无人作战飞机任务规划系统关键技术研究

文章首先论述了任务规划系统和战术飞行管理系统、航路规划系统的联系与区别,分析了无人作战飞机任务规划系统的特点及其体系结构,最后详细分析与研究了任务规划系统需要解决的核心技术——航路规划技术。     

UCAV任务规划系统的研究进展及发展趋势

分析了无人作战飞机任务规划系统的特点，按照规划范围和时段对无人作战飞机任务规划系统进行分层研究，讨论和分析了各个层次的作用及发展现状。最后，展望了无人作战飞机任务规划系统的发展趋势。     

导弹集群协同作战任务规划系统

以领弹/攻击弹等新概念作战方式为例,讨论基于C4ISR系统下的导弹集群协同作战的总体框架,对信息融合系统、态势评估系统、任务规划系统、战毁评估系统及数据链系统等进行了分析,并对任务规划的主要算法,如A*,D*,Voronoi图法等进行了分析比较,最后设计了任务规划系统的硬件体系框架和软件结构模块.     

水平导航中转弯航线解算方法的研究和仿真

在飞机显示器的水平导航区域上需要为飞行员实时显示最新的航线信息，航线中的每个航路点均有不同的转弯方式，目前国内正在研发的飞机采用旁切转弯和飞越转弯两种方式，若错过了预计的转弯起始点，则需要重新进行航线解算，这被定义为超调转弯，给出三类转弯航线的解算方法。     

美国空军全面规划无人机系统的未来

着眼未来40年,美国空军希望无人机能够自主起飞和着陆,独立地规避不良天气、空中飞机和各种威胁。按照设想,无人机将作为僚机,与战斗机协同作战,自主执行空对空或空对地任务,同时承担起突破严密防空网络的重要角色。这样,一名飞行员就可以控制多架无人机,以密集方式攻击敌方的有生力量。     

无人直升机地面指挥控制站任务规划系统研究

任务规划系统是无人直升机地面指挥控制站的核心组成部分,是地面指挥控制站规划、感知和管理无人直升机任务的集合。研究和发展任务规划系统是提高无人直升机执行任务效率和降低任务风险的必然趋势。以无人直升机为对象进行了任务规划系统研究,分析了其功能模块组成,并归纳了任务规划系统实现关键技术。     

基于改进遗传算法的突防突击航线规划

歼轰机突防突击是当前航空兵有效的进攻手段之一。为了增加突防突击任务的安全性,提高突防突击任务的成功率,对航线上我方飞机的被击落概率进行建模,利用改进的遗传算法,以被击落概率为适应度函数,以个体与解空间的距离关系为罚函数,寻找最优解,最终得到被击落概率最小的航线;采用约束的最优保存策略进行选择,防止过早收敛,提出可变算术杂交算子,使得变异个体能够有较大概率落在解空间里。结果表明:通过150代的遗传操作,得到拐点为2时的被击落概率最小的航线为O(120.0,550.0)、A(226.2,495.7)、B(345.8,364.3)、T(330.0,180.0),被击落概率为0.019 3。     

基于成本控制的机队优化配置方法

为了控制航空公司运营成本,实现燃油成本和机组时间成本最小,建立多目标整数规划模型,分析各成本因素所占比例,考虑旅客市场需求、航线频率限制、机队飞机寿命限制及飞机适航限制等因素,并采用层次分析法对模型进行求解。通过算例分析和评价,实现航线资源与机队的最优配置,为航空公司降低可变成本提供理论依据。     

导航飞行中的目标标识及其显示计算

对目标信息的实时解算是导航攻击系统的重要内容。本文描述了导航攻击中对目标的标识定位，并实时解算目标参数以引导飞机进行攻击的整个过程，详尽地推导了原理算法，并进行了合适的工程简化。     

