無人作戰(zhàn)飛機任務規(guī)劃系統(tǒng)關鍵技術研究

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1、萬方數(shù)據(jù)第22卷第2期海軍航空工程學院學報2007年3月JOURNALOFNAVAL‘AERONAUTICALENGlNEERINGINSTITUl[1巳、^畦．22No．2Mar-200r7文章編號：1673一1522(2D0r7)0201塒無人作戰(zhàn)飛機任務規(guī)劃系統(tǒng)關鍵技術研究葉文，范洪達(海軍航空工程學院兵器科學與技術系，山東煙臺，264001)摘要：文章首先論述了任務規(guī)劃系統(tǒng)和戰(zhàn)術飛行管理系統(tǒng)、航路規(guī)劃系統(tǒng)的聯(lián)系與區(qū)別，分析了無人作戰(zhàn)飛機任務規(guī)劃系統(tǒng)的特點及其體系結構，最后詳細分析與研究了任務規(guī)劃

2、系統(tǒng)需要解決的核心技術——航路規(guī)劃技術。關鍵詞：無人作戰(zhàn)飛機；任務規(guī)劃；體系結構；航路規(guī)劃中圖分類號：E911文獻標志碼：A0引言無人作戰(zhàn)平臺是國外近幾年提出和發(fā)展的一種全新作戰(zhàn)概念，它包括空間、空中、地面和水下的各種無人作戰(zhàn)系統(tǒng)。無人作戰(zhàn)平臺是一種高自主性作戰(zhàn)系統(tǒng)，是一種復雜的人一機綜合系統(tǒng)工程。無人作戰(zhàn)飛機(ucAV)作為無人作戰(zhàn)平臺的一個重要分支在國際上已受到越來越多的重視。在經歷了原理和概念的提出、理論研究和計算機虛擬仿真評估之后，目前已進行到先進技術驗證和關鍵技術發(fā)展階段。種種跡象表明，在不遠

3、的將來，無人作戰(zhàn)飛機很可能成為空中打擊力量的主體，以無人作戰(zhàn)飛機為主導的戰(zhàn)術行動可能會發(fā)展為未來空中打擊的主要戰(zhàn)術之一。無人作戰(zhàn)飛機的主要用途是飛臨高危險區(qū)域，摧毀敵方的主要地面軍事設施、壓制敵方防空火力(sEAD)以及空戰(zhàn)【l】。在實戰(zhàn)中，一般都是多架無人作戰(zhàn)飛機聯(lián)合作戰(zhàn)。由于現(xiàn)代戰(zhàn)爭中地面防空火力的加強以及雷達系統(tǒng)捕捉目標能力的增強，戰(zhàn)時反應時間越來越短，UCAV受到敵方地面威脅程度也隨之增大。為了提高ucAV的整體生存概率和作戰(zhàn)效能，同時最大限度利用和協(xié)調ucAV系統(tǒng)資源，發(fā)揮機群協(xié)同作戰(zhàn)優(yōu)勢，需

4、要有一個綜合任務規(guī)劃系統(tǒng)在uCAV飛行前和飛行過程中進行任務規(guī)劃、資源協(xié)調和確定飛行路徑。目前較為成熟和定型的任務規(guī)劃系統(tǒng)基本都是針對直升機、有人戰(zhàn)術飛機和巡航導彈系統(tǒng)開發(fā)的，uCAV任務規(guī)劃技術研究尚處于預研階段。雖然飛行器任務規(guī)劃的基礎理論、共性技術可以應用到UCAV任務規(guī)劃系統(tǒng)，但由于UcAV任務規(guī)劃系統(tǒng)具有的協(xié)同性、實時性和重規(guī)劃等特點，原有的任務規(guī)劃體系并不能完全適用于UCAV系統(tǒng)，因此有必要采用新的理論和方法對uCAV任務規(guī)劃系統(tǒng)進行研究。1UCAV任務規(guī)劃系統(tǒng)的本質1。1任務規(guī)劃系統(tǒng)概述無

