无人作战飞机动力技术发展研究

无人作战飞机(UCAV)所执行任务的独特性决定了其动力装置技术的发展.它必然要走出一条符合无人作战飞机性能、航程、储存性和成本要求的道路.本文着重介绍了UCAV发动机的技术要求和发展途径,以及针对UCAV特殊要求而发展的关键技术.     

基于Radau伪谱法的无人作战飞机四维轨迹规划

针对无人作战飞机(UCAV)打击时敏目标和多机协同攻击问题,提出一种基于Radau伪谱法(RPM)的无人作战飞机四维攻击轨迹规划方法。在综合考虑UCAV气动力特性、大气环境特性基础上建立了高精度UCAV(3-DOF)质点模型,并设计了约束条件和目标函数;基于动态RCS建立威胁模型,构建了最优控制理论框架的UCAV四维攻击轨迹规划模型;通过RPM将动态RCS威胁下的四维攻击轨迹规划问题转换为非线性优化问题,然后利用SNOPT软件包进行求解。仿真结果表明,该方法能够以较快的速度和较高的精度生成满足多种复杂约束条件的四维攻击轨迹。     

新型航空武器装备——无人作战飞机

介绍了无人作战飞机(UCAV)的性能潜力,分析了UCAV在压制敌防空力量、精确纵深打击和夺取制空权等作战使用中的优势和任务角色,探讨了UCAV发展的关键技术.     

无人作战飞机载荷谱编制方法

无人作战飞机具有飞行小时少、日历寿命长、飞行强度大等特点,其作战使用用途和使用特点与有人机相比,均存在很大区别。文中在借鉴有人机载荷谱编制经验的基础上,研究了无人作战飞机的使用特点,确定了无人作战飞机的典型使用任务剖面,结合典型试验件的疲劳试验结果,探索了无人作战飞机载荷谱的编谱原则,以及高载截取和低载截除的方法,为无人作战飞机结构疲劳分析和寿命评定工作奠定了基础。     

无人作战飞机

1引言 无人作战飞机（UCAV）的概念出现在上世纪90年代中期,它是一种集合了侦查、监视、作战以及其他多项功能的作战平台。UCAV系统是一种无人的自动控制系统或远程武器控制系统,可执行海、陆、空作战任务。无人战斗机作为信息化武器装备的产物,已成为世界各军事强国继第四代战斗机之后下一代战斗机的发展方向。     

自主空中加油变质量无人机建模与控制

针对空中加油任务中无人作战飞机(UCAV)的位置保持问题,进行了变质量UCAV的动力学建模与控制律设计.综合考虑了燃油传输对UCAV质量、惯性矩阵和质心位置的影响,基于相对惯性系的状态变量,推导了UCAV的动力学方程.建立了一个简单的油箱模型来模拟加油过程,设计了H∞最优控制律来实现UCAV的位置保持.通过非线性仿真,分析了燃油传输带来的动力学影响,仿真结果验证了模型的有效性和控制律的性能.     

无人作战飞机概念方案及主要参数研究

无人作战飞机(UCAV)是未来作战飞机的发展方向.通过分析对地攻击型UCAV的性质和特点,根据各种主流作战飞机的总体重量相关数据,给出对地攻击型UCAV的起飞推重比和起飞重量的确定原则.分析UCAV可能使用的内埋机载武器装备的相关数据,确定有效载荷质量.选定用于方案设计的发动机类型,并且确定UCAV的起飞重量.在若干基本参数和假定的基础上,通过对飞机起飞重量的分解定性计算,分析找出UCAV达到较大续航能力的关键因素是实现中小展弦比构型飞机的高升阻比和足够的机内空间.提出高度一体化融合的飞翼+升力体概念,设计并优化UCAV的总体外形方案,得到了小展弦比、高升阻比、高隐身的UCAV总体外形方案.     

UCAV最优筋斗机动实时指令生成设计

提出了基于时间最短的无人作战飞机(UCAV)筋斗机动动作实时轨迹生成方法。利用机载计算机预先装订的UCAV气动及三自由度飞机模型,实时生成具有迎角及法向过载保护的最优轨迹指令,同时采用经典控制方法进一步缩小跟踪误差,最终实现了UCAV所需的筋斗机动。仿真结果表明,该方法具有实时性强、生成轨迹易于跟踪控制、可有效保证飞行安全等优点。     

威胁联网下无人作战飞机突防作战航迹规划

以复杂战场环境下无人作战飞机(UCAV)的自主突防作战为研究背景,以防空单元为威胁建立威胁联网模型,针对威胁联网的指挥控制组织结构和信息交互关系的特点,建立了一种威胁联网的信息交互数学模型,并且通过网络模拟器NS-2(Network Simulator Version 2)仿真验证了该数学模型的合理性与适用性,同时基于此提出了一种UCAV威胁代价评估模型;然后,结合UCAV动力学约束与制导武器攻击区约束,给出一种基于改进稀疏A*算法的自主突防与攻击航迹规划算法。仿真结果表明,该算法能够快速获得UCAV突防作战航迹,且由于采用了动态的威胁评估方法,对突发威胁有较好的适用性。     

美国无人作战飞机系统的发展思路

无人作战飞机系统(UCAS)是可重复使用的、能够携带致命或非致命武器实施攻击任务的无人机系统,是适应未来信息化战争需求,在"空-天-地(海)"一体化信息网络环境中作战的智能化武器系统。无人作战飞机(UCAV)已成为21世纪军用航空装备发展的一个重要标志。     

奋起直追的欧洲无人机

为了赶上其他国家,特别是美国的无人机的发展步伐,欧洲至少有5个国家先后启动了各类无人作战项目,特别是近两年来,为了缩短与美国及以色列在无人机作战领域的差距,欧洲一些国家开始联合开展无人作战飞机(UCAV)以及中空长航时无人侦察系统的研制工作.     

