题目：基于无人化改装的系列化无人直升机航电系统技术研究

无人直升机系统（RUAS）具有定点悬停、垂直起降和贴地飞行的能力，可以执行军事侦察、打击、通信中继等战术任务，还可应用于民用搜救、补给、电力巡视等领域，我国亟需各种量级的RUAS以满足军用和民用领域的应用需求。通过对国内外RUAS以及航电系统相关研制工作的研究，认为无人化改装技术和系列化通用航电系统技术是系列化无人直升机系统（SRUAS）实现快速、经济、高效研制的关键。本文主要基于国内外先进技术成果以及课题组RUAS研制经验，对无人化改装、通用航电系统需求分析、系统设计、态势感知、路径规划和安全保护的技术进行研究，具体内容包括如下几个方面：一、通过对RUAS国内外研究现状的分析，明确提出了系列化、无人化改装的RUAS研制技术途径。根据有人直升机无人化改装RUAS的实际研制经验，开展了无人化改装的总体技术及5个分项技术的研究，为进一步开展SRUAS无人化改装研制提供技术基础。二、根据SRUAS通用航电系统需求设计的特点和QFD方法的理论，开展了通用航电系统需求分析技术研究，提出了一种通用系统需求设计方法（CSRA），采用质量塔的形式对包括8类单系统的SRUAS通用航电系统需求进行分析，为进一步航电系统方案设计与决策提供量化的参考。三、根据开放式系统的理论和方法，开展了通用航电系统设计方法的研究，将原来基于经验及技术继承性的航电系统设计过程转变为基于量化需求结构的需求转化过程。基于该方法，提出三种可行的航电系统构架方案，利用CSRA的分析结果对方案进行量化评价、比较与优选。对优选的AFDX网络构架方案进行需求结构、技术结构和系统结构的应用层、构架层和实例层设计。四、根据CSRA方法对SRUAS航电系统技术特征重要度的分析结果，开展RUAS态势感知技术和路径规划技术研究。创新地提出了桨尖激光近距告警态势感知系统（BATLS），概述其组成、功能和基本原理，分析了直升机桨叶变距、挥舞以及前飞、转弯飞行状态对BATLS性能的影响。启发于植物生长机理，创新地提出了一种可基于BATLS的植物生长路径规划算法（PGRP），完成了二维路径规划问题的程序设计和算例试验。五、基于RUAS研制与试验的实际经验，开展了SRUAS航电系统相关的安全保护技术研究，提出了一系列关于发动机燃油系统、传动系统、供电系统和飞行模式的安全保护设计。其通过避免人为或随机因素，增加危险状态下应急措施的手段，可有效提高SRUAS的安全性。总之，本文在SRUAS研制的技术途径和SRUAS通用航电系统相关技术方面取得了重要的研究成果，所提出的无人化改装技术方案、CSRA方法，通用航电系统设计方法、AFDX构架方案、BATLS方案、PGRP算法和安全保护方案均具有较大的理论创新和重要的实际应用价值，可为进一步SRUAS的研制提供参考。