Система управления группой беспилотных летательных аппаратов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 1 (18) • 2018

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 681.518.3

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГРУППОЙ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Гордиенко Вячеслав Сергеевич, студент, Полянин Кирилл Сергеевич, студент, Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова,

Санкт-Петербург, РФ

В статье рассматривается вариант создания системы управления группой беспилотных летательных аппаратов. Приводятся преимущества использования группы аппаратов над одиночными. Описывается принцип работы системы управления несколькими аппаратами. Приводится её приблизительная стоимость.

Ключевые слова: беспилотный аппарат; группа; одиночный; эскадрилья; разведка; оператор; система; управление.

CONTROL SYSTEM OF THE GROUP OF THE UNMANNED AERIAL VEHICLE

Gordienko Vyacheslav Sergeevich, student, Polyanin Kirill Sergeevich, student, Baltic State Technical University «Voenmeh» named after D. Ustinov, Saint-Petersburg, Russia

The article deals with the option of the creation the control system of the group of the unmanned aerial vehicle. The advantages of using the group of apparatus over the one are given. The principle of the work of the control system of the group of apparatus is described. Approximate cost is given. Keywords: unmanned aerial vehicle; group; single; squadron; intelligence; operator; system; control.

Для цитирования: Гордиенко В. С., Полянин К. С. Система управления группой беспилотных летательных аппаратов // Наука без границ. 2018. № 1 (18). С. 44-47.

С момента появления первых беспилотных летательных аппаратов прошла масса времени. Современные технологии позволяют применять беспилотные аппараты в боевых, спасательных, разведывательных и прочих целях. Неограничен и круг возможных сред их применения, а именно: вода, земля и воздух. В настоящее время системы управления позволяют контролировать действия аппарата на расстоянии до 70 километров и отвечают высокой надежностью и быстродействием. Несмотря на все вышеперечисленные достоинства, необходимо отметить их существенный недостаток - отсутствие возможности управления группой беспилотных аппаратов с помощью одного пульта, обслужи-44

ваемого одним оператором. Все усилия, направлявшиеся ранее на создание подобного рода систем, приводили к усложнению конструкции и, как следствие, к увеличению её стоимости и необходимости привлечения дополнительных лиц для обслуживания установки.

Упор на управление группой беспилотных аппаратов сделан, исходя из того, что при проведении боевых действий несколько аппаратов более эффективны, чем один. Аналогичная картина возникает и при проведении разведывательной деятельности или составлении карты местности. Одним из наиболее значимых преимуществ группы летательных аппаратов является то, что при обнаружении или уничтоже-

нии одного из них не следует говорить о неудачном выполнении задания. В любой момент возможно провести рассредоточение эскадрильи, тем самым сбив с толку противника и повысить шансы на успех.

С учетом сложившейся обстановки в отношениях между мировыми державами, бурным развитием технологий и отсутствием систем управления, способных решать описанные выше задачи, предлагается создать систему управления группой беспилотных летательных аппаратов «Апогей».

Принцип этой системы управления заключается в том, что эскадрилья летательных аппаратов будет состоять из трёх-пя-ти звеньев. В основном, управление будет осуществляться одним летательным аппаратом из выбранного оператором звена, а траектория полёта остальных беспилотных аппаратов будет зависеть от его положения в пространстве. Управление будет возможно как одновременно всей эскадрильей, так и определённым звеном. Для упрощения системы управления объекты каждого звена будут располагаться на концах воображаемых равносторонних фигур. Движение летательных аппаратов будет происходить симметрично относительно равноудалённой от них точки. Аналогично расположение звеньев в эскадрильи. Но при количестве звеньев/БПЛА равном

пяти возможны вариации. Объекты могут располагаться на концах равностороннего пятиугольника или квадрата, в центре которого находится пятый объект.

Стоит обратить внимание на то, что при выводе из строя аппарата, управляемого оператором, система будет автоматически переключать оператора на другой, заранее выбранный им беспилотный аппарат. Тот, в свою очередь, может находиться в любом из звеньев. В таком положении они могут перемещаться по территории противника в любом направлении.

Внешний вид панели управления, на которой оператор будет осуществлять выбор летательного аппарата, который станет «ведущим» вместо вышедшего из строя и, помимо этого, управлять «ведущим» беспилотным аппаратом, представлен на рис. 1. Важно учесть, что на данном рисунке обозначены лишь принципиально новые элементы, являющиеся основными для работы системы «Апогей».

