CC BY
91
8. Григорьев М.В., Григорьева И.И. Проектирование информационных систем: учебное пособие для вузов. М.: Издательство Юрайт, 2019. 318 с.
Коростелев Никита Сергеевич, магистр, старший оператор, [email protected], Россия, Анапа, ФГАУ «ВИТ «ЭРА»,
Данилин Дмитрий Евгеньевич, магистр, старший оператор, Россия, Анапа, ФГАУ «ВИТ
«ЭРА»,
Войнов Александр Константинович, магистр, старший оператор, Россия, Анапа, ФГАУ «ВИТ
«ЭРА»
DEVELOPMENT OF INFORMATION SYSTEM FOR FORMATION, REGISTRATION AND ISSUE OF CERTIFICATES FROM THE PLACE OF STUDY
N.S. Korostelev, D.E. Danilin, A.K. Voinov
The software package for automating the issuance of certificates of study at a higher educational institution" is designed to automate the processes ofpreparing and forming certificates of study at a higher educational institution, as well as the process of transferring certificates between university departments, signing them, registering and printing them.
Key words: automation, software package, issuance of certificates, information system.
Korostelev Nikita Sergeevich, magister, senior operator, [email protected], Russia, Anapa, FGAU «MIT
«ERA»,
Danilin Dmitrii Evgenevich, magister, senior operator, Russia, Anapa, FGAU«MIT «ERA», Voinov Alexander Konstantinovich, magister, senior operator, Russia, Anapa, FGAU «MIT «ERA»
УДК 623.74.094
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-2-335-339
РЕШАЕМЫЕ ПРОБЛЕМЫ, ПРЕИМУЩЕСТВА И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СТРАТОСФЕРНЫХ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
И.Р. Цуканов, А.В. Азман
Рассмотрены основные конструктивные особенности стратосферных беспилотных летательных аппаратов самолетного типа и аэростатического типа. Рассмотрены основные направления использования указанных аппаратов, выполнен обзор наиболее успешных моделей аппаратов.
Ключевые слова: стратосферные беспилотные летательные аппараты, беспилотные аппараты на солнечных батареях, беспилотные аппараты аэростатического типа, дирижабли.
Стратосферные беспилотные летательные аппараты. В настоящее время в информационном пространстве все чаще появляются новости об очередных испытаниях прототипа сверхвысокого беспилотного летательного аппарата (БПЛА) с «рекордным» временем полета. Страны-лидеры в разработке BPLA, такие как Россия, СШа, Великобритания, Китай, Канада выделяют много средств на исследование и проектирование таких BPLA.
Беспилотные летальные аппараты, или дроны, — это беспилотные летательные аппараты, управляемые дистанционно (например, с землей или со вторым летательным аппаратом) или с помощью автономного программного обеспечения, установленного на борту. Одной из строк видов БПЛА есть аппараты с большой высотой полета (до 22 км) и большой продолжительностью полета (до нескольких десятков суток). Такие БПЛА называются стратосферными или псевдоспутниками.
Стратосферные беспилотные летательные аппараты исходя из особенностей их конструкции обычно делятся на две большие группы:
БПЛА авиационного типа - этот тип беспилотников также известен как БПЛА с неподвижным крылом (англ. BPLA с неподвижным крылом). Их подъемная сила создается аэродинамически за счет потока воздуха, натекающего на неподвижное крыло. аппараты этого типа, как правило, отличаются большой продолжительностью полета, максимальной высотой полета и чрезвычайной скоростью.
аэростатический БПЛА - особый класс летательных аппаратов, в которых подъемная сила создается в основном за счет архимедовой силы, действующей на баллон, наполненный легким газом (обычно гелем). Эти БПЛА представлены в основном беспилотными дирижаблями, отличающимися большой полезной нагрузкой и дальностью беспосадочных полетов. Достигается более высокая надежность и безопасность.
В таблице приведены данные по открытым источникам по основным моделям беспилотных автомобилей.
Беспилотные летальные аппараты (БПЛА) широко используются во всем мире для решения широкого круга задач как военных, так и гражданских. В настоящее время ряд стран ведут исследования и разрабатывают собственные космические БПЛА (Unmanned space vehicles, USV).
