Научная статья на тему 'К ПРОБЛЕМЕ СИНТЕЗА ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ'

К ПРОБЛЕМЕ СИНТЕЗА ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
110
25
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ / КОММЕРЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ / ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА / ОТКАЗ / НАДЕЖНОСТЬ / БЕЗОПАСНОСТЬ / СЕТЕЦЕНТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА / СТРУКТУРА / СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Байсеитов Мади Нуралиевич, Ескибаев Ербол Токтамысович, Избасов Аскар Гадылшиевич, Мельничук Антон Иванович, Юрков Николай Кондратьевич

Актуальность и цели. Качество работы информационно-управляющей системы (ИУС) беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) существенно зависит от структуры комплекса, особенностей ее построения. Для коммерческого применения комплексов БПЛА характерно стремление к удешевлению, в том числе и за счет электронных систем управления. Поскольку комплексы БПЛА коммерческого сектора эксплуатируются длительное время, актуальна оценка рисков отказов электронных компонентов информационно-управляющих систем в произвольных условиях внешней среды. Становится актуальным синтез таких информационно-управляющих систем, которые могли бы выдерживать заданные нагрузки при минимальных затратах. Материалы и методы. Проведен анализ режимов отказов механизмов БПЛА, причин их появления. Дана оценка надежности БПЛА. Оценены особенности проектирования ИУС коммерческих комплексов БПЛА. Предложен оригинальный подход к синтезу информационно-управляющей системы беспилотных летательных аппаратов на основе сетецентрического метода получения данных как о внешних воздействиях, так и о самих системах передачи информации. Предложен подход к решению задачи маршрутизации и оптимизации траектории БПЛА, решение которой также возлагается на ИУС БПЛА. Используемые методы. При обосновании структуры распределенной ИУС комплексом беспилотных летательных аппаратов и разработке алгоритма координации их взаимодействия использовались методы системного анализа, а также метод анализа иерархий и методы линейного программирования. Результаты и выводы. Подтверждена актуальность проблемы повышения надежности функционирования ИУС на основе своевременного выявления основных причин отказов, что позволяет выявить «узкие места» в системе маршрутизации, а также предложить подход к построению структуры ИУС коммерческих БПЛА. Обоснован выбор структуры распределенной ИУС комплексом коммерческих беспилотных летательных аппаратов, а также разработан алгоритм координации их взаимодействия для максимизации целевого показателя. Использование представленной распределенной сетецентрической ИУС комплексом коммерческих беспилотных летательных аппаратов позволяет повысить эффективность их сетевого применения в логистических применениях. Предлагаемая распределенная сетецентрическая ИУС комплексов беспилотных летательных аппаратов и алгоритмы ее функционирования могут быть использованы при создании распределенной логистической сети, основанной на работе БПЛА.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Байсеитов Мади Нуралиевич, Ескибаев Ербол Токтамысович, Избасов Аскар Гадылшиевич, Мельничук Антон Иванович, Юрков Николай Кондратьевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ON THE PROBLEM OF SYNTHESIZING THE INFORMATION AND CONTROL SYSTEM OF COMPLEX TECHNICAL OBJECTS

Background. The quality of operation of the information management system (IMS) of unmanned aerial vehicles (UAVs) significantly depends on the structure of the complex, the features of its construction. The commercial use of UAV complexes is characterized by the desire to reduce the cost, including through electronic control systems. Since UAV complexes of the commercial sector are operated for a long time. The relevance of assessing the risks of failures of electronic components of information and control systems in arbitrary environmental conditions, it becomes relevant to synthesize such information and control systems that could withstand the loads specified at minimal cost. Materials and methods . The analysis of failure modes of the UAV mechanisms, the reasons for their occurrence. The assessment of the reliability of the UAV. An original approach to the synthesis of an information and control system for unmanned aerial vehicles based on a network-centric method for obtaining data on both external influences and the information transmission systems themselves is proposed. An approach to solving the problem of routing and optimizing the UAV trajectory is proposed, the solution of which is also assigned to the IMS of the UAV. When substantiating the structure of a distributed IMS by a complex of unmanned aerial vehicles and developing an algorithm for coordinating their interaction, methods of system analysis were used, as well as the method of analyzing hierarchies and linear programming methods. Results and conclusions. The urgency of the problem of increasing the reliability of its functioning on the basis of timely identification of the main causes of failures is confirmed, which makes it possible to identify “bottlenecks” in the routing system, as well as to propose an approach to building the structure of information management systems (IMS) of commercial UAVs. The choice of the structure of a distributed IMS by a complex of commercial unmanned aerial vehicles is substantiated, and an algorithm for coordinating their interaction is developed to maximize the target indicator. The use of the presented distributed network-centric IMS by a complex of commercial unmanned aerial vehicles makes it possible to increase the efficiency of their network application in logistics applications. The proposed distributed network-centric IMS by a complex of unmanned aerial vehicles and the algorithms for its operation can be used to create a distributed logistics network based on the operation of a UAV.

Текст научной работы на тему «К ПРОБЛЕМЕ СИНТЕЗА ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ»

УДК 681.518.3

doi:10.21685/2072-3059-2022-4-6

К проблеме синтеза информационно-управляющей системы сложных технических объектов

М. Н. Байсеитов1, Е. Т. Ескибаев2, А. Г. Избасов3, А. И. Мельничук4, Н. К. Юрков5

воинская часть п. Метыген, Алматинская область, Республика Казахстан 2,3Военный институт сил воздушной обороны Республики Казахстан, Актобе, Республика Казахстан 4,5Пензенский государственный университет, Пенза, Россия

[email protected], [email protected]"u, [email protected], [email protected], [email protected]

Аннотация. Актуальность и цели. Качество работы информационно-управляющей системы (ИУС) беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) существенно зависит от структуры комплекса, особенностей ее построения. Для коммерческого применения комплексов БПЛА характерно стремление к удешевлению, в том числе и за счет электронных систем управления. Поскольку комплексы БПЛА коммерческого сектора эксплуатируются длительное время, актуальна оценка рисков отказов электронных компонентов информационно-управляющих систем в произвольных условиях внешней среды. Становится актуальным синтез таких информационно-управляющих систем, которые могли бы выдерживать заданные нагрузки при минимальных затратах. Материалы и методы. Проведен анализ режимов отказов механизмов БПЛА, причин их появления. Дана оценка надежности БПЛА. Оценены особенности проектирования ИУС коммерческих комплексов БПЛА. Предложен оригинальный подход к синтезу информационно-управляющей системы беспилотных летательных аппаратов на основе сетецентрического метода получения данных как о внешних воздействиях, так и о самих системах передачи информации. Предложен подход к решению задачи маршрутизации и оптимизации траектории БПЛА, решение которой также возлагается на ИУС БПЛА. Используемые методы. При обосновании структуры распределенной ИУС комплексом беспилотных летательных аппаратов и разработке алгоритма координации их взаимодействия использовались методы системного анализа, а также метод анализа иерархий и методы линейного программирования. Результаты и выводы. Подтверждена актуальность проблемы повышения надежности функционирования ИУС на основе своевременного выявления основных причин отказов, что позволяет выявить «узкие места» в системе маршрутизации, а также предложить подход к построению структуры ИУС коммерческих БПЛА. Обоснован выбор структуры распределенной ИУС комплексом коммерческих беспилотных летательных аппаратов, а также разработан алгоритм координации их взаимодействия для максимизации целевого показателя. Использование представленной распределенной сетецентриче-ской ИУС комплексом коммерческих беспилотных летательных аппаратов позволяет повысить эффективность их сетевого применения в логистических применениях. Предлагаемая распределенная сетецентрическая ИУС комплексов беспилотных летательных аппаратов и алгоритмы ее функционирования могут быть использованы при создании распределенной логистической сети, основанной на работе БПЛА.

Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, коммерческое применение, информационно-управляющая система, отказ, надежность, безопасность, сетецен-трическая система, структура, система управления

© Байсеитов М. Н., Ескибаев Е. Т., Избасов А. Г., Мельничук А. И., Юрков Н. К., 2022. Контент доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 License / This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

Финансирование: исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-29-20318, https://rscf.ru/project/22-29-20318.

Для цитирования: Байсеитов М. Н., Ескибаев Е. Т., Избасов А. Г., Мельничук А. И., Юрков Н. К. К проблеме синтеза информационно-управляющей системы сложных технических объектов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2022. № 4. С. 57-76. doi:10.21685/2072-3059-2022-4-6

On the problem of synthesizing the information and control system of complex technical objects

M.N. Bayseitov1, E.T. Eskibaev2, A.G. Izbasov3, A.I. Mel'nichuk4, N.K Yurkov5

1Military unit, Metygen village, Almaty region, Republic of Kazakhstan 2,3Military Institute of the Air Defense Forces of the Republic of Kazakhstan, Aktobe, Republic of Kazakhstan 4,5Penza State University, Penza, Russia [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

Abstract. Background. The quality of operation of the information management system (IMS) of unmanned aerial vehicles (UAVs) significantly depends on the structure of the complex, the features of its construction. The commercial use of UAV complexes is characterized by the desire to reduce the cost, including through electronic control systems. Since UAV complexes of the commercial sector are operated for a long time. The relevance of assessing the risks of failures of electronic components of information and control systems in arbitrary environmental conditions, it becomes relevant to synthesize such information and control systems that could withstand the loads specified at minimal cost. Materials and methods. The analysis of failure modes of the UAV mechanisms, the reasons for their occurrence. The assessment of the reliability of the UAV. An original approach to the synthesis of an information and control system for unmanned aerial vehicles based on a network-centric method for obtaining data on both external influences and the information transmission systems themselves is proposed. An approach to solving the problem of routing and optimizing the UAV trajectory is proposed, the solution of which is also assigned to the IMS of the UAV. When substantiating the structure of a distributed IMS by a complex of unmanned aerial vehicles and developing an algorithm for coordinating their interaction, methods of system analysis were used, as well as the method of analyzing hierarchies and linear programming methods. Results and conclusions. The urgency of the problem of increasing the reliability of its functioning on the basis of timely identification of the main causes of failures is confirmed, which makes it possible to identify "bottlenecks" in the routing system, as well as to propose an approach to building the structure of information management systems (IMS) of commercial UAVs. The choice of the structure of a distributed IMS by a complex of commercial unmanned aerial vehicles is substantiated, and an algorithm for coordinating their interaction is developed to maximize the target indicator. The use of the presented distributed network-centric IMS by a complex of commercial unmanned aerial vehicles makes it possible to increase the efficiency of their network application in logistics applications. The proposed distributed network-centric IMS by a complex of unmanned aerial vehicles and the algorithms for its operation can be used to create a distributed logistics network based on the operation of a uAv.

Keywords: unmanned aerial vehicles, commercial application, information and control system, failure, reliability, safety, network-centric system, structure, control systems

Acknowledgements: the research was financed by the grant No. 22-29-20318 of the Russian Scientific Fund, https://rscf.ru/project/22-29-20318.

For citation: Bayseitov M.N., Eskibaev E.T., Izbasov A.G., Mel'nichuk A.I., Yurkov N.K. On the problem of synthesizing the information and control system of complex technical objects. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Tekhnicheskie nauki = University proceedings. Volga region. Engineering sciences. 2022;(4):57-76. (In Russ.). doi:10.21685/2072-3059-2022-4-6

Введение

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) стали одним из основных средств наблюдения, поиска людей и доставки грузов, широко применяемых силами министерства чрезвычайных ситуаций, военными, а также коммерческими структурами. Эти функции БПЛА и их возможности увеличиваются по мере совершенствования как технических характеристик самих БПЛА, так и методов их комплексного применения. Однако при расширении зоны использования дронов требуется значительно более высокий уровень их безотказной работы, особенно это касается дронов коммерческого использования, отказ которых приводит к катастрофам в многолюдных местах. Надежность БПЛА должна быть соизмерима с безотказностью гражданского воздушного флота.

Частота аварий в авиации общего назначения составляет около 1 случая на 100 000 летных часов, в то время как у военных БПЛА частота отказов на 2 порядка выше: почти 1 случай на 1000 летных часов [1-7]. По другому показателю некоторые системы БПЛА имеют 25 % отказов.

Понимание этого имеет решающее значение в то время, когда коммерческое использование БПЛА испытывает беспрецедентный рост. Прогнозируется значительное расширение коммерческих функций дронов, а также расходов на исследования и разработки новых беспилотных систем программного обеспечения, на обучение операторов. Кроме того, существует совершенно отдельный рынок для БПЛА, которые будут использоваться в сфере отдыха, развлечений, туризма.

Ожидается, что затраты на отработку конструкции подобных беспилотных систем не будут соизмеримы по своему уровню затратам в гражданском воздушном флоте. Отсюда неизбежен переход к использованию недорогих беспилотных систем, построенных на не до конца проверенных на надежность компонентах. А это приводит к необходимости разработки новых подходов к обеспечению безопасности полетов коммерческих комплексов БПЛА.

Отказы этих систем представляют потенциальную опасность [2]. Согласно статистике, приводимой в открытых источниках, с начала XXI в. все чаще случаются прецеденты с отказами БПЛА, которые поражали дома, фермы, шоссе, водные пути и в одном случае столкнулись в воздухе между собой. К катастрофическим последствиям эти чрезвычайные происшествия пока не приводили, но ожидается, что частота отказов коммерческих БПЛА будет выше, чем у военных, поскольку коммерческие БПЛА разрабатываются без дублирующих систем, таких как датчики, информационно-управляющие системы и каналы беспроводной связи [8]. По мере того как БПЛА все больше интегрируются в наше коммерческое воздушное пространство, потребность в повышении их надежности становится еще более очевидной.

Коммерциализация БПЛА основана на низких ценовых категориях, которые сделают их привлекательной заменой для таких задач, как доставка посылок, в настоящее время требующих больших затрат труда и более доро-

гого автотранспорта. Поэтому привлекательна идея одноразовых дронов-доставщиков. При этом восприятие таких БПЛА как расходного материала (оборудования) может увеличить риск катастроф, так как их низкая цена может исключить из производственного цикла БПЛА именно те действия, которые обычно приводят к повышению надежности и безопасности [9-11].

