CN107284687A - 小型飞行器抛射速度选择方法 - Google Patents

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高敏
张永伟
吕静
宋卫东
施冬梅
方丹
陶贵明
李超旺
王毅
陈永超
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/04—Ground or aircraft-carrier-deck installations for launching aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种小型飞行器抛射速度选择方法，涉及小型飞行器技术领域。所述方法为：当小型飞行器对于特定的抛射距离具有两个及以上的抛射速度可供选择时，选择满足抛射距离要求的抛射速度中最大抛射速度进行抛射。通过仿真分析可知，选择能够达到特定抛射距离所对应的最大抛射速度进行抛射，可以显著提升小型飞行器修正能力以及修正能力对特定位置散布的覆盖率，从而提高小型飞行器抛射精度。

Description

小型飞行器抛射速度选择方法
技术领域
本发明涉及小型飞行器技术领域，尤其涉及一种小型飞行器抛射速度选择方法。
背景技术
飞行器位置控制精度对飞行器完成后续任务具有重要作用，尤其是对于军用飞行器而言。对于抛射式的无人可控飞行器而言，其最终能够达到的位置控制精度除了与飞行器的气动外形、控制方式与方法等密切相关外，还与初始抛射速度有关。对于具有多个初始抛射速度的飞行器而言，可以通过抛射速度和抛射角度的组合实现在不同的抛射速度下达到相同的抛射距离。对于通常采用45°及以上角度抛射的无控飞行器而言，传统的方法是，采用能够到达抛射距离的最低抛射速度进行抛射，以延长抛射平台的寿命。
可控飞行器相对于无控飞行器而言，其主要目的在于通过飞行航迹控制，提高位置控制精度，采用舵进行飞行轨迹控制的可控飞行器，其轨迹控制除了与飞行器外形尺寸、舵结构尺寸、飞行轨迹控制方法等有关外，还与飞行器飞行速度和时间有关，同等条件下，飞行速度越高，产生的控制力相应越大，控制能力相应越强；飞行时间越长，控制能力越强。
对于利用45°及以上抛射角度的小型可控飞行器而言，采用传统的低速度和小角度抛射，飞行器整个飞行过程中飞行速度相对较低，飞行时间相对较短，会对飞行器轨道控制能力带来不利影响，从而对可控飞行器主要性能指标位置控制精度带来不利影响，因此传统的选择特定抛射距离所对应的低抛射速度进行抛射的方法并不一定适用于可控飞行器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种提高位置控制精度的小型飞行器抛射速度选择方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种小型飞行器抛射速度选择方法，其特征在于所述方法为：
当小型飞行器对于特定的抛射距离具有两个及以上的抛射速度可供选择时，选择能够达到特定抛射距离所对应的最大抛射速度进行抛射。
优选的，所述小型飞行器的抛射角度范围为45°~80°。
优选的，所述小型飞行器为具有尾翼和控制舵的低速滚转的具有多种抛射速度的无人可控小型飞行器。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：当小型飞行器对于特定的抛射距离具有两个及以上的抛射速度可供选择时，选择满足抛射距离要求的抛射速度中最大抛射速度进行抛射，通过仿真可以得出选择最大抛射速度可以显著提升修正能力，从而提高位置控制精度。
附图说明
图1是以4km抛射距离为例，选择较低抛射速度进行抛射时位置控制能力与落点整散布椭圆的对比情况图；
图2是以4km抛射距离为例，选择较高抛射速度进行抛射时位置控制能力与落点整散布椭圆的对比情况图；
图3是以4km抛射距离为例，根据现有技术选择较低抛射速度时的仿真结果图；
图4是以4km抛射距离为例，根据本发明实施例所述方法选择较高抛射速度时的仿真结果图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明公开了一种小型飞行器抛射速度选择方法，所述方法为：当小型飞行器对于特定的抛射距离具有两个及以上的抛射速度可供选择时，选择能够达到特定抛射距离所对应的最大抛射速度进行抛射。
以4km抛射距离为例，选择较高抛射速度抛射时位置控制能力与落点整散布椭圆的对比情况如图2所示。对比图2和图1可知，与选择较低抛射速度相比，选择较高抛射速度可大幅提高位置控制能力对落点散布的覆盖率。
仿真验证：
如上所述，设定同一抛射距离，选择的抛射速度越高，修正能力对落点整散布椭圆的覆盖率越高，越有利获得更高的位置控制精度，因此，在有多个抛射速度可供选择时，应选择最大抛射速度进行抛射。通过蒙特卡洛仿真验证该方法的可行性与有效性。
小型飞行器采用摄动落点位置预测方法预测位置偏差，该方法能实时预测落点位置偏差，预测精度较高，能够充分利用舵机控制能力。
仿真的抛射距离为4000 m，采用标准气象条件，海拔高设为200 m。仿真中，水平定位误差8 m，垂直定位误差12 m，水平定速误差0.3 m/s，垂直定速误差0.4 m/s，抛射速度扰动2 m/s，阻力系数扰动1%，初始抛射角度偏差0.3°，初始抛射方向偏差0.3°，纵风扰动1.5m/s，横风扰动1.5 m/s，以上均为1σ条件下。
1）仿真试验1：根据现有技术，选择抛射速度239 m/s，相对抛射角度为52.4°，仿真结果如图3所示。无控状态下纵向落点位置偏差范围为-173.3~181.2 m，横向落点偏差范围为-161.1~147.6 m，有控状态下纵向落点位置偏差范围为-62.2~48.6 m，横向落点位置偏差范围为-16.2~17.1 m。经统计，仿真无控状态下的CEP为75.7 m，有控状态下的CEP为11.3m。这与图3中修正能力对落点位置散布的覆盖情况是一致的。
2）仿真试验2：根据本实施例所述方法，选择较高抛射速度330 m/s，相对抛射角度为70.2°，仿真结果见图4。无控状态下纵向落点偏差范围为-202.1~274.3 m，横向落点偏差范围为-254.5~208.4 m，有控状态下纵向落点位置偏差范围为-20.8~45.8 m，有控状态下横向落点位置偏差范围为-15.8~16.2 m。经统计，无控状态下的CEP为98.1 m，有控状态下的CEP为7.0 m。
对比仿真试验1与仿真试验2的结果可知，采用本发明实施例所述方法，尽管小型飞行器无控状态下的落点散布更大，但有控状态下仍然能取得更高的位置控制精度。

Claims (3)

1.一种小型飞行器抛射速度选择方法，其特征在于所述方法为：
当小型飞行器对于特定的抛射距离具有两个及以上的抛射速度可供选择时，选择能够达到特定抛射距离所对应的最大抛射速度进行抛射。
2.如权利要求1所述的小型飞行器抛射速度选择方法，其特征在于：所述小型飞行器的抛射角度范围为45°~80°。
3.如权利要求1所述的小型飞行器抛射速度选择方法，其特征在于：所述小型飞行器为具有尾翼和控制舵的低速滚转的具有多种抛射速度的无人可控小型飞行器。
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