Космические БЛА
Космические БЛа X-37B XS-1 Skylon Shenlong ScramSpace
Страна СШа СШа ЕС, Великобритания Китай австралия
Производитель Boeing DARPA Reaction Engines Limited Chinese Academy of Launcher Technology The University of Queensland
Длина, м 8.9 19.5 82 5.8 1.8
Размах крыла, м 4.5 13 25 н.д. н.д.
Взлетная масса, кг 4989 н.д. 275000 н.д. н.д.
Полезная нагрузка, кг 900 2270 17000 н.д. н.д.
Первый полет 2010 2018 2019 2007 - тестовый 2013 - неудача
Скорость, км/ч 280.44 115.00 н.д. н.д. 86.00
Высотные дроны на солнечных батареях иначе называют псевдоспутниками, потому что такие аппараты, пролетая сквозь атмосферу Земли, могут находиться в воздухе на высотах в несколько десятков тысяч метров в течение нескольких месяцев. Псевдоспутники планируется использовать для самых разных целей, одной из которых является, например, обеспечение связи в труднопроходимой местности.
Одним из лидеров гонки по разработке стратосферных дронов самолетного типа является американская мегакорпорация Airbus. Разработанный Airbus стратосферный беспилотник Zephyr побил собственный рекорд по времени нахождения в воздухе без дозаправки или остановки с большим отрывом.
Предыдущий рекорд был установлен в 2018 году, когда БПЛА находился в воздухе менее трех минут в течение 26 дней. Теперь им удалось пробыть в небе над аризоной на высоте около 23 километров в течение 36 дней. Zephyr имеет размах крыльев 25 метров и весит всего 75 кг. Он полностью электрический, с парой двигателей, приводящих в движение два пропеллера вдоль крыльев, а его поворотная рама очень напоминает планер. Усовершенствованная литий-ионная батарея Ampere, которая весит около 24 кг, распределяет энергию по мере необходимости, но крылья Zephyr также покрыты солнечными элементами из арсенида галлия.
Рис. 1. Беспилотный аппарат Zephyr
Находясь в стратосфере, Zephyr может наблюдать за участком земли размером 20 х 30 км с обширным оборудованием или телекоммуникационным покрытием, эквивалентным 250 сотовым вышкам, в зависимости от типа полезной нагрузки, которую он несет.
Затем, после двух месяцев непрерывного полета в стратосфере во время продолжающегося экспериментального полета, дрон Zephyr на солнечных батареях все-таки оказался на земле.
Рис. 2. Беспилотный аппарат Zephyr
Беспилотник продержался в воздухе 64 дня, прежде чем 19 августа диспетчеры потеряли с ним связь. В свой последний день он кружил над пустыней аризоны, СШа. Находясь на высоте примерно 1415 километров, что немногим ниже нормы, дрон совершил S-образный манёвр на скорости около 92-111 км/ч, как вдруг что-то пошло не так. По имеющимся данным, перед окончательной потерей связи была зафиксирована скорость вертикального снижения порядка 1385 метра в минуту.
Рис. 3. Последний день полёта Zephyr
БПЛА аэростатического типа (дирижабли) — особый класс БПЛА, в которых подъемная сила в основном создается силами архимеда, действующими на воздушный шар, наполненный легким газом (обычно гелием). Этот класс представлен в первую очередь беспилотными летательными аппаратами.
Отличительным преимуществом самолета является его большая грузоподъемность и дальность беспосадочных полетов. Более высокая надежность и безопасность могут быть достигнуты с помощью самолетов и вертолетов. (Даже при крупных катастрофах самолеты имеют более высокие показатели выживаемости.) Меньший удельный расход топлива, чем у вертолетов, и, как следствие, меньшие затраты на полет на единицу массы перевозимого груза. Размеры его внутренностей могут быть очень большими, а продолжительность нахождения в воздухе измеряться неделями. Самолету не нужна взлетно-посадочная полоса (но нужна швартовная мачта) - более того, он вообще не может сесть, а просто "парит" над землей (что, впрочем, имеет только сильный боковой ветер, возможный только в отсутствие ).