Когда военные БПЛА выходят из строя, то необходимость предотвратить их попадание в чужие руки обычно требует их полного уничтожения на месте крушения, что лишает возможности оценить причины катастрофического отказа. Для коммерческих БПЛА порой также оказывается выгодным «замаскировать» причины отказа - это может привести к аналогичному непониманию причины сбоя аппаратуры, что затрудняет целенаправленные корректирующие улучшения в конструкции, материалах и/или процессе производства [12].

Анализ режимов отказа и механизмов их появления

По статистике, на отказы электроники приходится около 25 % всех отказов БПЛА, остальные связаны с погодными условиями и ошибками пилота. Военные БПЛА обеспечивают повышенную защиту от сбоев, вызванных человеческим фактором, и повышенную производительность за счет улучшенного программного обеспечения информационно-управляющих систем.

Эти системы также имеют несколько датчиков для обнаружения и прогнозирования износа компонента (подсистемы) и/или отказов. Однако недорогие коммерческие БПЛА могут не иметь такого же уровня резервирования, чтобы обеспечить безотказную работу. Это позволит больше полагаться на надежность каждого электронного компонента. По мере совершенствования управляющего программного обеспечения и смещения баланса высокопроизводительных резервных систем по сравнению с менее резервными системами малого и среднего радиуса действия ожидается значительное увеличение доли отказов электроники как причины неудач БПЛА. В немалой степени это связано с относительной сложностью электроники в системах БПЛА [13], но минимизация стоимости дрона в целом приводит к применению дешевой элементной базы. Следовательно, отказы электроники могут возникать из-за электростатического разряда (ЭСР), электрического перенапряжения (ЭОС) из-за скачка напряжения, механической вибрации, вызывающей проблемы с разъемами и паяными соединениями, а также из-за термической усталости межсоединений, возникающих из-за анизотропных свойств материала, таких как коэффициент теплового расширения (КТР) [14-17].

Оценка надежности БПЛА

Разработчики дронов используют различные методы для определения устойчивости электрорадиокомпонентов к внешним воздействиям, которые могут привести к отказам. Некоторые используют теорию оценки неэлектронной надежности, другие оценивают среднюю интенсивность отказов для электронного оборудования, и это приводит к тому, что частота отказов коммерческих продуктов обычно в 2-3 раза выше, чем если бы использовались детали военного назначения. При этом не происходит учет влияния окружающей среды на проектные конфигурации или взаимодействие материалов. Для этого требуется подход, основанный на физике отказов.

Отметим некоторые ключевые вопросы, которые следует задать. Какие диапазоны воздействий окружающей среды могут выдерживать БПЛА (например, температуры, давление, вибрация в полете, удары при посадке, турбулентность [3]) без отказа электрооборудования? Как и в случае с большинством новых технологий, анализ отказов играет решающую роль в понимании причин отказа на уровне компонентов и материалов и предоставляет информацию, необходимую для смягчения будущих отказов [18].

Однако, как было сказано выше, большинство пользователей коммерческих БПЛА скорее заменят свое устройство, чем оплатят расходы на анализ произошедшего отказа. Если бы стоимость замены блока была единственным финансовым соображением, как в случае с большинством расходных материалов, это можно было бы понять. Однако отказ дрона может привести к очень серьезным последствиям. Поэтому при сопоставлении с рисками затраты на анализ отказов становятся гораздо более приемлемыми, а преимущества -более привлекательными.

Окружающая среда, с которой может столкнуться коммерческий БПЛА, может включать диапазон температур от минус 40 до плюс 70 °С, вибрацию, удары, влажность, давление и при этом не самые оптимальные условия хранения. Необходимо учитывать последствия различных нагрузок на начальных этапах жизненного цикла БПЛА. На этапе проектирования оценивают среднюю интенсивность отказов для электронного оборудования. Конструкторы и производители БПЛА должны выполнять как минимум два действия, которые помогут обеспечить более высокий уровень надежности: тестирование критически важных компонентов и анализ конструкции на основе физики отказов.

Из анализа типичных условий внешних воздействий для коммерческих БПЛА следует, что наиболее распространенными ненадежными компонентами будут электролитические конденсаторы, разъемы, оптопары, генераторы, печатные платы, переменные резисторы и паяные соединения, которые являются неотъемлемой частью большинства БПЛА. Повышение требований к поставщикам, актуальные для эксплуатационных требований планы испытаний на надежность, соответствующие программы контроля на протяжении всего жизненного цикла производства позволят снизить влияние вышеперечисленных причин отказов [19-21].

Поскольку на аппаратное обеспечение приходится 80 % надежности конечного продукта, то для снижения цены коммерческого сектора комплексов БПЛА, риска отказа следует помнить, что анализ надежности на этапе проектирования имеет решающее значение. Последние достижения в разработке программного обеспечения делают эти действия экономически эффективными и позволяют значительно снизить влияние программного обеспечения на суммарную надежность БПЛА [6].

Заметим, что большинство коммерческих БПЛА скорее всего будут винтовыми из-за более низкой стоимости, меньшего расхода топлива относительно высокой грузоподъемности и способности выполнять требования клиентов на низкой скорости, вплоть до режима зависания. Однако малая масса летательного аппарата вертолетного типа приводит к гораздо более сильным вибрациям, чем у коммерческих систем самолетного типа. Высокие уровни вибрации могут привести к относительно быстрому отказу систем авионики.

Все БПЛА в своем управлении полагаются на беспроводную передачу данных [22]: GPS, мобильные протоколы, например 4G LTE и/или Wi-Fi следующего поколения.

На рис. 1 представлена типичная система беспроводной связи для военных БПЛА. Даже поверхностный анализ этой системы дает ясное представление об актуальности синтеза информационно-управляющей системы БПЛА, устойчивой к внешним электромагнитным помехам.

Рис. 1. Типичная система беспроводной связи для военных БПЛА [4]

Сами электромагнитные помехи хорошо изучены. Однако уровень электромагнитных помех/сигналов (ЭМП/ЭМС), наводимый на БПЛА, имеет широкий разброс и может варьироваться от несущественного до сверхмощного (более 10 000 вольт на метр), если БПЛА пролетают слишком близко к линиям электропередач. Как военные, так и гражданские самолеты имеют несколько уровней защиты от ЭМП/ЭМС. При этом защищают как отдельные системы, так и весь фюзеляж в целом. Ожидается, что коммерческие БПЛА будут иметь минимальную способность фильтровать электромагнитный шум. Становится особенно актуальной проблема синтеза систем, устойчивых к ЭМП, синтеза ИУС, способных снизить восприимчивость БПЛА к внешним ЭМП/ЭМС [23-26].

Необходима разработка комбинированного программного обеспечения для автоматизированного анализа конструкции на электромагнитную совместимость. Желательно иметь возможность использовать библиотеки унифицированных подходов к решению данной проблемы. Анализ отказов, разработка плана испытаний компонентов, выполнение испытаний и проверка конструкции, радиоэлектронной аппаратуры могут способствовать повышению надежности, позволяя разработчикам вносить необходимые улучшения в конструкцию до запуска продукта, что снижает общий риск эксплуатации БПЛА.

