无人机无动力着陆是飞行过程中最复杂，风险最大，技术最为薄弱的环节，是影响无人机飞行安全的关键阶段。因此，研究无人机无动力状态的返场能力、能量管理机制、着陆引导策略等技术，就成为保障无人机应急着陆飞行控制必须考虑的关键问题。基于此，本文以某样例无人机为对象，研究无人机无动力应急返场着陆的能量管理策略和控制方案。首先，应用惯性空间牛顿刚体动力学理论建立了样例无人机六自由度无动力数学模型，分析了样例无人机的机动性能、操纵性能及模态特性，为无动力着陆控制策略的制定和控制律的设计提供了依据。其次，基于样例无人机无动力飞行时的能量状态，将无动力应急着陆划分为航向调整段、能量管理段及着陆段，确定了无动力应急着陆的边界范围，设计了应急着陆的轨迹线，给出了以轨迹角为控制目标的能量管理及控制方案，通过能量的合理分配，为样例无人机无动力状态下的稳定飞行与安全着陆提供了保障。接着，融合鲁棒性能和控制品质要求，应用现代鲁棒伺服LQR方法和经典根轨迹方法设计了以角速率为控制回路，高度和航迹为制导回路的纵横向控制律，解决了样例无人机航向调整、能量管理及着陆等阶段的控制增稳与三维轨迹跟踪等问题。最后，在Matlab/Simulink环境下，针对无动力应急着陆初始状态、风干扰、气动和控制参数等不确定因素，对样例无人机的应急着陆控制律进行了全过程仿真与测试，结果表明：本文给出的能量管理策略与控制方案的鲁棒性能与控制品质满足了样例无人机应急着陆的控制要求。