申请/专利权人：电子科技大学

申请日：2023-12-06

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN117724508A

主分类号：G05D1/46

分类号：G05D1/46;G05D1/695

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.05#实质审查的生效;2024.03.19#公开

摘要：本发明公开了一种利用涡流冲浪增程的紧密编队队形设计与编队变换方法，属于飞行器紧密编队增程减阻技术领域，用于利用紧密编队中的翼尖涡流冲浪达到增程的目的。本发明首先建立翼飞行器的受涡流影响的数学模型，基于风洞试验与计算数据得到长机所产生的翼尖涡区域内僚机的初始气动特性参数，设计紧密编队最优队形代价函数，对期望队形进行规划。在此基础上，进一步设计紧密编队油耗与变换策略代价函数，对油耗和变换策略进行规划，以得到最佳状态保持时间与最优编队状态变换策略，实现利用紧密编队中的翼尖涡流冲浪达到增程的目的。

主权项：1.利用涡流冲浪增程的紧密编队队形设计与编队变换方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1，气动数据处理：基于风洞试验获取飞行编队长机产生的翼尖涡区域内僚机的离散气动特性参数，包括：滚转力矩系数，俯仰力矩系数和偏航力矩系数以及升力系数、阻力系数；对获取的离散气动特性参数进行插值处理，并获取任意前后机相对位置与各离散气动特性参数的映射关系；步骤2，计算增程比例：基于输入的飞行编队的期望属性信息，将飞行编队分为不同的编队层级，当前编队层级会受到前一编队层级的飞行器的尾涡影响；计算飞行编队的每一编队层级的增程比例；步骤3，寻找飞行编队最优相对位置：基于预置的飞行编队的最优队形代价函数，从前往后逐层遍历每一编队层级，并采用启发式优化算法逐层寻找使得当前编队层级的油耗率最小且增程比例最大的最优位置；再基于当前编队层级的最优位置对下一编队层级的最优位置进行迭代寻优，逐层得到每一编队层级的最优位置，基于所有编队层级的最优位置得到飞行编队的最优编队队形位置以及对应编队层级的油耗率；步骤4，计算飞行编队的整体增程比例：基于编队状态规划与对应的状态保持时间，通过当前获得的整个飞行编队的最优编队队形位置及对应编队层级的油耗率更新编队中各飞行器的质量；再基于步骤3获取当前飞行器质量下的飞行编队的最优编队队形位置以及对应编队层级的油耗率；从第一编队层级开始逐层基于当前的整个飞行编队的最优编队队形位置及对应编队层级的油耗率更新编队中各飞行器的质量，并获取更新飞行器质量后的飞行编队的最优编队队形位置以及对应编队层级的油耗率；再基于所有编队层级的再新飞行器质量后的飞行编队的最优编队队形位置以及对应编队层级的油耗率得到在当前编队状态规划与对应的状态保持时间规划下的编队队形变换与编队保持过程的整体增程比例；步骤5，寻找编队最优编队状态规划与对应的最佳状态保持时间：根据步骤4得到的编队整体增程比例，基于预置的油耗与变换策略代价函数，采用启发式优化算法寻找使得编队整体增程比例最大的最优编队状态及其最佳状态保持时间，得到最终的编队队形。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 电子科技大学 利用涡流冲浪增程的紧密编队队形设计与编队变换方法

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