应召反潜时无人机监听航路的规划

浮标阵是航空反潜模式下应召搜潜时常用的一种反潜手段。在假设浮标阵已被布设完毕并且由无人机对其进行实时监听的前提下,文章重点研究了无人机监听航线的规划问题。首先,研究了浮标阵的布设及其特点,分析了无人机航路的代价问题;接着,根据浮标阵的特点规划出了无人机监听方形浮标阵的监听航路飞行方案,并对所规划航路的技术指标进行了分析和研究;最后,对无人机的监听航路进行了计算,计算结果表明文中所规划的方案是可行的,这为无人机监听浮标阵的实际应用提供了参考。     

线形浮标阵搜潜时无人机监听航路规划

航空反潜时,无人机代替有人机对浮标阵进行监听是无人机在未来战场上的重要应用之一。以无人机独立执行监听线形浮标阵任务为背景,在对巡逻搜潜时线形浮标阵的布设进行分析并提出无人机航路的代价函数后,根据浮标阵的特点,规划出了平行监听和垂直监听2种无人机监听浮标阵方案,并对所规划航路的技术指标进行了分析。通过仿真,对这2种方案进行了验证,仿真结果分析表明了2种方案的优劣。     

基于直线形浮标阵的反潜巡逻机监听方案

针对反潜巡逻机监听直线形浮标阵的问题,在给出该问题的背景和特点的基础上,给出了平行监听直线形浮标阵和垂直监听直线形浮标阵时的监听通用模型,提出了 4种特殊的监听直线形浮标阵方案并进行了比较。最后,通过仿真对这几种方案进行了验证。对仿真结果的分析表明了这些方案的优劣,为指挥员执行航空反潜任务提供了有效的辅助决策依据。     

监听时间对声纳浮标阵检查性搜索效能影响仿真

以方形声纳浮标阵检查性搜索为背景,研究了监听时间对声纳浮标阵搜索效能的影响,给出了仿真结果并对仿真结果进行了分析。基本结论为:声纳浮标阵的搜索效能随监听时间的增加而提高;只要开始监听,就可以取得比较高的搜索概率;监听时间的增加和搜索效能的提高不是简单的线性关系,而是大致可区分为快速提高期、平稳提高期和滞涨期3个阶段。应根据作战条件和作战要求合理确定监听时间。     

面向无人机编队队形保持的航路规划技术研究

针对无人机编队快速转弯时队形难以保持的问题,提出一种基于编队方向角变换的编队航路规划方法,使编队飞行过程中各无人机满足队形保持要求以及自身运动学约束。首先围绕编队保持问题构建编队数学模型,并结合无人机运动学约束构建编队飞行过程中的最优控制问题。然后,利用伪谱法对最优控制问题进行求解,从而获得编队协同飞行航路。仿真结果表明,规划出的编队航路在满足编队队形保持要求的同时,能够保证各无人机满足自身运动学约束。     

反潜巡逻机布放包围浮标阵应召搜潜建模与仿真

依据经典的浮标应召搜潜方法,结合实际搜潜过程,以某型反潜巡逻机为背景,建立了反潜巡逻机布放圆形阵、方形阵和三角形阵搜潜航路规划的数学模型。对3种阵形的搜潜效能进行分析,仿真了初始距离、潜艇初始位置散布、潜艇经济航速和海洋环境噪声级对浮标阵搜潜效能的影响。仿真结果分析表明:相同条件下,方形阵的搜潜效能要略高于圆形阵和三角形阵的搜潜效能;3种包围阵的搜潜效能均随初始距离、初始位置散布、潜艇经济航速和海洋环境噪声级的增大而降低。     

一种多转弯方式组合的航线转弯弧画法

在座舱显示系统的导航显示器中经常需要显示飞机的规划航线,航线中的每个航路点可能采用不同的转弯方式,例如压点转弯、向点转弯、绕点转弯等。本文给出了一种根据各航路点的转弯方向、转弯半径、转弯方式确定各航路点转弯弧的圆心、转弯弧起始点、转弯弧结束点的计算方法。     

多机布阵航路规划问题研究

针对多机布阵航路规划问题,提出了一种新的策略。首先,建立了多机航路规划模型;然后,采用聚类分析的方法将浮标点分类,并给出了任务分配的原则,从而将多机航路规划问题转化为单机航路规划问题;最后,利用模拟退火算法分别求解,并在此基础之上采用平均路径长度的方法给出了优化算法。     

一种陌生环境的无人机在线Laguerre航路规划方法

针对多旋翼无人机在陌生城市低空安全飞行的需要,研究了适合于陌生环境应用的在线航路规划方法。在分析传统Laguerre图航路规划原理及其航路安全性优势的基础上,首先导出了面向单个拟飞通道的Laguerre规划航路的特性。进而,通过最小化航路安全误差,建立了单个航段的最佳安全航路。在上述研究的基础上,提出了面向陌生环境的在线滚动式Laguerre航路规划方法。设计了模拟城市建筑物分布的仿真飞行场景,并通过对比分析不同规划方法对于仿真场景的航路规划结果,显示了本文算法在航路规划问题中避撞安全性方面的优势。     