一种固定翼反潜飞机磁探仪跟踪定位航线规划方法

磁探仪跟踪定位的战术使用目标采用的是最短的航线、持续保持与目标的过顶接触。采用典型图形航线对运动目标进行跟踪定位会因航线飞行时间与目标运动时间无法保证一致而使固定翼反潜飞机可能在目标前方或者后方超出磁探仪作用范围之外过顶,甚至导致跟踪目标的丢失。鉴于比例导引终端具有收敛性好且便于工程化应用的优点,提出了一种基于比例导引且满足载机机动能力约束的固定翼反潜飞机跟踪定位航线规划方法,实现载机探测潜艇的精确过顶引导。最后进行了仿真分析验证,说明了该方法在工程应用上的可行性。     

基于空闲时间窗和多Agent的A-SMGCS航空器滑行路由规划

先进场面活动引导与控制系统(A-SMGCS)中的航空器滑行路由规划是一个典型NP难题。为解决航空器滑行路由规划的优化性和计算量之间的矛盾,提出一种基于空闲时间窗的路由规划方法,并利用多Agent系统(MAS)进行算法求解。首先,建立滑行资源图以对场面滑行区进行建模。其次,按照航班计划为航空器设置滑行优先级,并按优先级顺序依次规划路由,后规划的路由不破坏已有路由,即利用滑行路段的空闲时间窗进行规划。每次只需为一架航空器规划滑行路由,降低了问题的求解难度;通过搜索空闲时间窗获得路由使场面交通均衡分布,保证了路由规划的整体优化性。分析了空闲时间窗特性,指出空闲时间窗的可达性条件和避免同步资源交换冲突的条件。最后,设计MAS,把建立、维护和搜索空闲时间窗图的复杂集中式求解过程简化为通过路由管理Agent,航空器Agent和资源节点Agent相互协作实现对场面路由规划问题的分布式求解。仿真结果表明,设计的MAS能够快速找到空闲时间窗中的最优解;与固定预选滑行路径算法相比,航空器的平均滑行时间显著减少,最多可以节省19.6%的滑行时间。     

General optimal design of solar-powered unmanned aerial vehicle for priority considering propulsion system

This paper describes the general optimization design method of Solar-Powered Unmanned Aerial Vehicle which priority considering propulsion system planning. Based on the traditional solar powered aircraft design method, the propulsion system top-level target parameters which affect the path planning are integrated into the general optimization design. According to the typical mission requirements of Solar-Powered Unmanned Aerial Vehicle, considering the design variables such as wing area, aspect ratio, design mission date and so on, the general optimization is carried out with the minimum aircraft weight as the optimization objective. The influence of wing area and aspect ratio on the optimal design results is analyzed and compared with the traditional design method. The results show that the general design method of Solar-Powered Unmanned Aerial Vehicle for priority considering propulsion system can greatly reduce the electricity demand of energy storage battery, greatly reduce the aircraft weight of Solar-Powered Unmanned Aerial Vehicle.     

机群编队对地攻击飞机武器系统作战模型研究

从机群编队对地攻击飞机武器系统作战顶层人手，建立了同类型机群及混合机群对地攻击飞机武器系统编队作战行动模型，给出了总体效能指标与飞机武器系统飞行阶段的效能指标关系，并进行了综合优化分析，为对地攻击飞机武器系统作战效能分析与综合打下了基础。     

基于OODA环的对地攻击流程半实物仿真验证方法

针对无人机（UAV）机载设备和软件在不具备真实飞行环境下的对地攻击流程验证问题,提出了一种基于观察-判断-决策-行动（OODA）循环的对地攻击流程半实物仿真验证方法。首先,采用OODA环思想对无人机对地攻击流程进行分析,设计了一套基于OODA环的半实物仿真验证系统。然后,将无人机对地攻击流程精度模型分为感知、判断和攻击3种,建立了半实物仿真验证系统主要的精度模型。最后,运用该验证方法对某无人机的3个机载软件进行了试验,验证了该方法的有效性。该方法可以验证无人机对地攻击流程的设计效果,在飞机设计阶段为攻击流程的工程设计提供参考。     