基于并行蚁群优化的多UCAV任务分配仿真平台

多无人作战飞机(UCAV)协同作战是UCAV参与战斗的主要模式,而多UCAV任务分配是多UCAV协同作战研究的关键问题。针对现有多UCAV任务分配方法中所存在的计算量大、运行时间长等问题,提出了一种基于并行蚁群优化(ACO)的多UCAV任务分配方法。在构建多UCAV空战优势矩阵的基础上,给出了综合态势评估函数;随后阐述了基本ACO算法的基本原理和数学模型,提出了一种用并行ACO算法解决多UCAV任务分配问题的实现方法;最后基于MATLAB图形用户界面(GUI)开发了一种基于并行蚁群优化的多UCAV任务分配仿真平台。实践证明该仿真平台具有良好、开放的可扩展性,且使用方便。     

无尾飞翼气动布局是UCAV总体设计的最佳选择

从作战要求出发,无人作战飞机(UCAV)应具备全隐身、高机动性、高空长航时及经济性好的设计特点,无尾飞翼气动布局可以满足上述要求,称得上是UCAV总体设计方案的最佳选择,但仍有一些技术问题需要认真对待     

空中加油:从有人到无人的跨越

美国研究机构开发的自主空中加油验证系统,依赖精确的 GPS、惯性导航和视频跟踪等技术以及先进的自动控制算法,成功进行了无人机的空中自主加油验证试验,实现了空中加油技术从有人到无人的跨越,此项技术在无人作战飞机上将有广阔的应用前景。     

X-36试验顺利无尾高机动无人机进入新阶段

由NASA和波音公司共同完成的28％缩比尺寸的X-36第一阶段飞行试验计划,已取得了令人满意的结果。所以美国国防部预研局(DARPA)和美国空军将共同资助一项新的研究合同——先进技术验证计划(ATD),用来对发展实用性的高机动无人作战飞机的潜在能力和成本进行全面的评估。最终要达到以下3个目标:1.无人驾驶高机动战斗机(UCAV)的作战能力相对有人战斗机是否有明显的改善;2.这种飞行器相对于有人驾驶飞机的成本是否有大的节省;3.这种战斗机能否在最小风险和成本下综合到现有部队结构中。     

法国重视无人战斗飞行器的开发

为努力加强战斗机、航天系统及其它应用方面关键技术的欧洲霸主地位,法国已开始着手一项扩展的验证机计划,其中包括一种实验性无人驾驶战斗飞行器(UCAV)。该计划中最重大的项目将花费3亿欧元(3.48亿美元)用于设计和制造一种低可探测性UCAV,它可为欧洲在该领域的研究计划铺平道路。该飞机将具有突破性的技术,能够在网络中心环境下飞行时从内部挂架发射武器。该飞机将于2008年上天。据法国防部称,该项目并不打算作为未来系统计划的先驱,而旨在作为专门技术的一种创新,一直保持到今后十年中期未来有人或无人飞机计划的确定。UCAV计划也作…     

无人作战飞机的机动能力分析

采用有人战斗机去除人生理条件限制方法,探讨了无人作战飞机机动过载的增长潜力(机动能力)。结果表明,对比有人战斗机,无人作战飞机还具有很大的过载能力提升潜力。通过对影响有人战斗机的机动过载提高主要因素的分析,指出设计高机动无人作战飞机的技术途径及所涉及到的关键技术问题。     

无人机雷电防护设计技术综述

随着无人作战飞机纳入作战体系,全天候的作战使用需求对无人机雷电防护提出了更高需求,由于无人机通过地面测控系统进行人机交互,无法向有人机一样具备主动避开复杂气象环境的能力,其雷电总体防护设计显得尤为重要.基于MBSE的系统工程理论,描述了无人作战飞机雷电防护设计总体需求,阐述了无人机雷电防护总体设计流程及主要设计内容,对...     

基于MAX-MIN自适应蚁群优化的无人作战飞机航路规划

为了保证无人作战飞机(UCAV)以最小的被发现概率和最优的航程到达目标点,在敌方防御区域内执行任务前必须进行航路规划。蚁群优化(ACO)算法的并行实现机制适合于复杂作战环境下的UCAV航路规划,但是基本ACO算法有易陷于局部最优解的缺点。在对基本ACO算法采用精灵策略保留每次迭代最优解的基础上,提出了一种适用于航路规划的MAX-MIN自适应ACO算法,并给出了改进后ACO算法的实现流程,最后采用改进前后的ACO算法对某UCAV的任务态势分别做了仿真实验。实验结果表明改进后的ACO算法可更加有效地应用于UCAV航路规划。     

无人机推进系统技术研究

不同用途的无人机由于其任务使命不同,对推进系统的要求也有较大差异.本文介绍了短寿命无人侦察飞机(URAV)、隐身无人作战飞机(UCAV)和高空长航时无人机(HALE UAV)推进系统的特点,分析了各种无人机对推进系统的要求以及推进系统技术对无人机性能的影响等.