Синтез структуры информационно-управляющих систем БПЛА

Отметим, что БПЛА имеет комбинированную систему управления, охватывающую три зоны полета (рис. 2). В зоне 1 реализовано радиоуправ-

ление режимом взлета/посадки и полетом БПЛА в зоне видимости. Управление БПЛА в зоне 2 осуществляется автопилотом по системе GPS с возможностью изменения характеристик полета в режиме реального времени и контроля процесса полета с помощью видеокамер. Оператор, управляющий БПЛА, также имеет возможность задавать режимы полета на основе предварительно составленной компьютерной программы. Зашифрованные данные составленного плана полета загружаются в базу данных автопилота. При этом имеется возможность осуществления полета БПЛА по заданному маршруту, а также возможность внесения необходимых частичных корректировок в план или полного изменения параметров полета. Например, можно прервать полет БПЛА на любом участке пути, вернуть его в исходное положение или направить по другому маршруту.

Рис. 2. Принципиальная схема управления БПЛА: 1 - зона радиоуправления; 2 - наземная система управления (базовая станция); 3, 4 - покрытие мобильной связи для передачи информации

Модульные системы управления полетом БПЛА позволяют строго выдерживать высоту и выбранный курс полета, оперативно корректировать пространственную ориентацию БПЛА с учетом силы ветра и угла сноса [27]. Это может быть просто центр управления местной системой БПЛА, в рамках которого миссия заранее планируется и выполняется, но он также может быть частью еще более крупной системы или «системы систем», когда он также взаимодействует с другими компонентами системы. Сетецентрическая система обменивается информацией и получает информацию от других элементов более крупной системы. В этом случае планирование миссии может осуществляться в центральном командном центре и «передаваться» индивидуальной системе управления (СУ) для выполнения [13].

Архитектура типичной информационно-управляющей системы показана на рис. 3. «Архитектура» относится к расположению интерфейсов и потока данных между подсистемами CS.

СУ - это человеко-машинный интерфейс с системой беспилотных летательных аппаратов. Из него операторы могут «разговаривать» с воздушным судном по восходящей линии связи, чтобы управлять профилем полета или обновлять введенную перед полетом программу полета. Также может потре-

боваться прямая работа с альтернативными типами «полезной нагрузки», которую несет БПЛА [28]. Как показывает анализ структуры на рис. 3, управление БПЛА строится на обработке информации. Информационные потоки пронизывают всю структуру.

Рис. 3. Структура информационно-управляющей системы

БПЛА будет возвращать информацию и изображения операторам по нисходящей линии связи либо в режиме реального времени, либо по команде. Информация обычно включает в себя данные о полезной нагрузке, информацию о состоянии подсистем самолета (служебные данные), высоту и скорость полета, а также информацию о местоположении на земле.

Управление запуском и выводом летательного аппарата может осуществляться с основной СУ или со спутниковой (вспомогательной) СУ, которая будет поддерживать связь с главной станцией управления по радио или наземному кабелю (проводному или оптоволоконному), но имеет свою собственную прямую радиосвязь с самолетом.

В ИУС обычно также размещаются системы для связи с другими внешними системами. К ним могут относиться [31]:

а) средства получения данных о погоде;

б) передача информации от и к другим системам в сети;

в) задание от вышестоящего органа;

г) предоставление информации этим или другим органам.

Следовательно, ИУС будет содержать ряд подсистем, необходимых для

выполнения ее общей функции. Функционально они будут создаваться в зависимости от диапазона и типов предполагаемых выполняемых программ полета БПЛА, а также от характеристик самого БПЛА. Таким образом, эти подсистемы включают в себя следующие элементы:

А. Органы управления полетом БПЛА; дисплей(и) для представления состояния БПЛА и записывающего оборудования. Элементы управления бу-

дут взаимодействовать с автоматической системой управления полетом БПЛА либо для ручного управления БПЛА в режиме реального времени, либо для выбора и включения сохраненных на борту подпрограмм полета. Одна такая программа может, например, управлять беспилотным летательным аппаратом так, чтобы он вращался с заданным радиусом и скоростью вокруг наземной привязки, которая должна быть обозначена, или чтобы мог исследовать интересующий участок местности и т.п. Привязка к географической сетке будет вставлена при планировании полетного задания с учетом местности и положения солнца относительно него в это время суток, чтобы получить наиболее эффективные изображения с наиболее благоприятного направления.

В коммерческих применениях беспилотной авиации винтокрылых машин (коптеров) по программе полета могут направлять БПЛА на зависание над выбранной точкой для наблюдения или других целей; на зависание над точкой и снижение с контролируемой скоростью до места посадки; на спуск на уровень земли, чтобы взять пробу атмосферы, а затем на подъем на рабочую высоту.

Б. Подсистема для распознавания типа полезной нагрузки, установленной на БПЛА, и соответствующей настройки работы органов управления полезной нагрузкой для этой полезной нагрузки. Также будут включены дисплеи, показывающие статус полезной нагрузки и данные (изображения и/или другие типы данных) с носителями записи.

В. Наземные элементы (кодировщики, передатчик и приемник) линии связи между СУ и БПЛА, а также органы управления их работой, например подъем или опускание мачт радиоантенн, управление ими вручную или авто-магически, изменение частоты по мере необходимости и т.д. Дисплей может быть включен для отображения состояния связи. Хотя всегда желательно устанавливать радиоантенны на СУ. Чтобы минимизировать длину проводников, необходимо расположить их в таком положении, которое обеспечит хорошую передачу и прием радиоволн. В волнистой или холмистой местности они могут находиться на гребне или рядом с ним. Для некоторых военных операций, если глобальные системы управления (ГСУ) не являются небольшими и легко скрытными, иногда принимается решение установить антенны на небольшой, мобильной и менее заметной платформе, которую можно расположить в подходящем месте. Ее часто называют удаленным наземным терминалом. Недостатком является то, что для этого потребуется собственная система нивелирования и наземная связь (вероятно, оптоволоконная) с ГСУ. Для многих операций разница в координатах положения между GCS и RGT должна быть определена и введена в компьютеры миссии.

Д. Навигационные дисплеи для контроля положения и траектории полета БПЛА и необходимые компьютеры для обработки данных [29].

E. Компьютеры отображают карту Земли, чтобы обеспечить планирование миссии и необходимые для нее расчеты. Записи траекторий полета предыдущих миссий будут сохранены для повторения в будущем, если потребуется. Список выбираемых программ полета БПЛА будет проведен.

Ж. Системы связи с другими игроками в системе систем, позволяющие получать данные о погодных условиях, требования миссии и отправлять данные, полученные от местного БПЛА, другим игрокам.

В зависимости от сложности бортовой системы управления эти подсистемы могут быть размещены как отдельные блоки внутри СУ или интегри-

рованы в виде подмодулей в меньшее количество блоков. Следовательно, станции управления, как и самолеты, бывают всех форм и размеров и укомплектованы персоналом в соответствии с количеством и специальностью задач, которые они должны выполнять.

Эти системы могут охватывать множество видов деятельности. Новостные организации, телекомпании, издатели газет могли бы иметь средства для освещения как запланированных, так и случайных событий. Спортивные события можно было бы освещать в режиме реального времени для передачи по телевидению с использованием стабилизированной видеокамеры высокого разрешения. Также можно было бы получать тематические фотографии дикой природы. Возможность зависания была бы выгодна.

Система БПЛА дешевле и менее навязчива в использовании, чем пилотируемый самолет, но одобрение регулирующих органов еще не получено, и, скорее всего, придется ждать разработки надежной системы обнаружения. Вероятно, система должна быть полностью отказоустойчивой.