军用飞行器航迹规划综述

介绍了军用飞行器航迹规划的基本概念，航迹规划与任务规划的关系，国内外研究现状，存在的问题，论述了航迹规划的基本要求，如导航要求，突防要求，飞行器性能要求及战略和战术要求，最后分析了航迹规划需要解决的威胁建模，航迹规划算法和轨迹跟踪控制等关键技术。     

空-地攻击与综合飞行/火力控制(IFFC)

 <正> It is demonstrated that air-to-ground attack plays an important role in war. Taking air-to-ground attack as the application background, the papers shows the effect of Integrated Flight/Fire Control (IFFC)on enhancing the mission efficiency of military aircraft. The evolution, technical foundation and development trend of IFFC are summarized briefly. And finally, some suggestions on the development of IFFC in China are given.     

Distributed online mission planning for multi-player space pursuit and evasion

There are three important roles in evasion conflict: pursuer, target and defender. Pur-suers’ mission is to access targets;targets’ mission is to escape from pursuers’ capture;defenders’ mission is to intercept pursuers who are potentially dangerous to targets. In this paper, a distributed online mission plan (DOMP) algorithm for pursuers is proposed based on fuzzy evaluation and Nash equilibrium. First, an integrated effectiveness evaluation model is given. Then, the details of collaborative mission planning which includes the co-optimization of task distributing, trajectory and corresponding maneuvering scheme are presented. Finally, the convergence and steadiness of DOMP are discussed with simulation results. Compared with centralized mission planning, DOMP is more robust and can greatly improve the effectiveness of pursuing. It can be applied to dynamic scenario due to its distributed architecture.     

基于深度强化学习的多无人机协同进攻作战智能规划

无人机依靠作战效费比高、灵活自主等优势逐步替代了有生力量作战,多无人机协同作战任务规划成为热点研究问题。针对传统任务规划采用的智能优化算法存在的依赖静态、低维的简单场景、机上计算较慢等不足,提出一种基于深度强化学习（DRL）的端到端的多无人机协同进攻智能规划方法。将压制敌防空作战（SEAD）任务规划过程建模为马尔科夫决策过程,建立基于近端策略优化（PPO）算法的SEAD 智能规划模型,通过两组实验验证智能规划模型的有效性和鲁棒性。结果表明：基于DRL 的智能规划方法可以实现快速、精细规划,适应未知、连续高维的环境态势,智能规划模型具有战术协同规划能力。     

Optimal flight management system utilization with ATC automation

The requirements and design philosophy for developing ground-based automation planning and control advisory concepts to best serve aircraft with flight management systems (FMS) are defined. Analytical results are presented that are based on the comparison of operational data with the user-preferred trajectories to identify flying-time variabilities in various segments of arriving flights. En route descents, terminal maneuvering areas, and the final approaches are considered to determine the impact of aircraft and environmental factors on flying times essential for traffic planning. Simple time-estimation algorithms based on FMS-defined speed schedules and prevailing winds are presented for estimating flying times during en route descents. Automation, planning and control concepts are developed that utilize flexible route structures and a speed-control strategy to permit the aircraft maximum use of FMS and onboard avionics in all operating conditions     

民用飞机固定式应急定位发射系统设计

如何在民用飞机遇险迫降或失事后尽快定位搜救，提高机上遇险人员的生存率，是当前民用飞机设计过程中必须考虑的问题。作为民用飞机应急搜救系统，固定式应急定位发射系统（ELT）可以在飞机遇险时通过自动和人工方式触发，在固定的频率上发射搜救信号，以便搜救组织对遇险人员进行救援。首先提出了固定式ELT系统的设计方案及功能，分析了系统部件的构成，进而提出了固定式ELT系统的性能要求，最后重点阐述了固定式ELT系统的机上设计要求和功能验证过程。