基于冲突解脱的碰撞风险研究

自由飞行是解决航路拥挤问题的一种有效方式,因此在自由飞行环境下对飞行碰撞风险进行研究显得尤为重要。分析了在自由飞行空域中实施飞行冲突解脱策略后的转弯航路碰撞风险;考虑了所需通信、导航和监视性能以及飞行速度偏差,建立了基于冲突解脱的碰撞风险评估模型。通过算例分析了冲突解脱角度、水平间隔与飞行碰撞风险之间的关系,结果表明碰撞风险评估模型能很好地对自由飞行空域中实施冲突解脱后的碰撞风险进行评估,验证了模型的可行性。     

Flight trajectory optimization of sun-tracking solar aircraft under the constraint of mission region

The optimal yawing angle of sun-tracking solar aircraft is tightly related to the solar azimuth angle, which results in a large arc flight path to dynamically track the sun position. However, the limited detection range of payload usually requires solar aircraft to loiter over areas of interest for persistent surveillance missions. The large arc sun-tracking flight may cause the target area on the ground to be outside the maximum coverage area of payload. The present study therefore develops an optimal flight control approach for planning the flight path of sun-tracking solar aircraft within a mission region. The proposed method enables sun-tracking solar aircraft to maintain the optimal yawing angle most of the time during daylight flight, except when the aircraft reverses its direction by turning flight. For a circular region with a mission radius of 50 km, the optimal flight trajectory and controls of an example Λ-shaped sun-tracking solar aircraft are investigated theoretically. Results demonstrate the effectiveness of the proposed approach to optimize the flight path of the sun-tracking aircraft under the given circular region while maximizing the battery input power. Furthermore, the effects of varying the mission radius on energy performance are explored numerically. It has been proved that both net energy and energy balance remain nearly constant as the radius constraint varies, which enables the solar aircraft to achieve perpetual flight at almost the same latitude as the large arc flight. The method and results presented in this paper can provide reference for the persistent operation of sun-tracking solar aircraft within specific mission areas.     

四轮起落架飞机地面滑跑转弯分析

现代飞机对其地面滑跑性能的要求日益提高,同时要求能够在条件更加苛刻的环境下运行.以四点式起落架布局飞机为研究对象,基于阿克曼转向几何原理,推导该飞机地面滑跑时两个前轮之间的转角关系.在Adams/Aircraft中建立四点式起落架飞机虚拟样机,并进行其地面滑跑仿真分析.探讨四点式起落架飞机不同前轮作为主动操纵轮时,对转弯半径的影响.结果表明:在相同滑跑条件下,当前轮操纵转弯时,四点式起落架飞机比常规的前三点式起落架飞机拥有更小的转弯半径;当主轮差动刹车转弯时,四点式起落架飞机的转弯半径略大于三点式起落架飞机;四点式起落架飞机的两前轮同时为主动操纵轮时,飞机的转弯半径最小.     

民用飞机地面转弯时重心侧向过载系数的分析与研究

对民用飞机地面疲劳载荷进行计算分析,对于结构减重和保证飞行安全具有至关重要的作用。根据民用飞机地面转弯时的受载情况,重点分析地面转弯速度与转弯半径的变化关系,并基于现有的地面转弯侧向载荷谱,确定民用飞机地面转弯时的重心侧向过载系数的取值范围。通过对比国外机型的实测数据,给出进行疲劳当量分析时,地面转弯时的侧向过载系数的建议值。     

飞机地面操纵转弯半径和转弯速度计算方法研究

对于具有前轮操纵系统的飞机 ,本文给出了飞机地面操纵转弯半径和转弯速度的计算方法 ,并分析了飞机地面操纵转弯半径与转弯速度之间的关系     

虚拟多触角探测的高超声速滑翔飞行器再入机动制导

针对高超声速滑翔飞行器再入过程中面对的多约束问题，提出一种基于虚拟多触角探测的路航点规划机动制导策略。该机动制导策略通过飞行器最大转弯轨迹计算速度-剩余地面距离-航向角约束，在分段定点模式中发出多条粗略预测触角，引用触角末端反馈的信息计算优先级以确定临时路航点；同时在机动制导模式中发出精细探测触角，计算触角末端信息优先级，经倾侧角延时滤波器得出控制指令，对飞行器进行机动制导。基于多触角探测的路航点规划机动制导策略，降低了三触角机动制导方法中的计算时间；同时，4种典型禁飞区条件下的仿真结果表明，该策略能够有效稳定地解决机动制导过程中的多约束问题。