本书是一本科普读物，以通俗易懂的文字和丰富多彩的图画描述了无人机技术的方方面面，包括无人机的基本概念，各种类型、布局及其特点，飞行原理、动力与能源、飞行控制、通信、任务载荷，军民用途和发展前景。 本书可供无人机行业工作人员、科技爱好者、社会大众学习和参考，也可以作为各层次学生的课外辅助教材。

本书以航空涡轴发动机为例，系统、全面地介绍了航空发动机全疆域设计的相关知识。首先概述了我国全疆域范围内的复杂地理气候环境，并分析了典型地理气候环境对航空发动机工作的影响；然后给出了全疆域设计的必要性，并提炼了全疆域设计的内涵及技术挑战；之后针对全疆域设计面临的技术挑战，重点阐述了航空发动机全疆域三维度融合设计方法，包括环境空域特性设计、环境使用功能设计和使用经济性设计；最后对全疆域设计的试验验证情况进行了总结，证明了设计方法的有效性和先进性，并进一步对全疆域设计未来发展前景进行了展望。

随着军民用无人系统的广泛使用，以及人工智能技术的快速发展，无人系统对公共空域资源的需求不断增长，融入公共空域的需要日趋显著。本书对空中与临近空间无人系统空域管理主要涉及的空域监视探测、空域间隔管理、空域使用规划及评估、空域协调与指挥等内容及其关键技术进行了阐述，并针对日新月异的智能无人系统，对其空域管理的需求和基本方法进行了概述。

本书针对无人机编队的控制与重构问题，提出了一套基于拟态物理学的分层解决方案，主要内容包括基于虚拟力的无人机轨迹和路径跟踪引导律、液体球启发的拟态物理学编队控制方法和重构策略，基于虚拟力的引导律可以使无人机在轨迹和路径跟踪过程中绕过障碍，液体球启发的拟态物理学方法可以实现无碰撞的编队队形变换，编队像液体融合和分离一样增加和减少无人机的数量，像液体流过障碍物一样避开探测到的障碍。

本书以轻小型无人机为背景，构建了基于学习的无人机感知与规避系统的自主反应式控制框架，以视觉传感器为基本感知手段，研究自身载荷能力和计算能力受限条件下的无人机感知与规避控制技术及其自主学习方法，通过深度学习实现感知状态的表征与降维，利用强化学习构建了感知状态和无人机规避动作之间的反应式规避映射关系，训练和学习提升了无人机在未知环境下的适应能力。

本书对传统无人机通信网络协议模型与方法进行了精炼，以无人机集群化和智能化为重点，引入优化设计的模型和协议，将5G和移动自组织网络融入协议设计，将最新无人集群感知与控制研究成果有机融入到网络模型与设计的各个章节，提出模型与方法在系统实现上的软硬件设计方案，贯穿理论方法与工程实践，着重突出集群网络特征协议设计，如基于移动性的网络架构、通信与计算资源联合的路由设计、面向干扰对抗的可靠性设计等，最后落实到系统软硬件实现，为无人机集群网络设计与优化提供参考。

本书从系统工程、飞行性能、飞机总体设计、发动机总体设计四个方面介绍飞发一体化设计的工作目的、工程概念和方法；以飞行器与组合动力一体化总体设计、飞行器与组合动力一体化气动设计、进发匹配特性的评价方法、推力矢量技术的研究与验证四个设计实践介绍飞发一体化设计的应用，包括力学原理、CFD技术，以及结果分析、评价和验证。本书力争为读者提供系统性的飞发一体化设计参考。

由于航天器结构领域对材料的特定需求越来越多、越来越迫切的现状，所以本书针对材料在空间航天器结构中的应用技术瓶颈等问题，系统介绍航天器在结构设计、材料应用和构件制造等层面问题。以航天器结构设计及其所面临的特殊环境为出发点，重点围绕材料在航天器结构中的应用现状、工程问题等进行阐释，提出航天器结构材料型谱和现阶段最新的材料性能指标体系，并根据块体材料转变为结构过程中的主要障碍和技术壁垒，从制造工艺层面对材料的制造技术和技术瓶颈进行了重点介绍。最后，对航天器结构材料在面向先进结构技术、先进制造

本书在全面跟踪国内外飞行失效仿真技术发展的基础上，对各种因素导致的飞行器飞行失效进行了系统的总结，对相关失效原理进行了阐述，并结合具体应用案例介绍了失效可视化仿真实现方法。本书共分15章，在深入调研飞行失效仿真历史及应用现状的基础上，总结了飞行失效仿真原理及飞行仿真环境的构建方法，从飞行器遭遇风切变、发动机空中停车、飞行控制系统失效、飞机积冰、空中交通防撞系统故障、自动驾驶仪故障、导航系统故障、执行装置故障和传感器故障等方面介绍了飞行器相关失效原理、国内外建模、测试、诊断和应对措施文献

本书阐述深空探测天文测距与测速自主导航的基本原理与应用方法，主要内容包括深空探测天文自主导航的基本原理及研究进展、实时高精度的X射线脉冲星到达时间与周期估计方法、脉冲星导航中的滤波及可观性分析、太阳多普勒差分测速导航中的误差源分析、太阳到达时间差分测距导航中的时间色散分析、天文组合导航及其滤波器技术等。