5、人作戰(zhàn)飛機任務規(guī)劃系統(tǒng)，就是自作戰(zhàn)目標確定到作戰(zhàn)任務完成的整個過程中，安排無人作戰(zhàn)飛機機群在飛行過程中遂行何種飛行任務以及如何實施這些飛行任務，使機群生存概率和整體作戰(zhàn)效能達到最佳。整個規(guī)劃系統(tǒng)由威脅建模、威脅評估、目標分配、航路規(guī)劃、戰(zhàn)術決策以及地面控制中心等子系統(tǒng)組成，并在控制中心系統(tǒng)的協(xié)調和支配作用下，實現(xiàn)對uCAV系統(tǒng)的任務規(guī)劃與實時重規(guī)劃。規(guī)劃系統(tǒng)最后所給出的具體規(guī)劃結果包括作戰(zhàn)飛機資源分配、敵方目標分配和飛行路徑f2‘4】。1。2與戰(zhàn)術飛行管理系統(tǒng)聯(lián)系與區(qū)別戰(zhàn)術飛行管理系統(tǒng)(TFMS)是將飛

6、機導航與控制技術綜合起來，協(xié)調和管理已有的飛控，火控、飛控／推進、地形跟蹤，地形回避等綜合子系統(tǒng)，達到提高遂行任務有效性和作戰(zhàn)生存性并減少飛行員收稿日期：200睇lO．19作者簡介：葉文(1979一)，男，講師，博上牛；范洪達(1940一)，男，教授，博導，大學。萬方數(shù)據(jù)202海軍航空工程學院學報2007年第2期工作負擔的目的的一種機載控制系統(tǒng)。任務規(guī)劃系統(tǒng)和戰(zhàn)術飛行管理系統(tǒng)在很多方面的功能是相似的。首先，MPs和TFMS都具有軌跡發(fā)生器，軌跡發(fā)生器產生飛行軌跡并提供給系統(tǒng)作為飛行路徑參考或依據(jù)；其次，

7、二者都具有威脅識別的能力，對于飛行區(qū)域出現(xiàn)的敵方地空導彈和高炮等具有致命性的威脅系統(tǒng)，MPs和TFMs都具有識別和處理的能力；最后，兩種系統(tǒng)的基本目的是提高對敵方地面目標的精確打擊程度。但是，任務規(guī)劃系統(tǒng)和戰(zhàn)術飛行管理系統(tǒng)是截然不同的兩個系統(tǒng)。最根本的區(qū)別在于：第一，任務規(guī)劃系統(tǒng)是為單機或整個飛行作戰(zhàn)單位制定任務執(zhí)行方案，采集各種必要信息，依據(jù)完整的參考數(shù)據(jù)庫，充分考慮空中協(xié)同作戰(zhàn)問題，并提供給地面指揮員和作戰(zhàn)飛機駕駛員。而戰(zhàn)術飛行管理系統(tǒng)是在任務規(guī)劃系統(tǒng)制作的任務執(zhí)行方案的基礎上，利用機載計算機系統(tǒng)，

8、對任務執(zhí)行方案進行進一步的細化和具體化工作，使作戰(zhàn)飛機自動控制系統(tǒng)和火力控制系統(tǒng)同任務執(zhí)行方案充分協(xié)調，以完成作戰(zhàn)任務；其次，二者的載體不同，任務規(guī)劃系統(tǒng)是基于地面或空巾指揮機的計算機系統(tǒng)，具有較強的運算能力和較大的數(shù)據(jù)存儲能力；而戰(zhàn)術飛行管理系統(tǒng)是作戰(zhàn)飛機的機載計算機系統(tǒng)，運算能力相對較弱，數(shù)據(jù)存儲能力較??；第三，對二者的計算能力要求不同，在實戰(zhàn)中，任務規(guī)劃系統(tǒng)主要用于前期規(guī)劃，耗費時間長，因此對系統(tǒng)的實時性要求不高；而戰(zhàn)術飛行管理系統(tǒng)，