Блоки «1-5» представляют собой переключатели, с помощью которых оператор осуществляет выбор аппарата, который будет являться направляющим для всей эскадрильи. Блоками «Д1» и «Д2» обозначены джойстики, с помощью которых будет осуществляться управление выбранным беспилотным аппаратом и всей эскадрильей.

Рис. 1. Внешний вид панели управления

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 1 (18) • 2018

тЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Для более глубокого понимания принципа работы предложенной системы предлагается ниже рассмотреть пример управления группой разведывательных летательных аппаратов.

Представим себе эскадрилью из 15 летательных аппаратов, состоящую из пяти звеньев, в каждом из которых по три беспилотных аппарата. Четыре «боковых» звена образуют квадрат, на пересечении диагоналей которого находится «центральное» звено. Задачей нашей эскадрильи будет поиск стратегически важных объектов противника на его территории. На рис. 2 изображено расположение летательных аппаратов, вид сверху. Чёрным цветом закрашен беспилотный аппарат, которым управляет оператор.

Рис. 3. Вариант расположения группы беспилотных аппаратов на большом удалении друг от друга

Рис. 4. Положение беспилотных аппаратов при захвате объекта

Рис. 2. Вариант расположения группы беспилотных аппаратов

Для захвата большей площади при поиске объектов возможно рассредоточение звеньев БПЛА. То есть удаление их друг от друга на большее расстояние (рис. 3).

В данном случае каждое «боковое» звено движется симметрично относительно той группы БПЛА, в которой находится управляемый оператором летательный аппарат. Симметричное движение происходит относительно «центрального» звена.

Рассмотрим ситуацию, когда одно из звеньев эскадрильи оказалось над нужным нам объектом противника. В таком случае для осмотра большей территории 46

Рис. 5. Вариант расположения беспилотных аппаратов при захвате большой территории

оператор может рассредоточить аппараты одной группы по объекту вне зависимости от остальных звеньев (рис. 4). Движение других двух летательных аппаратов происходит симметрично относительно центра равностороннего треугольника, который образует звено.

При попытке захватить наибольшую территорию рассматриваемой эскадрильей возможен разлёт друг от друга как звеньев, так и составляющих их летательных аппаратов (рис. 5).

Система «Апогей» проста и удобна в управлении и при этом имеет относительно небольшую стоимость. По нашим оценкам её поставка на вооружение может обойтись Министерству обороны в 750-800 тысяч рублей. Но стоит заметить, что траектории полёта БПЛА зависят друг

от друга, и беспилотные аппараты могут выполнять задачу самостоятельно, независимо друг от друга. Также отсутствует функция дополнения ликвидированного противником звена другими звеньями, что было бы полезно для сохранения симметричности эскадрильи и восстановления наибольшей площади обзора.

Указанные недостатки могут быть исправлены при модернизации предложенной нами системы управления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. О проблеме современных беспилотных летательных аппаратов в вооруженных силах РФ [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://topwar.ru/1533-o-probleme-sovremennyx-bespilotnyx-letatelnyx-apparatov-v-vooruzhyonnyx-silax-rf.html (дата обращения: 18.01.2018).

2. Беспилотные авиационные системы. Проблемы. Пути решения [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://studwood.ru/1848070/bzhd/bespilotnye_aviatsionnye_sistemy_problemy_ puti_resheniya (дата обращения: 18.01.2018).

3. Боевое применение беспилотных летательных аппаратов [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://topwar.ru/27536-boevoe-primenenie-bespilotnyh-letatelnyh-apparatov.html (дата обращения: 17.01.2018).

REFERENCES

1. O probleme sovremennyh bespilotnyh letatel'nyh apparatov v vooruzhennyh silah RF [About the problem of modern unmanned aerial vehicle in the armed forces of the Russian Federation]. Available at: https://topwar.ru/1533-o-probleme-sovremennyx-bespilotnyx-letatelnyx-apparatov-v-vooruzhyonnyx-silax-rf.html (accessed 18 January 2018).

2. Bespilotnye aviacionnye sistemy. Problemy. Puti resheniya [Unmanned aviation systems. Problems. Ways of solution]. Available at: https://studwood.ru/1848070/bzhd/bespilotnye_ aviatsionnye_sistemy_problemy_puti_resheniya (accessed 18 January 2018).

3. Boevoe primenenie bespilotnyh letatel'nyh apparatov [Military use of unmanned aerial vehicles]. Available at: https://topwar.ru/27536-boevoe-primenenie-bespilotnyh-letatelnyh-apparatov.html (accessed 17 January 2018).

Материал поступил в редакцию 19.01.2018 © Гордиенко В. С., Полянин К. С., 2018