Дирижабль (от франц. dirigeable — управляемый) — летательный аппарат легче воздуха, представляющий собой воздушный шар с воздушным винтом (обычно электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания с винтом (пропеллером, крыльчаткой)) и системой ориентации, представляющей собой совокупность, благодаря которому самолет может лететь в любом направлении вне зависимости от направления ветрового потока.
Самолет — летательный аппарат легче воздуха, комбинация воздушного шара с воздушным винтом (обычно пропеллер (пропеллер, крыльчатка) с электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания) и системой ориентации. По конструкции они делятся на три основных типа: мягкие, полутвер-
337
дые и жесткие. В мягких и полужестких самолетах оболочка для газа-носителя мягкая, достигающая требуемой формы только после нагнетания в нее газа-носителя под определенным давлением.
В самолетах мягкого типа неизменность внешней формы достигается за счет дополнительного давления несущего газа, которое поддерживается непрерывным балетом - расположенной внутри оболочки мягкой емкостью, в которую нагнетается воздух. Балетки, кроме того, служат для управления подъемной силой и управления углом тангажа (дифференциальная накачка/накачка воздуха в балетках изменяет центр тяжести аппарата).
Рис. 4. Дирижабль мягкого типа
Полужесткие самолеты отличаются наличием жесткой (в большинстве случаев на всю длину оболочки) фермы в нижней части оболочки. В жестких самолетах неизменность внешней формы обеспечивается жестким каркасом, обтянутым тканью, а газ содержится внутри жесткого каркаса в газонепроницаемых баллонах. Жесткие беспилотные летательные аппараты до сих пор практически не используются.
Наиболее типичными областями применения современных беспилотных летательных аппаратов являются реклама и видеонаблюдение. Однако в последние годы телекоммуникационные компании все чаще заказывают их для использования в качестве ретрансляторов сигналов. Есть также проекты постройки самолетов очень большой грузоподъемности - 200 - 500 тонн.
Таким образом, стратосферные беспилотные летательные аппараты авиационного и аэростатического типов способны выполнять крупномасштабные операции. Основными задачами в этих операциях являются аэрофото- и видеосъемка, наблюдение за земной поверхностью, обеспечение связи (мобильной, интернет) в труднодоступных районах.
Список литературы
1. The Quadrennial Defense Review 2014 - U.S. Department of Defence, 2014.
2. Unknown Budget, Unknown Purpose: U.S. Air Force Plans to Launch X-37B Orbital Test Vehicle. 04.04.2010. [Электронный ресурс] URL: http://www.cryptogon.com/?p=14626 (дата обращения: 16.05.2022).
3. Портал GizMod. [Электронный ресурс] URL: http://gizmod.ru (дата обращения: 14.03.2022).
4. Американские военные создадут многоразовый космический беспилотник // Альманах «Искусство войны», от 13.02.2014. [Электронный ресурс] URL: http://navoine.info/spaceuav.html (дата обращения: 04.03.2015).
5. Collins G., Erickson A. Shenlong 'Divine Dragon' Takes Flight: Is China devel-oping its first spaceplane? // China SignPost, 4 May 2012. [Электронный ресурс] URL: http://www.chinasignpost.com/2012/05/04/shenlong-divine-dragon-takes-flight-is-china-developing-its-... (дата обращения: 14.03.2022).
6. X-37 Demonstrator to Test Future Launch Technologies in Orbit and Reentry Environments / NASA Factsheet number: FS-2003-05-65-MSFC. [Электронный ресурс] URL: http://www.nasa.gov/centers/marshall/news/background/facts/x37facts2.html (дата обращения: 10.02.2022).
7. DARPA Experimental Spaceplane 1 (XS-1). [Электронный ресурс] URL: http://www.darpa.mil/NewsEvents/Releases/2014/07/15.aspx (дата обращения: 14.03.2022).
8. Китайский космический беспилотник завершил тесты на окололунной орбите. 09.02.2015. [Электронный ресурс] URL: http://ekd.me/2015/02/moon-mission-complete (дата обращения: 14.03.2015).
