考虑尾流影响的无人机编队视景仿真方法研究.pdf

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1、第32卷第3期飞行力学Vol

2、32No．32014年6月FLIGHTDYNAMICSJune2014考虑尾流影响的无人机编队视景仿真方法研究薛源，徐浩军，张建林，叶蔚(1．空军工程大学航空航天工程学院，陕西西安710038；2．中国人民解放军94270部队，山东济南250114)摘要：对无人机编队情形下分布式视景仿真方法进行了研究，并将尾流引入实时飞行仿真计算。创建了某地真实环境下高保真度的三维大地景，同时构建了无人机编队飞行分布式仿真框架；将编队飞行计算单元与视景显示单元分离，计算单元通过总线内的交互

3、数据实时、同步驱动二维和三维视景；最后对长僚机在编队情形下执行YOYO战术机动的过程进行了仿真。仿真结果表明，僚机在YOYO机动的初始阶段和结束阶段受到尾流的影响较大，须动态调整操纵面来配平尾流引起的升力增量和滚转力矩增量；同时亦验证了所设计的跟踪算法在维持编队状态上具有较高的精度，所构建的视景仿真系统具有较高的实时性和可靠性。关键词：无人机编队；尾流；视景系统；三维大地景；YOYO机动中图分类号：V211．8；TP391．9文献标识码：A文章编号：1002—0853(2014)03—0209—05Vi

4、sualsimulationofUAVformationflightconsideringwakevortexXUEYuan，XUHao-jun，ZHANGJian—lin，YEWei(1．AeronauticsandAstronauticsEngineeringCollege，AFEU，Xi’an710038，China；2．94270UnitofthePLA，Jinan250114，China)Abstract：Distributedvisualsimulationmethodswerestudie

5、dforUAVformationflight，andthewakevor-texwastakenintoreal—timeflightsimulation．Highpreciselandscapeofalargeareawascreatedunderrealenvironment，thendistributedsimulationframeworkwasbuilt，whichcouldseparateformationflightcalculationunitfromvisualdisplayunit．

6、The2Dand3Dvisualscenecouldbedrivensynchronouslythroughflightsimulationdatainthereal-timeserverbus．TheYOYOtacticalmaneuverduringUAVfor-marionflyingwassimulated．Simulationresultsshowthatthewakevortexhasasignificantimpactonwingmanintheinitialstageandtheends

7、tageofYOYOmaneuver．Sothecontrolsurfacesarerequiredtoadjustdynamicallyforcompensatingthewakeinducedliftincrementandrollingmomentincrement．Itisalsoverifiedthetrackingalgorithmdesignedformaintainingformationhasahighaccuracy，andthecon—structedvisualsimulatio

8、nsystemalsohashighreal—timeperformance，stabilityandreliability．Keywords：UAVformatfi)n；wakevortex；visionsystem；3Dlandscape；YOYOmaneuver0引昌尾流场对后机气动性能及安全性的影响，并进行了相关研究。国内研究人员对这一问题的认识还在无人机系统越来越强调体系协同能力的背景不够，定量研究不足，对无人机编队情形下长机尾流下，无人机编队飞行仿真技术成为一个重要的研究场对僚机气动影响的研

9、究较少。研究工作大多是分方向，拥有广阔的发展前景。J。通过无人机编队析尾流对后机的气动影响，并没有涉及编队飞行控飞行仿真研究可以拓宽无人机的应用范围、提高执行任务效能、增加系统冗余度，使其较好地适应复杂制算法。针对编队飞行控制算法的研究大多是基于环境，完成单机无法自主完成的任务。理想无尾流扰动状况，很少涉及前机尾流对后前机尾流是研究无人机编队问题需要考虑的一机的气动影响或者研究不深，更少有研究编队视景个重要影响因素。国外学者较早认识到编队情