技术特征：
1.一种直升机编队飞行安全提示方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，确定直升机编队的调整机制，在编队中设定一个参考直升机；步骤2，基于直升机编队中任意相邻两架直升机间的相对运动以及保持区域的特征尺寸以确定直升机队形保持的安全阈值；基于直升机在当前飞行状态下的逃逸轨迹，得到直升机前视告警边界以确定直升机编队防撞地安全阈值；步骤3，当编队中的直升机超出队形保持安全阈值或编队防撞地安全阈值，则告警；若同时超出队形保持安全阈值和编队防撞地安全阈值，则进入步骤4；步骤4，确定直升机编队综合避碰方法，进行复合逃生机动。2.根据权利要求1所述的直升机编队飞行安全提示方法，其特征在于，所述队形保持的安全阈值为所有相邻的直升机都满足保持区域的限制条件时形成的空间范围；所述保持区域为：根据被参考直升机的实际位置和队形的基本参数确定编队中其余每架直升机的保持区域中心，向外辐射一定几何空间区域，若其余直升机偏离该几何区域，直升机编队将发出队形保持告警；基于任意相邻两架直升机之间的相对运动分别进行垂直碰撞分析和纵向碰撞分析，以确定保持区域的特征尺寸。3.根据权利要求2所述的直升机编队飞行安全提示方法，其特征在于，保持区域的特征尺寸包括高度和半径，保持区域高度的垂直安全阈值h
w
表示为h
w
＝h0，其中，h0表示编队中两个相邻直升机之间的预定垂直距离；基于相邻两架直升机的垂直碰撞分析判断相邻两架直升机间的垂直距离是否小于垂直安全阈值h
w
。4.根据权利要求3所述的直升机编队飞行安全提示方法，其特征在于，基于相邻两架直升机的横向碰撞分析确定保持区域的半径r
w
，式中，d0表示编队中两个相邻直升机之间的横向距离，即两架直升机保持区域中心对地垂直投影间的距离，k为安全系数，δv为相邻两架直升机的地速差，g为重力加速度，t为飞行员反应时间，α为俯仰角；由两架相邻直升机的飞行状态参数确定保持区域的半径，以此确定安全阈值。5.根据权利要求4所述的直升机编队飞行安全提示方法，其特征在于，所述前视告警边界包括纵向告警边界和横向告警边界，其中纵向告警边界为：基于直升机逃逸轨迹，在该逃逸轨迹下方预留最小安全高度δh后所形成的轨迹；所述横向告警边界为与前方距离相关的、具有一定宽度的告警边界。6.根据权利要求5所述的直升机编队飞行安全提示方法，其特征在于，所述横向告警边界具体为：在直升机横向告警边界起始宽度的基础上，以一定的偏斜角ξ向前延伸得到前视告警的侧边界，直升机前方一定距离x处的横向告警边界宽度l可表示为：l＝l0+2x tanξ。7.根据权利要求1至6任意一项所述的直升机编队飞行安全提示方法，其特征在于，步骤3中判断直升机编队是否超出编队维护的安全阈值的方法为：以一定频率实时监测各直升机的飞行状态及是否处于安全状态，当编队中直升机偏离确定的保持区域时，发出队形保持告警信号；当直升机前视告警边界与地形相交时，发出告警信号。8.根据权利要求7所述的直升机编队飞行安全提示方法，其特征在于，步骤4中基于人
工势能场法确定直升机编队综合避碰方法，其中，人工势能场法具体为：构造表示人工势能场的人工势能函数，将其应用在同时发出地形防撞告警与队形保持告警的直升机上；其中，人工势能场包括吸引势场和排斥势场，对编队保持区域中心产生吸引力，对编队防撞地中检测到的障碍物产生排斥力。9.根据权利要求8所述的直升机编队飞行安全提示方法，其特征在于，所述吸引力大小表示为：式中，表示重力势场的负梯度，k
f
为引力势场增益系数，ρ(q,q
c
)＝q
c-q为直升机与编队保持区中心的相对距离；所述排斥力大小表示为：式中，表示将负梯度作为引力，k0为斥力势场增益系数，ρ(q,q0)＝q
0-q为直升机与障碍物间的相对距离，ρ0为障碍物的影响半径；则直升机所受的合外力为：f
total
＝f
f
+f0，基于f
total
实现对直升机的机动控制。10.根据权利要求9所述的直升机编队飞行安全提示方法，其特征在于，对直升机受到的两个分力进行加权，使地形防撞的优先级高于队形保持的优先级，以保证直升机复合逃逸过程中的安全。
技术总结
本发明公开了一种直升机编队飞行安全提示方法，针对直升机编队在队形保持和编队系统防撞地问题，讨论了直升机编队飞行过程中队形保持和编队系统防撞地的安全阈值，提出了一种安全提示方法。该方法是基于人工势场法进行编队维护，防止直升机编队与地形发生碰撞，并避免直升机编队成员间发生碰撞。该方法在直升机遇到障碍物并偏离编队保持区时，将自动执行复合逃生机动，大大提高了飞行安全。大大提高了飞行安全。大大提高了飞行安全。
技术研发人员：刘玉虎 陆洋 吴旭峰 陈广永 袁杨 管凯
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2022.07.13
技术公布日：2022/11/22