Задача маршрутизации и оптимизации траектории БПЛА

В этом разделе мы формально определяем задачу оптимизации маршрута и траектории БПЛА (иАУ^ТОР), в которой группа БПЛА должна посетить набор путевых точек с учетом общих кинематических и динамических ограничений. В модель также могут быть включены ветровые условия, предотвращение столкновений между БПЛА и препятствиями.

В дальнейшем мы предполагаем, что в точке запуска С доступно множество О БПЛА. Пусть О = (У, А) - граф, где множество V представляет все точки маршрута, которые необходимо посетить БПЛА, а А представляет

набор дуг между путевыми точками. Кроме того, пусть 01 представляет собой место посадки. Стоимость использования транспортного средства к е С составляет ^ . Параметры (например, масса, площадь крыла, аэродинамические коэффициенты) БПЛА к, перемещающегося между 7 и ], хранятся в векторе р^к . Обратите внимание, что эти параметры могут меняться в ходе

миссии, например, из-за смены режима полета (при использовании гибридных БПЛА). Состояние БПЛА представляет собой вектор, полностью определяющий положение, ориентацию и скорость аппарата в некоторой системе координат.

к

Для простоты примем, что у^к (¡¡к )е Е"у , Пу е 2 , представляет собой переменную состояния БПЛА к, перемещающегося между точками пути 7 и ] в момент времени .¡к е М. Аналогичным образом управляющие переменные моделируют входные данные, поступающие в физические системы для достижения желаемой траектории. Типичными управляющими переменными для БПЛА являются тяга (импульс, создаваемый двигателем БПЛА, если он есть), угол крена (который «кренит» самолет для изменения его горизонтального направления полета) и угол атаки (которая связана с тем, какую подъем-

к

ную силу создает крыло самолета). Определим Ыц« (¡к )е М"у, п«у е 2,

управляющие переменные для БПЛА к, движущегося по дуге (7, у) в момент времени у е Я.

Физические законы, управляющие движением БПЛА к между точками пути 7 и у в момент времени у, называются динамикой системы. В общих

чертах системная динамика может быть выражена набором ЭОМ в виде системы обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) следующим образом:

Уук = /к (Уук (к ) иук (ук ) Рук (ук у е С • (1)

Функции /к, Vk е С, в правой части ЭОМ (1) представляют взаимосвязь между переменными и параметрами с производными по времени от переменных состояния (обозначенных здесь ().

Переменные состояния и управления должны быть указаны для момента времени, чтобы инициализировать ОДУ. В дальнейшем мы предполагаем, что начальные условия должны быть заданы в момент времени ( = 0. Разумно также предположить, что необходимо оптимизировать только управляющие переменные, так как значения состояний могут быть определены из начальных условий и эволюции элементов управления с течением времени.

Стоимость маршрута для БПЛА к с целью перемещения между путевыми точками 7 и у может быть рассчитана как [36]: у

I wk (Уук ((ук )> иук ((ук )> рук (ук)к^ук. (2)

Ч]к

Переменные О и представляют начальное и конечное время полета БПЛА к, путешествующего между точками пути 7 и у такими, что

ууке [(ук].

Ограничения на переменные состояния и управления обычно накладываются данной технологией БПЛА. Обозначим уу и уф- - нижние и верхние границы переменных состояния уук ((¡ук (7, у) БПЛА к, движущегося по дуге (уук е Я, где иу и иЦ-^ - управляющие переменные Ыук (к) БПЛА к , движущегося по дуге (7, у), для всех (ук е Я. Примем также меньшую и высшие оценки эксплуатационных ограничений, за которые не следует выходить (они обозначены как ¿ф и ¿у ).

Согласно нашему предположе нию о начальных условиях начальное время полета от точки старта должно быть определено как (у = О, V/ е V, Vk е С. Пусть уО и иО представляют собой заранее заданные начальные условия. Таким образом, начальное состояние и управляющие переменные

могут быть определены как уф (¡к ) = у0 и Ыф (ф ) = и0 соответственно,

если БПЛА к отходит от точки запуска.

Таким образом, становится возможным определить оптимальный маршрут движения БПЛА на этапе выполнения конкретной задачи.

Проведенный анализ функционирования информационно-управляющей системы БПЛА позволил подчеркнуть актуальность проблемы повышения надежности ее функционирования, выявить основные причины отказов, обозначить основные «узкие места» в системе маршрутизации, а также обратить внимание на актуальность проблем синтеза информационно-управляющих систем.

Распределенная сетецентрическая система управления группой БПЛА

Как указывалось ранее, одним из перспективных направлений развития коммерческих БПЛА, которое может значительно повысить эффективность их применения, является создание комплексов с беспилотными летательными аппаратами и развитие тактики их применения. В связи с этим актуально решение задачи по обоснованию структуры распределенной информационно-управляющей системы комплексом беспилотных летательных аппаратов, а также разработка алгоритмов ее функционирования.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Сложность группового применения БПЛА обусловливают следующие факторы [30]:

1) появление еще одного более высокого иерархического уровня управления, обеспечивающего реализацию целевого назначения группы;

2) сложность управления информационными потоками внутри группы;

3) сложность формулирования коллективного интереса, который должны реализовать системы управления и информационного обеспечения каждого участника группы;

4) сложность организации координированных взаимодействий.

Сетецентрическая структура ИУС наиболее подходит для организации

управления коммерческими комплексами БПЛА [31]. При таком способе построения системы сокращаются затраты на выполнение спланированных действий в процессе решения общей целевой задачи за счет упрощения отдельных бортовых информационно-управляющих систем (БИУС), на которые возлагаются функции локального управления в процессе взаимодействия с оператором. При этом имеем несколько БИУС, объединенных в единую информационно-вычислительную сеть (рис. 4).

Управляющие цепи оператора, отображенные на рис. 4, обозначены пунктирными линиями и сводятся к постановке целевой задачи для комплекса и контролю за ходом ее выполнения. Процессы обмена информацией между БИУС о состоянии каждого участника сети иллюстрируются сплошными линиями.

Главным достоинством сетецентрической схемы управления является возможность для любого элемента получать информацию от любого другого участника сети. Однако теоретические и прикладные вопросы организации управления в сетецентрических системах только начинают разрабатываться, отсутствуют алгоритмы, реализующие автономный режим сетевого управления в процессе решения общей задачи [32]. Общим недостатком сетецентри-ческого управления комплексом БПЛА является наличие дополнительных

каналов управления и передачи данных с оператором, что ослабляет всю систему с точки зрения дополнительного радиоэлектронного зашумления окружающей среды и/или радиоэлектронного противодействия.

Рис. 4. Схема сетецентрической информационно-управляющей системы комплексом БПЛА

Представим совокупность коммерческих БПЛА как множество {С15С2,...,Сп}, при этом каждый адрес доставки пусть будет

{N1,N2,...,Nn} , а информация о дальностях до пунктов доставки хранится

в БИУС каждого БПЛА-комплекса.

