申请/专利权人：中国民航大学

申请日：2024-01-05

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN117521425B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2024.02.27#实质审查的生效;2024.02.06#公开

摘要：本发明涉及尾流间隔分析技术领域，公开了一种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，用于弥补当前在尾流间隔分析中未有对无人机进行间隔分析的不足。包括：在静风条件下，以有人机为前机，对前机进行中心点标定，得到前机中心点，以前机中心点为基准点构建尾涡直角坐标系；对前机进行诱导速度计算，得到垂直诱导速度；对后机进行附加升力计算，得到后机的附加升力；对后机进行诱导滚转力矩分析，得到后机的诱导滚转力矩；对诱导滚转力矩进行滚转力矩系数分析，得到后机对应的滚转力矩系数；对后机进行危险区域划分，得到对应的多个危险区域；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。

主权项：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；R0.044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。

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百度查询： 中国民航大学 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

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