9. Ariomandi M et al. Classification of unnamed vehicles // Report for Mechanical Engineering class, University of Adelaide, Australia. 2006.
10. Фетисов В.С. и др. Поиск оптимального маршрута движения малого беспилотного летательного аппарата внутри лесного массива //авиакосмическое приборостроение. 2019. №6.
11. Фетисов В.С. и др. Беспилотная авиация: терминология, классификация, современное состояние. Уфа: Фотон. 2014. 217 с.
Цуканов Иван Руслаович, магистр, старший оператор, [email protected], Россия, анапа, ФГаУ «ВИТ «ЭРа»,
Азман Андрей Владимирович, магистр, старший оператор, Россия, анапа, ФГаУ «ВИТ «ЭРа»
SOLVED PROBLEMS, ADVANTAGES AND PROSPECTS FOR THE DEVELOPMENT OF STRATOSPHERIC
UNMANNED AERIAL VEHICLES
I.R. Tsukanov, A.V. Azman
The main design features of stratospheric unmanned aerial vehicles of aircraft type and aerostatic type are considered. The main directions of using these devices are considered, a review of the most successful models of devices is made.
Key words: stratospheric unmanned aerial vehicles, solar-powered drones, aerostatic-type drones,
airships.
Tsukanov Ivan Ruslanovich, magister, senior operator, [email protected], Russia, Anapa, FGAU «MIT
«ERA»,
Azman Andrey Vladimirovich, magister, senior operator, Russia, Anapa, FGAU «MIT «ERA» УДК 004.032.6
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-2-339-343
СОЗДАНИЕ НЕЙРОННОЙ СЕТИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ
М.С. Качков
Нейронные сети развиваются с каждым днем, и их влияние на нашу жизнь становится все более заметным. Разработка нейронных сетей уже перестает быть делом профессиональных математиков, а становится важным инструментом в руках каждого программиста. Умение работать с нейронными сетями позволит решать возникшие задачи не только с помощью «традиционного» программирования, но и с помощью «машинного» обучения.
Ключевые слова: нейронная сеть, машинное обучение, Python, tensorflow, keras, deep learning.
Нейронные сети разрабатываются с целью имитации процессов работы человеческого мозга, позволяющих приблизиться, а иногда и преуспеть в решении различных вопросов, которые нельзя запрограммировать «традиционным» способом. Созданием нейронных сетей программисты занимались еще в 50х-60х годах, задолго до того, как нейронные сети заменили значительную долю типичных решений повседневных задач, которые раньше прорабатывались, как казалось, лучшими методами. Например, с возможностью проанализировать большой объем данных (big data) вкладчиков и потребителей, нейронная сеть может определить на основе аналогичных историй прошлых клиентов, является рассматриваемый клиент благонадежным, и стоит ли выдавать ему кредит, и с какой долью вероятности он сможет вернуть его вовремя.
Нейронная сеть — это последовательность нейронов, соединенных между собой синапсами. Структура нейронной сети пришла в мир программирования прямиком из биологии. Благодаря такой структуре, машина обретает способность анализировать и даже запоминать различную информацию. Нейронные сети также способны не только анализировать входящую информацию, но и воспроизводить ее из своей памяти. Другими словами, нейронная сеть - это машинная интерпретация мозга человека, в котором находятся миллионы нейронов, передающих информацию в виде электрических импульсов [1].
Нейронные сети используются для решения сложных задач, которые требуют аналитических вычислений подобных тем, что делает человеческий мозг. Самыми распространенными применениями нейронных сетей является:
Классификация — распределение данных по параметрам. Например, к таким системам относится пример с выдачей кредитов: на вход подается набор людей и нужно решить, кому из них давать кредит, а кому нет. Анализируется такая информация как: возраст, платежеспособность, кредитная история и так далее.
Предсказание — возможность предсказывать следующий шаг. Например, рост или падение акций, основываясь на ситуации на фондовом рынке.
Распознавание — в настоящее время, самое широкое применение нейронных сетей. Используется в Google, когда вы ищете фото или в камерах телефонов, когда оно определяет положение вашего лица и выделяет его и многое другое [2].
