捕食者无人机综述

２．无入机系统

２．１机体结构

该无人机采用细长近似ｉ卜圆柱形的机身，头部为半球形，机身中部有一对展弦比很大的梯形下单机翼，采用低雷诺数翼型使其具有优越的气动性能，机翼控制面包括后缘外侧副翼和后缘２／３翼展内侧襟翼，机翼下面有武器挂架。整个机翼组件还包括伺服机构、微处理控制器、照明设备、磁力计和空速管。借助两个销钉，机翼很容易装卸。机身尾部有一对带下反角（倒Ｖ型）的矩形尾翼，没有上垂尾翼。机身下部有可收起的前三点式起落架。

机身头部内装制导和控制设备、任务负荷，天线在机头下面。机身尾部装有一台带螺桨的推进发动机。机身中部装有电子设备、电池和燃料箱等。为了能适于在冬季使用，机上有除冰装置，主要是将乙二醇防冻液布撒在翼前缘。为了便于装运和维修，机身、机翼、尾翼、螺旋桨、天线以及光．电／红外任务负荷都是可拆卸的。

图Ｉ“捕食者Ａ”ＭＱ－ｌ无人机仰视照（可看到该机腹部和翼下结构）

捕食者．Ｂ无人机是在捕食者．Ａ的基础上改进发展的，其尺寸比捕食者一Ａ大，外形基本相同，但尾翼是带上反角的，而且还有下垂尾翼，其外形也改为截尖三角形翼。由于推进发动机改为涡轮螺桨发动机，它需要进气口吸入空气，发动机不是装在机尾内，而是装在机尾的背上。

２．２推进系统

目前该机用Ｒｏｔａｘ９１２或Ｒｏｔａｘ９１４汽油发动机，通过减速齿轮箱驱动变距式螺旋桨。捕食者．Ｂ采用ＴＰＥ３３１．１０Ｔ涡轮螺桨发动机推进。

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图２捕食者Ａ无人机（机身前段上部机壳己打开）

２．３飞行控制

该无人机使用的是完全自主的先进数字飞行控制系统，在执行任务或遥控期间能重新编程。机上装有利顿公司的ＬＮ．１００Ｇ型ＧＰＳｆｆＮＳ导航系统，装有超高频和甚高频无线电转播线路，作用距离２２８ｋｍ的Ｃ波段视线数据链路。为指令和状态遥测提供Ｃ．波段上行／下行数字数据线路。为了提供视频图像还有模拟宽带一卜．行线路，为了提供超视距能力，机上还载有Ｋｕ波段卫星数据链路，以及万向节稳定的２台彩色摄像机和前视红外雷达。光．电／红外和耐久合成孔径雷达使“捕食者”具有全天候能力和分辨率达１英尺穿过云层的监视能力。

２．４任务负荷

任务负荷随型号的不同而有所不同。捕食者．Ａ无人机由于机上空间和容许载荷质量的限制，有的仅装有彩色电视摄像机，光．电，红外传感器，激光指示器，测距仪、电子支援措施、运动目标指示器和通信转播装置等，它们均装在１４型陀螺平台上。该平台能利用自动跟路器跟踪目标，白天用日光电视，晚上用前视红外。有多种工作方式，如相关法、质心法、自动探测和边缘法等。在捕食者无人机头部平台上装的是“山猫”（Ｌｙｎｘ）合成孔径雷达，该雷达为多模雷达，其工作模式有：聚束模式、双条带图式和地面动目标指示器模式。另外该合成孔径雷达还有相干变化检波模式，可指示不同时间拍摄的两幅图像（既可是聚束图像，也可是条带图像）的些微变化。捕食者．ＡＭＱ．１是多用机，其任务负荷还包括有“海尔法”空对地导弹。捕食者．Ｂ无人机有更大的任务负荷能力，它能同时装有光。电／红外和合成孔径雷达。２．５指控系统

通常该系统就是地面控制站（有的可能设在舰上），地面控制站是无人机系统中一个重要的组成部分，它采用模块化结构，可装在一辆可空运的拖车内，有Ｋｕ．波段卫星通信链路和ｃ波段视线数据链路，可将数据、图像和声音信息综合在一个数字数据链中。有驾驶仪／４壬务负荷等操纵台，驾驶仪操作人员可从操纵台上显示的无人机飞行状态对无人机进行监控。任务负荷操作员可根据显示器上显示光．电／红外获得的视频信号提取相关信息和进行操作。作为捕食者Ｂｌｏｃｋｌ无人机升级的一部分，它将有改进的站上换班系统。这种改进使一个地面控制站通过Ｋｕ波段线路管理组件能操控两架捕食者无人机。同时捕食者无人机在换班机达到前一直维持在天上，因此消除了覆盖间隙。

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捕食者无人机综述

作者：王蕾

作者单位：

1.期刊论文董世友.龙国庆.DONG Shi-you.LONG Guo-qing网络环境下的基于Agent的多架无人机的任务规划系统

-弹箭与制导学报2005,25(2)

针对无人机作战环境的复杂性,考虑到无人机作战系统的多任务、高实时性、协调性等特点,提出了在网络环境下基于Agent的任务规划思想,通过分析无人机特有的高实时性要求,给出了分布实时多Agent的无人机作战任务处理系统的结构,利用了Agent的自主性和协同性,实现多架无人机协同作战的要求.

