[发明专利]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

说明书

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。

技术领域

本发明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领域。

背景技术

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击任务时，在一定的空中侧风环境，且满足投放要求的较大扇面角条件下，能够进行炸弹的投放操作。此时，当无人机在执行炸弹打击任务的飞行过程中，若依旧按照顺风或者逆风的攻击航路进行炸弹打击作业，将降低灵活性与实效性。因此，为了满足低速无人机投放炸弹时的扇面角条件，又尽可能快速且灵活地完成炸弹打击任务，需要研究一种能够在一定侧风条件下实时在线完成低速无人机炸弹攻击航路规划的方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，低速无人机按照顺风或者逆风的攻击航路进行炸弹打击作业容易降低灵活性与实效性的问题，提出了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。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

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，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。

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V_WMBRx的计算方法为：

V_WMBRx＝V_UAV·sinθ_Max

式中，低速无人机的飞行速度为巡航空速V_UAV，炸弹的最大投放扇面角为θ_Max。

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V_WM，计算方法为：