基于无人机与有人机混合运行的尾流间隔确定方法及系统

专利主权项内容

1.一种基于无人机与有人机混合运行的尾流间隔确定方法，其特征在于，包括：在静风条件下，以预设的有人机为前机，对所述前机进行中心点标定，得到前机中心点，并以所述前机中心点为基准点，构建尾涡直角坐标系，具体包括：在静风条件下，以所述有人机为前机，对所述前机进行中心点标定，得到所述前机中心点；对所述前机进行飞行速度方向标定，得到所述前机对应的飞行速度方向；对所述前机进行翼展方向标定，得到所述前机对应的翼展方向；以所述前机中心点为坐标原点，以所述飞行速度方向为方向，以所述翼展方向为/>方向，以垂直于所述飞行速度方向的目标方向为/>方向构建所述尾涡直角坐标系；通过所述尾涡直角坐标系对所述前机进行诱导速度计算，得到垂直诱导速度，其中，所述垂直诱导速度的表达式如下所示：
；其中，为垂直诱导速度，/>为所述前机产生的左涡作用于后机的垂直诱导速度，为所述前机产生的右涡作用于后机的垂直诱导速度，/>为所述左涡的环量数据；/>为所述右涡的环量数据；/>为所述前机产生的左涡的涡核坐标，/>为所述前机产生的右涡的涡核坐标，/>为在所述前机产生的涡流中任意一点的坐标，/>为涡核半径；以预设的无人机为后机，基于所述垂直诱导速度对所述后机进行附加升力计算，得到所述后机的附加升力，具体包括：以所述无人机为后机，基于预设的附加升力计算公式，通过所述垂直诱导速度对所述后机进行附加升力计算，得到所述后机的附加升力，其中，所述附加升力计算公式如下所示：
；其中，为所述后机的附加升力，/>为无穷远空气密度，/>为来流速度，/>为所述后机的升力线斜率，/>为所述后机的机翼固定弦长，/>为所述后机的翼展数据；通过所述附加升力，对所述后机进行诱导滚转力矩分析，得到所述后机的诱导滚转力矩，具体包括：基于预置的诱导滚转力矩计算公式，通过所述附加升力对所述后机进行诱导滚转力矩分析，得到所述后机的诱导滚转力矩，其中，所述诱导滚转力矩计算公式如下所示：
；其中，为诱导滚转力矩；对所述诱导滚转力矩进行滚转力矩系数分析，得到所述后机对应的滚转力矩系数，具体包括：通过预置的滚转力矩系数计算公式，对所述诱导滚转力矩进行滚转力矩系数分析，得到所述后机对应的滚转力矩系数，其中，所述滚转力矩系数计算公式如下所示：
；其中，为滚转力矩系数，/>所述后机的机翼面积；通过所述滚转力矩系数对所述后机进行危险区域划分，得到对应的多个危险区域；分别对每个所述危险区域进行尾流间隔数据分析，得到每个所述危险区域对应的尾流间隔数据，具体包括：对所述滚转力矩系数进行范围标定，得到对应的系数范围数据；通过所述系数范围数据对所述后机进行危险区域划分，得到多个所述危险区域，其中，基于有人机机型参数以及标准大气数据，计算得到的后机遭遇尾流后空气动力学响应诱导滚转力矩系数值，并通过滚转力矩系数对后机进行危险区域划分，得到对应的多个危险区域，其中，诱导滚转力矩系数R＜0.028危险等级为1级；0.028＜R≤0.044危险等级为2级；R>0.044危险等级为3级；将危险等级2级以上的全部定为危险区域，其中，分别对每个危险区域进行尾流间隔数据分析，得到每个危险区域对应的尾流间隔数据时，通过容差进行进一步的分析，其中，根据容差危险区域的划分方式如下：纵向危险区域：在尾涡随时间消散的过程中，在有人机飞行方向滚转力矩系数R≥0.028的范围内为纵向危险区域范围；侧向危险区域：将总侧向容差扩大接近机身部分安全区消失时为止，计算出危险区域宽度为侧向危险区域范围；垂直方向危险区域：伴随着尾涡的消散和下沉运动，考虑垂直方向的纵容差，计算出在下降路径中滚转力矩系数R≥0.028的范围为垂直方向危险区域范围，最终得到每个危险区域对应的尾流间隔数据。 来自马克数据网