2.期刊论文李珂.王正平.LI Ke.WANG Zheng-ping多架无人机的协同攻击航路规划-航空计算技术2006,36(5)

针对多架无人机协同攻击同一目标问题,提出了一种航路规划方法.首先根据已知的导弹、雷达等威胁的位置,通过Voronoi图建立初始进入航路,并利用B样条曲线修正初始航路产生无人机可飞航路,然后对多架无人机的航路进行协同修正以满足协同攻击要求.最后对无人机的退出航路规划进行了研究分析,并结合具体问题进行了仿真检验.

3.期刊论文柳长安.王和平.李为吉.左益宏多架无人机协同航路规划方法研究-飞行力学2003,21(1)

根据敌方防御区域内雷达、导弹等威胁阵地的具体分布情况,采用划分Voronoi多边形的方法制订初始航路,然后对初始航路进行了合理的离散处理

,最后采用动态链类比法调整航路、航程并对航路进行光顺处理,提出了一种协调多架无人机(UAVs)于同一时间到达目标点的航路规划方法.用数字仿真技术对该方法进行了验证,结果表明该方法是可行的.

4.期刊论文张同法.于雷.鲁艺.ZHANG Tong-fa.YU Lei.LU Yi多架无人机协同作战的路径规划-火力与指挥控制

2009,34(2)

提出了一种协调多架无人机的编队同时到达目标的航路规划方法.首先根据敌方防御区域内雷达、导弹等威胁阵地的具体分布情况,采用划分

Voronoi多边形的方法制定初始航路,然后通过叠加定长线段到初始航路上对初始航路进行离散化,最后采用动态链类比法调整航路并对航路进行光顺优化处理,使航路安全可飞.并用数字仿真技术对该方法进行了验证,结果表明该方法是可行的.

5.期刊论文曹菊红.高晓光多架无人机协同作战智能指挥控制系统-火力与指挥控制2003,28(5)

给出一种基于Agent技术的多架无人作战飞机协同控制系统的设计方法,该系统由几类Agent构成:情报决策Agent、单机自主决策Agent、协同决策Agent等.由于利用了Agent的两大优良特性--自主性和协同性,系统能够控制多架无人作战飞机,各无人机对不断变化的战场环境也具有很高的适应性.

6.期刊论文王辉.陈红林.WANG Hui.CHEN Honglin一种改进的基于时间约束的无人机任务分配模型-电光与控制

2010,17(2)

在对地攻击中,如果多架无人机被安排执行多个任务,就将面临如何协调无人机来执行任务的问题.最优的分配方案应该首先保证任务完成的准确性

.假设有多架无人机和多个目标,这些无人机要对这些目标执行分类、攻击、确认的任务.本文对Corey Schumacher等人提出的一种基于时间约束下的时间分配模型进行了改进,对目标加入威胁因素,以增加模型的灵活性,提高完成任务的准确性.通过仿真计算,证明了改进型模型的可行性.

7.期刊论文王少云.张昭纯.杨兵.Wang Shaoyun.Zhang Zhaochun.Yang Bing FBBM型无线电遥控指令编码器-南京

航空航天大学学报2009,41(z2)

介绍了一种用于一站多机无人机测控系统的编码器,叙述了该编码器的组成、工作原理及实现方法.该编码器的硬件电路采用以89C52单片机为核心的单片机系统,辅以指令采集电路、状态显示电路和串口通信电路等,将地址码、飞机号、遥控指令、遥调指令等编成相应的帧格式,送到遥控发射机发射出去,从而实现同时对多架无人机的控制.提出了快速直接计算法对三字节序列进行简单快捷的CRC计算,并用PL/M-51语言编写了软件程序.该编码器具有体积小、重量轻、性能优良、形式新颖、成本低廉和使用方便等特点.

8.期刊论文王少云.张昭纯.杨兵.Wang Shaoyun.Zhang Zhaochun.Yang Bing FBBM型无线电遥控指令编码器-南京

航空航天大学学报2009,41(z1)

介绍了一种用于一站多机无人机测控系统的编码器,叙述了该编码器的组成、工作原理及实现方法.该编码器的硬件电路采用以89C52单片机为核心的单片机系统,辅以指令采集电路、状态显示电路和串口通信电路等,将地址码、飞机号、遥控指令、遥调指令等编成相应的帧格式,送到遥控发射机发射出去,从而实现同时对多架无人机的控制.提出了快速直接计算法对三字节序列进行简单快捷的CRC计算,并用PL/M-51语言编写了软件程序.该编码器具有体积小、重量轻、性能优良、形式新颖、成本低廉和使用方便等特点.

9.期刊论文董世友.龙国庆攻击型无人机航路规划系统分析-航空科学技术2004(6)

无人机航路规划系统就是根据战场中敌方阵地的威胁分布情况,采用分层的思想来协同多架无人机的航路,同时对无人机的作战资源进行合理分配,实现无人机的最大作战效能.

10.期刊论文秦世引.潘宇雄.苏善伟.QIN Shi-yin.PAN Yu-xiong.SU Shan-wei小型无人机编队飞行的控制律设计

与仿真-智能系统学报2009,4(3)

针对一种小型无人机模型及其编队飞行的实际背景和限制条件,采用长-僚机(leader-wingman)编队模式,按前向、侧向和垂直方向3个通道分别设计了僚机编队控制律,从而使三维编队问题得以简化.对于多机编队的情况,应用基于长机模式(leader mode)和前机模式(front mode)的2种编队控制策略

,并通过仿真实验和比较分析,证实了长机模式的优越性.通过2架小型无人机编队队形保持和多架无人机在大机动飞行情况下的队形保持与队形变换等一系列仿真实验,验证了提出的编队飞行控制律的可行性和有效性.

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下载时间：2011年2月28日