無人機的理解層次提升瞭好幾個檔次，不再僅僅是停留在「天上飛的遙控飛機」這個層麵，而是對其背後的複雜係統和精巧設計有瞭更為全麵的認識。

评分☆☆☆☆☆

**第八段** 我一直覺得無人機的設計是一個集結瞭多種工程技術的複雜係統，而這本《無人機設計與實作》正是這樣一本能滿足我好奇心的書。它不隻是介紹瞭無人機的外觀，而是深入到瞭每一個零件、每一個係統的運作原理。我特別喜歡書中關於無人機結構設計的章節，作者詳細介紹瞭不同材料的物理特性，以及它們在承受應力、減輕重量和提升氣動效率方麵的考量。這讓我意識到，一颱看似簡單的無人機，其機身設計也蘊含著大學問。另外，書中對於無人機的動力學建模和飛行控製演算法的闡述，也讓我印象深刻。作者用清晰的語言和豐富的圖例，解釋瞭如何利用數學模型來描述無人機的運動，以及如何設計齣能夠精準控製無人機姿態和軌跡的演算法。這對於理解無人機的精準飛行和自主導航至關重要。我還發現，書中還涵蓋瞭無人機的感測器技術，包括慣性感測單元（IMU）、全球定位係統（GPS）以及視覺感測器等，並詳細介紹瞭它們的工作原理和數據融閤的方法，這讓我對無人機如何感知周圍環境有瞭更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

**第五段** 最近一直在關注無人機的發展，看到這本《無人機設計與實作》的書名，就覺得很有吸引力。我對無人機的興趣源於它在影像拍攝和戶外探險方麵的應用，因此一直想瞭解更多關於它的技術細節。這本書的齣發點非常實際，它不僅僅是理論的探討，更強調瞭「實作」二字，這讓我非常期待。翻開書頁，我發現作者對無人機的每一個係統都進行瞭細緻的剖析。例如，在介紹無人機的機體設計時，作者不僅分析瞭不同形狀的優勢，還探討瞭材料選擇對飛行性能的影響。在動力係統的部分，作者詳細講解瞭電機、電調、螺鏇槳之間的匹配關係，以及如何根據任務需求來選擇閤適的配置。更讓我覺得實用的是，書中還包含瞭一些關於無人機組裝和調試的建議，雖然我可能暫時沒有實際動手的機會，但這些內容讓我對整個製作流程有瞭概念。作者還探討瞭無人機在不同天氣條件下的飛行錶現，以及如何應對風力、雨水等環境因素的影響，這對於實際操作者來說是非常重要的考量。總之，這本書給我一種踏實的學習感受，它讓我感覺自己正在一步步接近如何從零開始打造一颱無人機。

评分☆☆☆☆☆

**第三段** 說實話，我平常閱讀的書籍類型比較廣泛，但對工程技術類的書籍總是有些敬而遠之。然而，《無人機設計與實作》這本書卻徹底改變瞭我的看法。我之所以會被這本書吸引，主要還是因為我對無人機這個新興科技充滿瞭好奇。這本書的文字描述非常生動，即使是對於一些較為專業的術語，作者也能透過貼切的比喻和生活化的例子來進行解釋，讓我這個非專業人士也能輕鬆理解。我特別欣賞書中關於無人機的結構設計部分，作者詳細介紹瞭不同材質的選擇，以及如何透過優化結構來減輕機身重量，同時保證其強度和穩定性。這部分內容讓我意識到，設計一颱無人機絕非易事，需要綜閤考量多方麵的因素。另外，書中對於無人機飛行控製係統的介紹也讓我受益匪淺。作者闡述瞭PID控製、慣性導航係統等核心概念，並結閤實際案例進行說明，這讓我對無人機是如何在空中保持穩定飛行有瞭更深入的瞭解。總之，這本書不僅為我打開瞭無人機世界的大門，更讓我對工程技術產生瞭濃厚的興趣。