[發明專利]一種低速無人機炸彈投放扇面角條件的攻擊區域離線規劃方法

有效

• 申請號: 202011488022.9
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112731964B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 劉海龍;范楷;寇巍巍;郝克;陳鵬翰
• 申請（專利權）人: 彩虹無人機科技有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

一種低速無人機炸彈投放扇面角條件的攻擊區域離線規劃方法，可直觀地表示出空中風場在低速無人機投放炸彈時，對炸彈投放扇面角的影響，提前判斷任務區域的高空風況是否滿足低速無人機執行炸彈投放任務，離線完成低速無人機炸彈攻擊區域規劃，提高低速無人機執行炸彈打擊任務時的任務出動成功率，減小任務指揮官的決策壓力，從而最大限度地提高了炸彈的使用能效。

技術領域

本發明涉及一種低速無人機炸彈投放扇面角條件的攻擊區域離線規劃方法，屬于無人機技術中目標打擊技術領域。

背景技術

現階段國內外無人機的機載炸彈，種類較多，有常規航空炸彈、GPS型制導炸彈、激光型制導炸彈以及其他制導類型炸彈。由于無人機本身飛行速度較低，高空風對無人機的飛行姿態影響很大，且大多數無人機機載炸彈不帶有動力裝置。因此，低速無人機投放炸彈時，容易受到空中側風的影響導致偏流角較大進而影響炸彈投放扇面角條件。隨著制導炸彈氣動外形的優化和導航控制算法的發展，制導炸彈投放時允許的扇面角范圍逐漸變大。此外，常規航空炸彈多采用低阻外形，也允許在一定范圍的扇面角內投放。這使得低速無人機執行炸彈打擊任務時，在一定的空中側風環境，且滿足投放要求的較大扇面角條件下，能夠進行炸彈的投放操作。

抗側風投放炸彈能力的提高，能夠使低速無人機在執行炸彈打擊任務時的攻擊航路與高空風存在一定的夾角，但當夾角增大或者風速增大到一定程度時，則需要調整炸彈攻擊航路以滿足投放扇面角的限制。然而，在實際的打擊過程中，任務區域的空域往往會受到多方面的限制，例如戰場安全環境限制，邊境限制等，無人機將無法在360°范圍內進行全向攻擊，甚至將導致任務無法在允許的空域內順利執行。

此時，若任務指揮官貿然決定出動無人機執行炸彈打擊任務，可能導致任務失敗，延誤了戰機。因此，為了提高低速無人機執行炸彈打擊任務時的任務出動成功率，需要研究一種在無人機出動前的任務規劃階段，就能夠預判任務區域的高空風況對執行炸彈打擊任務的影響，并合理規劃出滿足多種限制條件的攻擊區域的方法。

發明內容

本發明解決的技術問題是：針對目前現有技術中，針對現有炸彈打擊任務容易出現的無法順利執行或延誤戰機的問題，提出了一種低速無人機炸彈投放扇面角條件的攻擊區域離線規劃方法，提升任務出動成功率。

本發明解決上述技術問題是通過如下技術方案予以實現的：

一種低速無人機炸彈投放扇面角條件的攻擊區域離線規劃方法，步驟如下：

(1)根據低速無人機的飛行速度和炸彈的最大投放扇面角，計算低速無人機投放炸彈時允許的最大側風分量；

(2)根據炸彈離軌飛行的最大高空風速限制和低速無人機飛行的最大高空風速限制，確定低速無人機執行炸彈打擊任務時允許的最大高空風速；

(3)根據步驟(1)、步驟(2)所得最大側風分量、最大高空風速、炸彈攻擊航路、高空風速限制條件、炸彈投放扇面角繪制彩虹環；

(4)根據步驟(3)繪制的彩虹環，計算高空風況條件下低速無人機執行炸彈打擊任務所需空域大小；

(5)若執行炸彈打擊任務允許空域小于步驟(4)所得炸彈打擊任務所需空域，則根據氣象預報，提前預估炸彈打擊任務區域內的高空風況能否滿足在炸彈打擊任務允許空域范圍內進行炸彈投放；若滿足，進入步驟(6)，否則進入步驟(7)；

(6)執行炸彈打擊任務；

(7)重新規劃炸彈攻擊區域，并返回步驟(1)重復步驟(1)至步驟(5)進行炸彈打擊任務所需空域判斷。

所述步驟(1)中，最大側風分量的計算方法具體為：

V_WMBRx＝V_UAV·sinθ_Max