一种低速无人机满足炸弹投放扇面角条件的攻击航路在线规划方法技术

一种低速无人机满足炸弹投放扇面角条件的攻击航路在线规划方法，可直观地表示出空中风场在低速无人机投放炸弹时，对炸弹投放扇面角的影响，实时判断当前高空风况是否满足低速无人机执行炸弹投放任务，在线计算炸弹攻击航路的调整角度及调整方向，引导低速无人机快速完成炸弹打击任务，提高低速无人机执行炸弹打击任务时的灵活性和时效性，从而最大限度地提高炸弹的使用能效。

【技术实现步骤摘要】
一种低速无人机满足炸弹投放扇面角条件的攻击航路在线规划方法
本专利技术涉及一种低速无人机满足炸弹投放扇面角条件的攻击航路在线规划方法，属于无人机技术中目标打击

技术介绍
现阶段国内外无人机的机载炸弹，种类较多，有常规航空炸弹、GPS型制导炸弹、激光型制导炸弹以及其他制导类型炸弹。由于无人机本身飞行速度较低，高空风对无人机的飞行姿态影响很大，且大多数无人机机载炸弹不带有动力装置。因此，低速无人机投放炸弹时，容易受到空中侧风的影响导致偏流角较大进而影响炸弹投放扇面角条件。常规的做法是，将无人机的炸弹攻击航路按照顺风或者逆风，且指向打击目标的方向设计，使炸弹的投放扇面角尽可能小。此种做法的缺点是，设计出的攻击航路入口可能与无人机当前所处的位置较远，需要无人机飞行较长的一段时间，才能完成打击任务，无人机执行炸弹打击任务时的灵活性和时效性较低。随着制导炸弹气动外形的优化和导航控制算法的发展，制导炸弹投放时允许的扇面角范围逐渐变大。此外，常规航空炸弹多采用低阻外形，也允许在一定范围的扇面角内投放。这使得低速无人机执行炸弹打本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低速无人机满足炸弹投放扇面角条件的攻击航路在线规划方法，其特征在于步骤如下：/n(1)根据低速无人机的飞行速度和炸弹的最大投放扇面角，计算低速无人机投放炸弹时允许的最大侧风分量；/n(2)根据炸弹离轨飞行的最大高空风速限制、低速无人机飞行的最大高空风速限制，确定低速无人机执行炸弹打击任务时允许的最大高空风速；/n(3)绘制能够表征炸弹攻击航路、最大高空风速限制条件、炸弹投放扇面角满足情况三者之间关系的彩虹环；/n(4)对当前攻击航路下的高空风况进行判断，若不满足低速无人机执行炸弹投放任务，则计算炸弹攻击航路的调整角度及调整方向，进入步骤(5)；若满足，则按当前攻击航路进行炸弹投放任务；...

【技术特征摘要】
1.一种低速无人机满足炸弹投放扇面角条件的攻击航路在线规划方法，其特征在于步骤如下：
(1)根据低速无人机的飞行速度和炸弹的最大投放扇面角，计算低速无人机投放炸弹时允许的最大侧风分量；
(2)根据炸弹离轨飞行的最大高空风速限制、低速无人机飞行的最大高空风速限制，确定低速无人机执行炸弹打击任务时允许的最大高空风速；
(3)绘制能够表征炸弹攻击航路、最大高空风速限制条件、炸弹投放扇面角满足情况三者之间关系的彩虹环；
(4)对当前攻击航路下的高空风况进行判断，若不满足低速无人机执行炸弹投放任务，则计算炸弹攻击航路的调整角度及调整方向，进入步骤(5)；若满足，则按当前攻击航路进行炸弹投放任务；
(5)根据步骤(4)所得炸弹攻击航路的调整角度及调整方向，引导低速无人机进行炸弹打击任务。


2.根据权利要求1所述的一种低速无人机满足炸弹投放扇面角条件的攻击航路在线规划方法，其特征在于：
所述步骤(1)中，低速无人机投放炸弹时允许的最大侧风分量VWMBRx的计算方法为：
VWMBRx＝VUAV·sinθMax
式中，低速无人机的飞行速度为巡航空速VUAV，炸弹的最大投放扇面角为θMax。


3.根据权利要求1所述的一种低速无人机满足炸弹投放扇面角条件的攻击航路在线规划方法，其特征在于：
所述步骤(2)中，低速无人机执行炸弹打击任务时，允许的最大高空风速为VWM，计算方法为：
VWM＝min{VWMB，VWMU}
式中，VWMB为炸弹离轨飞行的最大高空风速限制，VWMU为低速无人机飞行的最大高空风速限制，即低速无人机执行炸弹打击任务时，要同时满足炸弹离轨飞行和无人机飞行对高空风速的要求。


4.根据权利要求1所述的一种低速无人机满足炸弹投放扇面角条件的攻击航路在线规划方法，其特征在于：
所述步骤(3)构建的彩虹环中，U表示无人机，T表示目标，矢量表示无人机地速，矢量表示无人机巡航空速，矢量表示高空风速VWS，O为彩虹环的中心，L1表示指向目标的攻击航路，半径为RMin的圆用于表示在攻击航路L1下进行炸弹投放时，侧风分量的限制，且有RMin＝VWMBRx；半径为RMax的圆用于表示执行炸弹打击任务时，允许的最大高空风速，且有RMax＝VWM；两条与L1平行的线l1和l2与半径为RMin的圆相切，平行线l1、l2与该圆围成的条带区域，用于表示满足攻击航路L1的炸弹投放扇面角条件的空中风场区域。


5.根据权利要求1所述的一种低速无人机满足炸弹投放扇面角条件的攻击航路在线规划方法，其特征在于：
所述彩虹环中，半径RMax必大于半径RMin，低速无人机执行炸弹打击任务时允许的最大高空风速应大于投放炸弹时允许的最大侧风分量，若RMax不大于RMin，则在低速无人机执行炸弹打击任务时允许的最大高空风速限制内，高空风场均可满足炸弹的投放扇面角条件，无人机可完成炸弹攻击任务。


6.根据权利要求1所述的一种低速无人机满足炸弹投放扇面角条件的攻击航路在线规划方法，其特征在于：
所述步骤(4)中，根据彩虹环中任意攻击航路的条带区域，判断当前高空风况是否满足低速无人机执行炸弹投放任务条件，具体判断公式为：



式中，α1表示炸弹攻击航路来流...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海龙，寇巍巍，郝克，陈鹏翰，陈明明，
申请(专利权)人：彩虹无人机科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13