[发明专利]无附带损伤的无人拦截飞行器方法

摘要

本发明公开了一种无附带损伤的使用无人机抛撒纤维丝束幕拦截飞行器的方法。该方法设计方案主要包括确定纤维丝束幕在展开状态下的设计宽度、高度、修正设计宽度、确定纤维丝束幕与飞行器的交会条件、无人机抛撒纤维丝束五个步骤，其中确定交会条件时需要测量无人机与飞行器之间在竖直方向的相对高度、航路方向的相对距离及航路垂直方向的横向误差。纤维丝束幕还能通过挂载各种作用物加强对飞行器的拦截作用。此外，为提高拦截可靠性，可应用多架无人机同时在空中形成多个纤维丝束幕对飞行器进行拦截。本发明以软杀伤方式拦截飞行器，命中率高，拦截设备的使用及维护方便，拦截过程无附带损伤，且对环境没有污染及安全威胁。应用该方法的拦截系统复杂程度较低，适合大批量装备。

主权项

一种无附带损伤的无人拦截飞行器方法，其特征在于：该方法有五个步骤：第一步：确定纤维丝束幕在展开状态下的宽度；即根据所要拦截的飞行器的宽度尺寸wo初步确定纤维丝束幕的设计宽度w′：w′＝μowo                                (1)式中μo表示宽度放大系数，根据飞行器的实际情况取值；第二步：根据已确定的纤维丝束幕宽度决定在展开状态下的高度；假定纤维丝束从抛撒装置中抛撒出来后，在竖直方向上纤维丝束上端始终以速度vd下落，且该速度不受风速影响，则丝束幕的设计高度h由下式确定： h = w ′ v d 2 μ w v w ( 1 + μ w v w v t - μ w v w ) - - - ( 2 ) 式中vd表示纤维丝束幕的平衡落速，通过计算或实验确定；vw表示丝束幕设计过程中预先确定的最大可承受风速；μw表示风速对纤维丝束幕在水平方向运动的影响系数，取0到1之间的数；vt表示被拦截飞行器的运动速度；第三步：根据纤维丝束幕的设计高度修正设计宽度；根据风速的影响对式(1)所示的纤维丝束宽度进行修正： w = w ′ ( 1 + μ w v w v t - μ w v w ) - - - ( 3 ) w即为纤维丝束幕的设计宽度；第四步：确定纤维丝束幕与被拦截飞行器的交会条件；在纤维丝束相对纤维丝束抛撒装置没有竖直向下的抛撒初速的条件下，抛撒相对高度H需满足以下关系式：H≤h                (4)式中相对高度H表示在竖直方向上无人机高出被拦截飞行器的距离；当测量设备检测出相对高度H满足上式后，通过测量设备测得的无人机与飞行器之间在航路方向上的相对距离D需满足下式： D ≤ v t v d H + μ b v b t 0 - - - ( 5 ) vb表示无人机在抛撒瞬间的速度，方向平行于航路，无人机与飞行器相向飞行时取正值，同向飞行时取负值；μb表示对速度取平均值的加权系数，取0到1之间的数；t0表示速度vb衰减到最大可承受风速vw的时间；在抛撒纤维丝束的瞬间，在实现交会条件下允许的无人机偏离飞行器航路的最大横向误差Emax由下式确定： E max = w 2 ( 2 - v wv v w - D v t v d H + μ b v b t 0 ) - - - ( 6 ) 偏差Emax表示在抛撒瞬间，无人机与飞行器之间在与航路垂直的水平方向上所允许的最大偏差；vwv表示纤维丝束抛撒后影响纤维丝束幕运动的实际平均风速；通过无人机平台的测量设备测量得到的无人机偏离飞行器航路的实际横向误差E应满足下式：E≤Emax                                      (7)第五步：根据前四步的纤维丝束幕及交会条件，无人机上挂载的纤维丝束抛撒装置抛撒纤维丝束幕，实施拦截。