Комплекс БПЛА формирует матрица Я размером т х п , где т -количество БПЛА в комплексе, п - количество точек доставки грузов. Расстояния Гц от каждого 7-го БПЛА до каждой 1-й точки доставки груза указываются на пересечении строк и столбцов данной матрицы:

ph . r-Л Nm1

1 riJ ■ ■■ riJ, N

П1

(3)

где Гц,...,г^ - матрица расстояний; Щт,...,Ыт - конструкции конкретных

БПЛА комплекса, наряженные для выполнения конкретного заказа; П1,...,п -объекты (места) для доставки груза.

В процессе эксплуатации коммерческих дронов происходят непредвиденные отказы, которые вынуждают каждый раз перераспределять задания между БПЛА-комплекса. Решение задачи целераспределения адресов при отказе некоторых БПЛА выполнить свои функции будем проводить методом линейного программирования. В общем случае задача целераспределения БПЛА может быть решена на основе анализа матрицы размерностью п х т :

W11 W21

W11 W21

Wni Wn

n 2

Wim W2m

W

' ' Villi

(4)

где Щт,...,Жпт - вероятности успеха доставки груза каждого БПЛА. Задача

целераспределения является оптимизационной задачей. В качестве элементов матрицы (4) могут быть выбраны другие показатели эффективности и другие критерии оптимизации решения задачи целераспределения в зависимости от постановки задачи. Таким образом, решение задачи целераспределения представим в виде коэффициентов инцидентной матрицы:

хи хи х21 х21

xn1 xn2

x1m x2m

(5)

при этом Ху = 1, если 7-му БПЛА назначается для доставки груза 7-й объект, в остальных случаях Хуу = 0, причем одному БПЛА не может быть назначено больше одной цели, т.е.

Уxij =1' j е[1'm]-i=1

(6)

В общем случае число матриц (решений целераспределения) со всеми возможными комбинациями пар БПЛА-цели равно max {n, m}!. При этом

решающий функционал для каждой возможной k-й комбинации пар D(k) будет иметь следующий вид:

f = у сп(1 -Pj ),

{D( k ):xj£{0,1}} £ j Ч}

(7)

где Су - коэффициент, характеризующий важность цели; Ру - вероятность

того, чтоу-й БПЛА совершит доставку груза 7-му заказчику.

В этом случае задача целераспределения решается путем нахождения максимума из ряда решающих функционалов:

R = max {F} .

[D(k)V

(8)

Таким образом, задача целераспределения сводится к нахождению матрицы (4), расчету решающих функционалов (5), определению наилучшей комбинации по правилу (6), а значит, и соответствующей матрицы решений (5) [32].

В результате формируется матрица целераспределения D :

Г1 ... о^

D=

0

1

(9)

где единица на пересечении 7-й строки и у-го столбца означает назначение у-го БПЛА на 7-й объект доставки груза и нуль в противном случае.

Решение задачи на данном этапе относится к процессу предварительного (предполетного) целераспределения.

После отказов, приводящих к выходу из строя некоторых БПЛА комплекса, производится определение текущих координат и обмен информацией в автономном режиме. Если потерь нет (^пот = 0), то осуществляется первичное (предполетное) целераспределение, если потери есть (^пот > 0), то осуществляется процесс повторного целераспределения БПЛА в автономном режиме, который может быть реализован методом неполного перебора, путем расчета интегрального показателя эффективности, учитывающего важность каждого i-го объекта доставки Q и вероятность успешного выполнения каждого i-го исходного полетного задания БПЛА при каждом варианте возможных потерь и выбора рационального варианта целераспределения, соответствующего максимальному интегральному показателю эффективности:

N

I = max у CWj , (10)

i=1

где N - количество оставшихся после происшедших отказов БПЛА.

После распределения комплекса БПЛА по местам доставки грузов в заданные точки пространства осуществляется автономная доставка грузов и проводится оценка эффективности выполнения задания.

Реализация предложенной методики целераспределения в предлагаемой сетецентрической системе управления комплексом коммерческих БПЛА в автономном режиме позволяет оценить эффективность выполнения конечной цели по доставке грузов по заданным адресам и доказать высокую эффективность сетецентрического подходя к управлению комплексом БПЛА.

Список литературы

1. Austin R. Unmanned aircraft systems UAVS design, development and deployment. New York : John Wiley and Sons, Ltd., Publication, 2010. 332 p.

2. Алифанов О. М., Матвеев Ю. А., Ламзин В. В., Ламзин В. А. Теоретические основы эффективной модернизации космических систем // Труды МАИ [электрон. журнал]. 2011. № 43. С. 1-17.

3. Полтавский А. В., Жумабаева А. С., Бикеев Р. Р. Имитационное моделирование характеристик комплекса беспилотных летательных аппаратов // Надежность и качество сложных систем. 2015. № 4. С. 16-23.

4. Балык В. М., Игнатьев И. Н., Кулакова Р. Д., Никулин А. М., Щербак П. В. Выбор оптимальных законов управления летательным аппаратом по аппроксимирующим алгоритмам // ХХХ чтения памяти К. Э. Циолковского : сб. тезисов докладов. Калуга, 2003. Ч. II. C. 79-80.

5. Балык В. М. Статистический синтез проектных решений при разработке сложных систем. М. : Изд-во МАИ, 2011. 278 с.

6. Бецков А. В., Прокопьев И. В. Анализ живучести беспилотного летательного аппарата // Надежность и качество сложных систем. 2014. № 2. С. 3-6.

7. Полтавский А. В., Юрков Н. К., Семенов С. С. Информатизация образования: семантика термина «беспилотный летательный аппарат» // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. 2018. Т. 1. С. 301-302.

8. Балык В. М., Ильичев А. В., Сорокин В. А. Методы принятия проектных решений на основе моделей эффективности двухсредного летательного аппарата : учеб. пособие. М. : Изд-во МАИ, 2015. 220 с.

9. Полтавский А. В., Юрков Н. К. Модификация модели системы управления подвижным объектом // Надежность и качество сложных систем. 2014. № 1. С. 65-70.

10. Юрков Н. К., Полтавский А. В. Отбор операторов автоматизированных рабочих мест многофункциональным комплексам беспилотных летательных аппаратов // Надежность и качество сложных систем. 2019. № 1. С. 70-76. doi:10.21685/2307-4205-2019-1-8.

11. Балык В. М., Комягин В. А. Надежность и эффективность двухсредных ЛА : учеб. пособие. М. : Изд-во МАИ, 2005. 160 с.

12. Годунов А. И., Шишков С. В., Юрков Н. К. Комплекс обнаружения и борьбы с малогабаритными беспилотными летательными аппаратами // Надежность и качество сложных систем. 2014. № 2. С. 62-70.

13. Юрков Н. К., Жумабаева А. С., Полтавский А. В. Алгоритм определения индикатрисы излучения подвижного объекта на примерах робототехнического комплекса беспилотных летательных аппаратов // Надежность и качество сложных систем. 2015. № 3. С. 23-30.

14. Юрков Н. К., Жумабаева А. С., Полтавский А. В. К проблеме модельного синтеза комплексов беспилотных летательных аппаратов // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2017. № 1. С. 70-77.

15. Гордиенко А. В., Припадчев А. Д. К вопросу автоматизированного проектирования облика беспилотного летательного аппарат самолетной схемы // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. № 4. С. 911-913.

