8、无人机飞行的气象影响与应对策略

无人机飞行的气象影响与应对策略

1. 风的相关模型与效应

1.1 阵风功率谱密度函数

在研究阵风对飞行器的影响时，Dryden 功率谱密度（PSD）函数是常用的模型。它分别描述了纵向、横向和垂直方向的阵风情况：
- 纵向风速 ：
[
\Phi_{u}(\omega)=\frac{2\sigma_{u}^{2}L_{u}}{\pi V}\cdot\frac{1}{1 + (\frac{L_{u}\omega}{V})^{2}}
]
- 横向风速 ：
[
\Phi_{v}(\omega)=\frac{\sigma_{v}^{2}L_{v}}{\pi V}\cdot\frac{1 + 3(\frac{L_{v}\omega}{V})^{2}}{[1 + (\frac{L_{v}\omega}{V})^{2}]^{2}}
]
- 垂直风速 ：
[
\Phi_{w}(\omega)=\frac{\sigma_{w}^{2}L_{w}}{\pi V}\cdot\frac{1 + 3(\frac{L_{w}\omega}{V})^{2}}{[1 + (\frac{L_{w}\omega}{V})^{2}]^{2}}
]
其中，(\Phi_{i}) 描述 PSD 函数，(\sigma_{i}) 表示均方根阵风速度，(L_{i}) 表示湍流尺度，(V) 是飞机速度。阵风通常是由几个离散阵风与白噪声组合生成的。

1.2 文丘里效应