[发明专利]一种无人机进场着陆下滑通道设计与下滑轨迹调整方法

说明书

技术领域

本发明属于飞行控制技术领域，主要涉及一种飞机进场着陆下滑通道设计与五边航线下滑轨迹调整方法。 

背景技术

五边航线是一种基本的起落航线，五边航线由以下五条边组成，如图1所示：第一边（离场边）、第二边（侧风边，与跑道方向成90度）、第三边（下风边，方向与跑道起飞方向反向平行）、第四边（基线边，与跑道垂直）、第五边（进场边，与起飞方向相同）。由于五边航线有五条边，因此该五边航线通常由六个点连接构成；在平飞高度的选择及航点的编排时，需要综合考虑机场的地理位置、飞机的下滑线角度等因素。对于常规飞行器来说，五边航线的进场着陆段轨迹由下滑及拉平两个不同阶段组成，如图2，在下滑过程中飞行器以固定的下滑角和恒定的下滑速度进行下滑，故又可称为平衡下滑段，当高度低于一定值后进行拉平（一般指数拉起）操作，目的是减小飞行器触地（到达着陆点）时的下沉率，保证着陆安全。在飞机进行最后的下滑着陆时，由于种种原因，现有的方案大都选取-2.5°作为平衡下滑段的航迹倾角。该种方案虽然使用起来简单，但是由于下滑线角度固定，导致下滑距离随着平飞高度的增加而呈线性增加，对于周围地势平坦的机场来说可以实现，然而由于某些机场的特殊地理条件，并不能按照传统方案顺利实施，比如在机场周围有高的障碍物时，若以-2.5°的下滑航迹倾角进行进场着陆就会有撞机的危险；此外在有些情况也需要在平飞高度一定的情况下，对飞机的进场段下滑距离进行调整，利用传统的固定下滑航迹倾角的方法均不能完成所提出的要求。 

发明内容

本发明为了解决现有技术中需要对下滑距离和下滑航迹倾角进行调整的问题，提供一种飞机进场着陆下滑通道设计与五边航线下滑轨迹调整方法，所述的方法首先根据飞机的气动特性以及发动机特性，规划出满足着陆条件的下滑通道；然后根据机场的现场条件及实际需要，确定出合理的平飞高度以及飞机的进场下滑距离，通过改变飞机进场着陆平衡下滑段航迹倾角的方法实现对下滑距离和下滑航迹倾角的调整，有效避开障碍物对飞机进场着陆的影响；最后采用轨迹延拓的方法得到飞机的动压、速度、迎角、升降舵偏角等参数沿轨迹的变 化曲线，实现飞机的安全着陆。 

本发明提供的一种无人机进场着陆下滑通道设计与下滑轨迹调整方法，包括如下步骤： 

第一步，根据固定航迹倾角和发动机推力为零，分别确定飞机下滑通道的下边界和上边界；具体为：将航迹倾角为-2.5°时对应的下滑轨迹作为下滑通道的下边界；发动机的推力为0时对应的下滑轨迹作为下滑通道的上边界； 

第二步，根据五边航线上障碍物的高度，调整五边航线，实现飞机安全着陆。具体分两种情况，第一种，当着陆跑道反向延长线存在可飞跃障碍物，则增加平飞高度并增大航迹倾角后进行下滑，此时下滑距离不变，如图3所示；第二种，当着陆跑道反向延长线存在不可飞跃障碍物，则减少下滑距离并增大航迹倾角后进行下滑，此时平飞高度不变，如图4所示。 

本发明的优点在于： 

(1)给出了设计常规飞行器下滑通道的方法，并据此得到下滑通道的上边界和下边界； 

(2)给出了适用于一般五边航线平飞高度及下滑距离的调整方法，更加适合于具有障碍物影响着陆的情况，提高着陆安全性； 

(3)设计和调整过程简单，便于应用。 

附图说明

图1是现有技术中五边航线示意图； 

图2为现有常规飞行器按照五边航线进场着陆的下滑通道示意图； 

图3是五边航线上具有可飞跃障碍物时平飞高度需要调整的下滑轨迹示意图； 

图4是五边航线上具有不可飞跃障碍物时下滑距离需要调整的下滑轨迹示意图； 

图5是实施例飞机的下滑通道设计上边界和下边界结果示意图； 

图6是实施例调整后五边航线的俯视图； 

图7是实施例调整后进场着陆轨迹的侧视图； 

图8是实施例飞机沿调整后轨迹延拓的速度剖面； 

图9是实施例飞机沿调整后轨迹延拓的迎角剖面； 

图10是实施例飞机沿调整后轨迹延拓的升降舵偏角剖面图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。