[發明專利]一種低速無人機滿足炸彈投放扇面角條件的攻擊航路在線規劃方法

有效

• 申請號: 202011488024.8
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112596544B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 劉海龍;寇巍巍;郝克;陳鵬翰;陳明明
• 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;G05D1/12
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

一種低速無人機滿足炸彈投放扇面角條件的攻擊航路在線規劃方法，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，實時判斷當前高空風況是否滿足低速無人機執行炸彈投放任務，在線計算炸彈攻擊航路的調整角度及調整方向，引導低速無人機快速完成炸彈打擊任務，提高低速無人機執行炸彈打擊任務時的靈活性和時效性，從而最大限度地提高炸彈的使用能效。

技術領域

本發明涉及一種低速無人機滿足炸彈投放扇面角條件的攻擊航路在線規劃方法，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。

常規的做法是，將無人機的炸彈攻擊航路按照順風或者逆風，且指向打擊目標的方向設計，使炸彈的投放扇面角盡可能小。此種做法的缺點是，設計出的攻擊航路入口可能與無人機當前所處的位置較遠，需要無人機飛行較長的一段時間，才能完成打擊任務，無人機執行炸彈打擊任務時的靈活性和時效性較低。

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。此時，當無人機在執行炸彈打擊任務的飛行過程中，若依舊按照順風或者逆風的攻擊航路進行炸彈打擊作業，將降低靈活性與實效性。因此，為了滿足低速無人機投放炸彈時的扇面角條件，又盡可能快速且靈活地完成炸彈打擊任務，需要研究一種能夠在一定側風條件下實時在線完成低速無人機炸彈攻擊航路規劃的方法。

發明內容

本發明解決的技術問題是：針對目前現有技術中，低速無人機按照順風或者逆風的攻擊航路進行炸彈打擊作業容易降低靈活性與實效性的問題，提出了一種低速無人機滿足炸彈投放扇面角條件的攻擊航路在線規劃方法。

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：

一種低速無人機滿足炸彈投放扇面角條件的攻擊航路在線規劃方法，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、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)繪制能夠表征炸彈攻擊航路、最大高空風速限制條件、炸彈投放扇面角滿足情況三者之間關系的彩虹環；

(4)對當前攻擊航路下的高空風況進行判斷，若不滿足低速無人機執行炸彈投放任務，則計算炸彈攻擊航路的調整角度及調整方向，進入步驟(5)；若滿足，則按當前攻擊航路進行炸彈投放任務；

(5)根據步驟(4)所得炸彈攻擊航路的調整角度及調整方向，引導低速無人機進行炸彈打擊任務。

所述步驟(1)中，低速無人機投放炸彈時允許的最大側風分量V_WMBRx的計算方法為：

V_WMBRx＝V_UAV·sinθ_Max

式中，低速無人機的飛行速度為巡航空速V_UAV，炸彈的最大投放扇面角為θ_Max。

所述步驟(2)中，低速無人機執行炸彈打擊任務時，允許的最大高空風速為V_WM，計算方法為：