16. Reznik S. V., Prosuntsov P. V., Azarov A. V. Substantiation of the structural-layout scheme of the mirror-space-antenna reflector with a high shape stability and a low density per unit length // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2015. Vol. 88, №. 3. P. 699-705. doi:10.1007/s10891-015-1239-x

17. Ильинский Н. Б., Абзалилов Д. Ф. Математические проблемы проектирования крыловых профилей. Казань : Казацкий университет, 2011. 284 с.

18. Нгуен Т. Л., Рыбаков И. М., Юрков Н. К. К проблеме классификации беспилотных летательных аппаратов // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. 2022. Т. 1. С. 122-126.

19. Мельничук А. И., Горячев Н. В., Юрков Н. К. К проблеме синтеза многопозиционной радиолокационной станции обнаружения беспилотных летательных аппаратов // Надежность и качество сложных систем. 2022. № 3. С. 33-41.

20. Нгуен Т. Л., Кузин Н. А., Юрков Н. К. К проблеме формирования облика перспективных беспилотных летательных аппаратов // Надежность и качество сложных систем. 2022. № 1. С. 55-66.

21. Юрков Н. К., Горячев Н. В., Мельничук А. И. Способ многофакторного функционального подавления беспилотного летательного аппарата // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. 2021. Т. 2. С. 95-99.

22. Полтавский А. В., Тюгашев А. А., Юрков Н. К. Оптимизация информационно-измерительной системы беспилотного воздушного судна // Надежность и качество сложных систем. 2021. № 4. С. 44-55.

23. Мельничук А. И., Горячев Н. В., Юрков Н. К. Способы и средства противодействия беспилотным летательным аппаратам // Надежность и качество сложных систем. 2020. № 4. С. 131-138.

24. Согомонян К. Э., Юрков Н. К. Воздействие ультракоротких импульсов электромагнитного излучения на беспилотные летательные аппараты // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. 2019. Т. 2. С. 315-317.

25. Годунов А. И., Шишков С. В., Юрков Н. К. Комплекс обнаружения и борьбы с малогабаритными беспилотными летательными аппаратами // Надежность и качество сложных систем. 2014. № 2. С. 62-70.

26. Юрков Н. К., Полтавский А. В., Маклаков В. В., Бородуля В. М. Когерентный контроль координат основных модулей нежесткой фазированной антенной ре-

шетки беспилотного летательного аппарата // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 2. С. 100-102.

27. Жумабаева А. С., Полтавский А. В., Юрков Н. К. К проблеме модельного синтеза комплексов беспилотных летательных аппаратов // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2017. № 1. С. 73-81.

28. Годунов А. И., Шишков С. В., Юрков Н. К. Комплекс обнаружения и борьбы с малогабаритными беспилотными летательными аппаратами // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 1. С. 90-95.

29. Годунов А. И., Шишков С. В., Юрков Н. К. Система управления комплексными методами борьбы с малогабаритными беспилотными летательными аппаратами // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 1. С. 95-98.

30. Masloboev A. V., Tsygichko V. N. A method for efficiency assessment of multi-level distributed system for regional security support // Reliability & Quality of Complex Systems. 2021. № 1 (33). P. 129-143.

31. Маслобоев А. В. Средства поддержки интероперабельности сетецентрических систем управления региональной безопасностью // Надежность и качество сложных систем. 2020. № 1. С. 91-105.

32. Маслобоев А. В., Цыгичко В. Н. Анализ информационной структуры и конфигурирование систем поддержки принятия решений региональных ситуационных центров // Надежность и качество сложных систем. 2020. № 2. С. 68-84.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

References

1. Austin R. Unmanned aircraft systems UAVS design, development and deployment. New York: John Wiley and Sons, Ltd., Publication, 2010:332.

2. Alifanov O.M., Matveev Yu.A., Lamzin V.V., Lamzin V.A. Theoretical foundations for effective modernization of space systems. Trudy MAI [elektron. zhurnal] = Proceedings of MAI (electronic journal). 2011;(43):1-17. (In Russ.)

3. Poltavskiy A.V., Zhumabaeva A.S., Bikeev R.R. Simulation modeling of the characteristics of a complex of unmanned aerial vehicles. Nadezhnost' i kachestvo slozhnykh system = Reliability and quality of complex systems. 2015;(4):16-23. (In Russ.)

4. Balyk V.M., Ignat'ev I.N., Kulakova R.D., Nikulin A.M., Shcherbak P.V. Choice of optimal aircraft control laws using approximation algorithms. ХХХ chteniya pamyati K.E. Tsiolkovskogo: sb. tezisov dokladov = The 30th readings commemorating K.E. Tsiolkovsky: collected reports. Kaluga, 2003;II:79-80. (In Russ.)

5. Balyk V.M. Statisticheskiy sintez proektnykh resheniy pri razrabotke slozhnykh system = Statistical synthesis of design solutions in the development of complex systems. Moscow: Izd-vo MAI, 2011:278. (In Russ.)

6. Betskov A.V., Prokop'ev I.V. Analysis of the survivability of an unmanned aerial vehicle. Nadezhnost' i kachestvo slozhnykh system = Reliability and quality of complex systems. 2014;(2):3-6. (In Russ.)

7. Poltavskiy A.V., Yurkov N.K., Semenov S.S. Informatization of education: semantics of the term "unmanned aerial vehicle". Trudy Mezhdunarodnogo simpoziuma Nadezh-nost' i kachestvo = Proceedings of the International Symposium Reliability and quality. 2018;1:301-302. (In Russ.)

8. Balyk V.M., Il'ichev A.V., Sorokin V.A. Metody prinyatiya proektnykh resheniy na osnove modeley effektivnosti dvukhsrednogo letatel'nogo apparata: ucheb. posobie = Methods for making design decisions based on efficiency models for a two-media aircraft: textbook. Moscow: Izd-vo MAI, 2015:220. (In Russ.)

9. Poltavskiy A.V., Yurkov N.K. Modification of the model of the control system of a moving object. Nadezhnost' i kachestvo slozhnykh system = Reliability and quality of complex systems. 2014;(1):65-70. (In Russ.)

10. Yurkov N.K., Poltavskiy A.V. Selection of operators of automated workplaces for multifunctional complexes of unmanned aerial vehicles. Nadezhnost' i kachestvo slozhnykh

system = Reliability and quality of complex systems. 2019;(l):70-76. (In Russ.). doi:10.21685/2307-4205-2019-l-8.

11. Balyk V.M., Komyagin V.A. Nadezhnost' i effektivnost' dvukhsrednykh LA: ucheb. posobie = Reliability and efficiency of two-medium aircraft: textbook. Moscow: Izd-vo MAI, 2005:160. (In Russ.)

12. Godunov A.I., Shishkov S.V., Yurkov N.K. Complex for detecting and combating small unmanned aerial vehicles. Nadezhnost' i kachestvo slozhnykh system = Reliability and quality of complex systems. 2014;(2):62-70. (In Russ.)

13. Yurkov N.K., Zhumabaeva A.S., Poltavskiy A.V. Algorithm for determining the radiation indicatrix of a moving object on the examples of a robotic complex of unmanned aerial vehicles. Nadezhnost' i kachestvo slozhnykh sistem = Reliability and quality of complex systems. 2015;(3):23-30. (In Russ.)

