Інженерно-штурманський розрахунок польотів безпілотних літальних апаратів тактичних класів
DOI:
https://doi.org/10.33577/2312-4458.28.2023.42-53Ключові слова:
безпілотний літальний апарат, планування маршруту польоту, навігаційний трикутник, штурманський розрахунок, енерговитрати на політАнотація
Нормативними документами Міністерства оборони України передбачена штурманська підготовка екіпажів безпілотних авіаційних комплексів та встановлена необхідність наявності штурманського плану та інженерно-штурманського розрахунку польоту на робочому місці зовнішнього пілота БпЛА. У статті зазначено, що на сьогодні відсутні нормативні документи, якими було б встановлено зміст і обсяг інженерно-штурманських розрахунків та методів їх виконання для безпілотних авіаційних комплексів тактичних класів. Стаття в цілому присвячена розгляду питань методичного забезпечення штурманської підготовки екіпажів безпілотних авіаційних комплексів тактичного класу з електричною силовою установкою. Вказано, що виходячи із тактико-технічних можливостей БпЛА тактичних класів, характеру виконуваних ними задач та типового освітнього рівня їх зовнішніх пілотів, вимагається створення максимально спрощеної методики виконання основних інженерно-штурманських розрахунків польотів БпЛА. Математична складність такої методики не повинна виходити за межі загальної середньої освіти. При виконанні навігаційних розрахунків польотів повітряних суден основну складність створює проблема врахування впливу вітру. Запропоновано прості алгоритми розрахунку поправки до курсу на знесення вітром, шляхової швидкості та тривалості польоту на прямолінійних ділянках маршруту та ділянках розворотів за наявності вітру. Запропоновано алгоритми розрахунку повної потреби в енергоресурсах для здійснення польоту за заданим маршрутом та за окремими ділянками маршруту, включаючи додаткові потреби енергоресурсу для ділянок набору висоти. Наведено рекомендації з оцінювання енергоємності акумуляторної батареї, доступної для виконання польоту. Запропоновано алгоритм розрахунку критичного запасу енергоресурсу, який необхідний для можливості повернення БпЛА із найвіддаленішої точки маршруту за метеорологічних умов на плановий час польоту. Запропоновані варіанти повного та скороченого інженерно-штурманських розрахунків.
Посилання
Наказ Міністерства оборони України від 08.12.2016 № 661 “Про затвердження Правил виконання польотів безпілотними авіаційними комплексами державної авіації України”.
Наказ Міністерства оборони України від 23.02.2016 № 100 “Про затвердження Правил штурманського забезпечення польотів державної авіації України”.
Український гідрометеорологічний центр. Інформаційний сервер погоди. Клімат по станціях. URL: https://meteo.gov.ua/ua/33345/climate/climate_stations/
Ткачук П., Коцемир О., Соколовський С., Білоус Д. Врахування реальних метеорологічних умов при плануванні польотного завдання безпілотного літального апарата. Військово-технічний збірник. 2021. Львів. № 25. С. 54–60. DOI: https://doi.org/10.33577/2312-4458.25.2021.54-60
Пашенцев С.В. Задача Цермело: аналитическое решение для вихревого поля скоростей. Вестник МГТУ. Мурманск, 2000. т. 3. № 1. С. 17−22.
Ashwini Ratnoo, P.B. Sujit, Mangal Kothari, Adaptive Optimal Path Following for High Wind Flights. IFAC Proceedings Volumes. 2011. Volume 44, Issue 1. pp. 12985-12990. DOI: https://doi.org/10.3182/20110828-6-IT-1002.03720
Bijlsma Sake J. Optimal aircraft routing in general wind fields. Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2009. 32.3: pp. 1025-1029.
Bin Li, Chao Xu, Kok Lay Teo, Jian Chu. Time optimal Zermelo’s navigation problem with moving and fixed obstacles. Applied Mathematics and Computation. 2013. Volume 224. pp. 866-875. DOI: https://doi.org/10.1016/j.amc.2013.08.092
Brossard Martin, Condomines Jean-Philippe, Bonnabel Silvère. Tightly Coupled Navigation and Wind Estimation for Mini UAVs. Guidance, Navigation and Control Conference. 2018. 20 p. DOI: http://dx.doi.org/10.2514/6.2018-1843
Gustavo Toledo De Azevedo, Pedro Augusto Queiroz De Assis, Vandiberto Pereira Pinto and Roberto Kawakami Harrop Galvão. Pseudospectral Optimisation of UAV Trajectories for Minimal Battery Consumption in the Presence of a Wind Field. 2018 UKACC 12th International Conference on Control (CONTROL), 2018. pp. 272-276. DOI: https://doi.org/10.1109/CONTROL.2018.8516807
Guerrero J.A., Bestaoui Y. UAV Path Planning for Structure Inspection in Windy Environments. Intell Robot Syst. 2013. № 69, pp. 297–311. DOI: https://doi.org/10.1007/s10846-012-9778-2
Jardin M.R., Bryson Jr. A.E. Methods for computing minimum-time paths in strong winds. Journal of Guidance, Control, and Dynamics. Volume 35, Issue 1, January-February 2012, pp. 165-171. DOI: https://doi.org/10.2514/1.53614
Je Hyeon Lee, Hakki Erhan Sevil, Atilla Dogan, David Hullender. Estimation of maneuvering aircraft states and time-varying wind with turbulence. Aerospace Science and Technology. 2013. Volume 31, Issue 1. pp. 87-98. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ast.2013.09.009
Nicoleta Aldea, Piotr Kopacz. Time-optimal navigation in arbitrary winds. Annual Reviews in Control. 2020. Volume 49. pp. 164-172. ISSN 1367-5788. DOI: https://doi.org/10.1016/j.arcontrol.2020.04.002
Rhudy Matthew, Gross Jason, Gu Yu. Stochastic Wind Modeling and Estimation for Unmanned Aircraft Systems. AIAA Aviation 2019 Forum. 2019. DOI: https://doi.org/10.2514/6.2019-3111
Бойове застосування безпілотного авіаційного комплексу "Лелека-100". Військова тактична публікація підрозділам розвідки Сухопутних військ Збройних Сил України щодо застосування безпілотного авіаційного комплексу "Лелека-100".
Мирончук Ю.А., Оверчук С.П. Методика підготовки і планування повітряної розвідки на оперативно-тактичну глибину з використанням БПЛА. Військово-технічний збірник. Львів: НАСВ, 2019. № 21. С. 44–52. DOI: https://doi.org/10.33577/2312-4458.21.2019.44-52
