Алгоритм формирования опорных траекторий движения беспилотного летательного аппарата самолетного типа

Энкин А.А., Чернопятова С.А.

Военный учебно-научный центр ВВС «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», Воронеж

Ключевые слова: динамика полета, летательный аппарат, траектория, траекторное управление.

Аннотация. В статье представлен алгоритм формирования опорных траекторий полета летательного аппарата самолетного типа при выведении его в конечные заданные условия по фазовым координатам. Алгоритм основан на решении обратной задачи динамики полета и позволяет определять потребные для реализации заданной траектории управления в виде нормальной скоростной и тангенциальной перегрузок, а также потребного угла крена. Опорные траектории для координат формируются в горизонтальной плоскости дугой окружности, в вертикальной – ветвью параболы, что соответствует представлению траектории в виде близком к «естественному» и обеспечивает вывод летательного аппарата в заданные конечные условия по координатам. Структура опорной функции для скорости имеет вид полинома третьей степени и позволяет удовлетворить требуемым начальным и конечным условиям по скорости полета. В качества примера представлена реализация формирования траектории полета планирующего транспортного контейнера и потребных управлений для ее реализации с заданными краевыми условиями по координатам и скорости полета.

Algorithm for the formation of reference trajectories for the movement of an unmanned aerial vehicle of an aircraft type

Enkin A.A., Chernopyatova S.A.

Military Educational and Scientific Center of the Air Force «N.E. Zhukovsky and Yu.A. Gagarin Air Force Academy», Voronezh

Keywords: flight dynamics, aircraft, trajectory, trajectory control.

Abstract. The article presents an algorithm for the formation of reference trajectories for the flight of an aircraft-type aircraft when it is brought to the final specified conditions in terms of phase coordinates. The algorithm is based on solving the inverse problem of flight dynamics and makes it possible to determine the control required for the implementation of a given trajectory in the form of normal speed and tangential overloads, as well as the required bank angle. Reference trajectories for coordinates are formed in the horizontal plane by an arc of a circle, in the vertical plane by a branch of a parabola, which corresponds to the representation of the trajectory in a form close to “natural” and ensures that the aircraft is brought to the specified final conditions by coordinates. The structure of the support function for speed has the form of a polynomial of the third degree and allows satisfying the required initial and final conditions for the flight speed. As an example, the implementation of the formation of the flight path of a planning transport container and the necessary controls for its implementation with given boundary conditions in terms of coordinates and flight speed are presented.