14. Yurkov N.K., Zhumabaeva A.S., Poltavskiy A.V. On the problem of model synthesis of unmanned aerial vehicles systems. Izmerenie. Monitoring. Upravlenie. Kontrol' = Measurement. Monitoring. Management. Control. 2017;(1):70-77. (In Russ.)

15. Gordienko A.V., Pripadchev A.D. On the issue of computer-aided design of the appearance of an unmanned aerial vehicle of an aircraft scheme. Izvestiya Samarskogo nauch-nogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk = Proceedings of Samara scientific center of the Russian Academy of Sciences. 2013;(4):911-913. (In Russ.)

16. Reznik S.V., Prosuntsov P.V., Azarov A.V. Substantiation of the structural layout scheme of the mirror-space-antenna reflector with a high shape stability and a low density per unit length. Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2015;88(3):699-705. (In Russ.). doi:10.1007/s10891-015-1239-x

17. Il'inskiy N.B., Abzalilov D.F. Matematicheskie problemy proektirovaniya krylovykh profiley = Mathematical problems of wing profile design. Kazan': Kazanckiy universi-tet,' 2011:284. (In Russ.)

18. Nguen T.L., Rybakov I.M., Yurkov N.K. On the problem of classification of unmanned aerial vehicles. Trudy Mezhdunarodnogo simpoziuma Nadezhnost' i kachestvo = Proceedings of the International Symposium Reliability and Quality. 2022;1:122-126. (In Russ.)

19. Mel'nichuk A.I., Goryachev N.V., Yurkov N.K. On the problem of synthesis of a multiposition radar station for the detection of unmanned aerial vehicles. Nadezhnost' i kachestvo slozhnykh system = Reliability and quality of complex systems. 2022;(3):33-41. (In Russ.)

20. Nguen T.L., Kuzin N.A., Yurkov N.K. On the problem of forming the appearance of promising unmanned aerial vehicles. Nadezhnost' i kachestvo slozhnykh system = Reliability and quality of complex systems. 2022;(1):55-66. (In Russ.)

21. Yurkov N.K., Goryachev N.V., Mel'nichuk A.I. A method for multifactorial functional suppression of an unmanned aerial vehicle. Trudy Mezhdunarodnogo simpoziuma Nadezhnost' i kachestvo = Proceedings of the International Symposium Reliability and Quality. 2021;2:95-99. (In Russ.)

22. Poltavskiy A.V., Tyugashev A.A., Yurkov N.K. Optimization of the information-measuring system of an unmanned aircraft. Nadezhnost' i kachestvo slozhnykh system = Reliability and quality of complex systems. 2021;(4):44-55. (In Russ.)

23. Mel'nichuk A.I., Goryachev N.V., Yurkov N.K. Ways and means of countering unmanned aerial vehicles. Nadezhnost' i kachestvo slozhnykh system = Reliability and quality of complex systems. 2020;(4):131-138. (In Russ.)

24. Sogomonyan K.E., Yurkov N.K. The impact of ultrashort pulses of electromagnetic radiation on unmanned aerial vehicles. Trudy Mezhdunarodnogo simpoziuma Nadezh-nost' i kachestvo = Proceedings of the International Symposium Reliability and Quality. 2019;2:315-317. (In Russ.)

25. Godunov A.I., Shishkov S.V., Yurkov N.K. Complex for detecting and combating small unmanned aerial vehicles. Nadezhnost' i kachestvo slozhnykh system = Reliability and quality of complex systems. 2014;(2):62-70. (In Russ.)

26. Yurkov N.K., Poltavskiy A.V., Maklakov V.V., Borodulya V.M. Coherent control of the coordinates of the main modules of a non-rigid phased antenna array of an unmanned aerial vehicle. Trudy Mezhdunarodnogo simpoziuma Nadezhnost' i kachestvo = Proceedings of the International Symposium Reliability and Quality. 2Q13;2:1QQ-1Q2. (In Russ.)

27. Zhumabaeva A.S., Poltavskiy A.V., Yurkov N.K. On the problem of model synthesis of unmanned aerial vehicles systems. Measurement. Monitoring. Control. Control= Measurement. Monitoring. Management. Control. 2Q17;(1):73-81. (In Russ.)

28. Godunov A.I., Shishkov S.V., Yurkov N.K. Complex for detecting and combating small unmanned aerial vehicles. Trudy Mezhdunarodnogo simpoziuma Nadezhnost' i kachestvo = Proceedings of the International Symposium Reliability and Quality. 2Q14;1:9Q-95. (In Russ.)

29. Godunov A.I., Shishkov S.V., Yurkov N.K. Control system for complex methods of combating small-sized unmanned aerial vehicles. Trudy Mezhdunarodnogo simpoziuma Nadezhnost' i kachestvo = Proceedings of the International Symposium Reliability and Quality. 2Q14;1:95-98. (In Russ.)

3Q. Masloboev A.V., Tsygichko V.N. A method for efficiency assessment of multi-level distributed system for regional security support. Reliability & Quality of Complex Systems. 2Q21;(1):129-143.

31. Masloboev A.V. Interoperability support tools for network-centric regional security management systems. Nadezhnost' i kachestvo slozhnykh system = Reliability and quality of complex systems. 2Q2Q;(1):91-1Q5. (In Russ.)

32. Masloboev A.V., Tsygichko V.N. Analysis of the information structure and configuration of decision support systems for regional situational centers. Nadezhnost' i kachestvo slozhnykh system = Reliability and quality of complex systems. 2Q2Q;(2):68-84. (In Russ.)

Информация об авторах I Information about the authors

Мади Нуралиевич Байсеитов

магистр, командир воинской части (Казахстан, Алматинская область, п. Метыген)

E-mail: [email protected]

Madi N. Bayseitov Master's degree student, commander of a military unit (Metygen village, Almaty region, Republic of Kazakhstan)

Ербол Токтамысович Ескибаев магистр, начальник кафедры тактики авиации, Военный институт сил воздушной обороны (Казахстан, г. Актобе, пр-т Алии Молдагуловой, 39А)

E-mail: [email protected]

Erbol T. Eskibaev

Master's degree, head of the sub-department of aviation tactics, Military Institute of Air Forces (39A Alii Moldagulovoy avenue, Aktobe, Republic of Kazakhstan)

Аскар Гадылшиевич Избасов заместитель начальника военного института, Военный институт сил воздушной обороны (Казахстан, г. Актобе, пр-т Алии Молдагуловой, 39А)

E-mail: [email protected]

Askar G. Izbasov

Deputy head of the Military Institute,

Military Institute of the Air Forces (39A Alii Moldagulovoy avenue, Aktobe, Republic of Kazakhstan)

Антон Иванович Мельничук аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)

E-mail: [email protected]

Николай Кондратьевич Юрков доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой конструирования и производства радиоаппаратуры, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)

E-mail: [email protected]

Anton I. Mel'nichuk Postgraduate student, Penza State University (40 Krasnaya street, Penza, Russia)

Nikolay K. Yurkov

Doctor of engineering sciences, professor, head of the sub-department of constructing and producing radio equipment, Penza State University (40 Krasnaya street, Penza, Russia)

Поступила в редакцию / Received 02.10.2022

Поступила после рецензирования и доработки / Revised 24.11.2022 Принята к публикации / Accepted 10.12.2022

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.