394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54А
Кузнецов Илья Евгеньевич – доктор технических наук, доцент, начальник кафедры гидрометеорологического обеспечения.
54A Starykh Bolshevikov Str., Voronezh 394064
Ilya E. Kuznetsov – Dr.Sci. (Technical), Prof., Assoc. Prof., Head of the Department of Hydrometeorological Support
394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54А
Мельников Алексей Викторович – научный сотрудник научно-исследовательского центра (образовательных и информационных технологий).
54A Starykh Bolshevikov Str., Voronezh 394064
Aleksey V. Melnikov - Researcher
394065, г. Воронеж, пр. Патриотов, 53
Рогозин Евгений Алексеевич – доктор технических наук, профессор кафедры автоматизированных информационных систем органов внутренних дел.
53 Patriotov Str., Voronezh 394065
Evgeny A. Rogozin - Dr.Sci. (Technical), Prof., Department of Automated Information Systems
394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54А
Страшко Олег Викторович – адъюнкт кафедры гидрометеорологического обеспечения
54A Starykh Bolshevikov Str., Voronezh 394064
Oleg V. Strashko – Adjunct, Department of Hydrometeorological Support.
Цель. Целью исследования является повышение эффективности применения беспилотных летательных аппаратов (БЛА) в условиях влияния дестабилизирующих факторов, обусловленных метеорологическими причинами, на основе выявления связей и закономерностей их функционирования в сложных погодных условиях.
Метод. Применены методы системного анализа, математического моделирования атмосферных явлений и процессов, теории вероятности и статистического оценивания.
Результат. Проведён анализ открытых литературных источников по вопросам эксплуатации и практического применения беспилотных летательных аппаратов (БЛА) в условиях воздействий факторов внешней среды. Приведена классификация дестабилизирующих воздействий (ДВ), влияющих на выполнение полетного задания БЛА. Обоснован динамический вероятностный показатель «временная эффективность выполнения полетного задания БЛА», характеризующий динамику функционирования БЛА как сложную техническую систему. Разработана методика оценки динамического показателя эффективности функционирования БЛА при выполнении полетного задания (ПЗ) в условиях ДВ, на основе применения вероятностной модели конфликтного взаимодействия между БЛА и ДВ. Приведены стратегии выбора траектории облета локальных зон, в которых на БЛА могут повлиять ДВ. Для оценки интенсивности ДВ и определения размеров зоны локальных возмущений предложена математическая модель. Использование методов теории конфликта в процессе построения модели функционирования БЛА позволило разработать адекватные модели анализа и оценки динамического показателя эффективности функционирования БЛА при выполнении полетного задания в условиях ДВ, а также выявить закономерности влияния метеорологических факторов на эффективность БЛА.
Вывод. Предложенная методика позволяет повысить эффективность применения беспилотных летательных аппаратов (БЛА) в сложных метеорологических условиях по временному показателю на 20-30 % по сравнению с традиционными подходами.
Objectives The aim of the study is to increase the effectiveness of unmanned aerial vehicles (UAVs) in the context of destabilising meteorological factors on the basis of an identification of links and patterns of unmanned aerial vehicles operating in difficult weather conditions.
Methods In this work, in order to account for the effect of meteorological factors on the effectiveness of unmanned aerial vehicles, the methods of system analysis, mathematical modelling of atmospheric phenomena and processes, as well as probability theory and statistical assessment, were applied.
Result An analysis of open literature sources devoted to the issues of operation and practical application of unmanned aerial vehicles (UAVs) under the influence of environmental factors was carried out. A classification of destabilising influences (DI) affecting the performance of a UAV flight mission is developed and presented. The dynamic probabilistic indicator, which, in characterising the dynamics of UAV functions as a complex technical system is referred to as “time efficiency of the UAV flight mission”, is substantiated. A methodology for estimating the dynamic efficiency indicator of the UAV’s functionality during the performance of a flight mission (FM) underDI conditions is developed on the basisof a probabilistic model of the conflicting interaction between UAV and DI. Strategies for selecting the trajectories of flights around local zones in which UAVs can be influenced by DI are given. To estimate the DI intensity and determine the size of the local disturbance zone, a mathematical model is proposed, whose application makes it possible to improve the UAV functioning under complex meteorological conditions (CMC) by taking into account the information on the space-time variability of dangerous for UAV weather-related phenomena (DWP). In the process of constructing the UAV functioning model, the use of conflict theory methods permitted adequate models for the analysis and evaluation of the dynamic efficiency indicator of the UAV functioning during the performance of FM in DI conditions to be developed, as well as the patterns of meteorological factors influencing the effectiveness of the UAV application to be revealed.
Conclusion The methodology proposed in the article makes it possible to increase the effectiveness of unmanned aerial vehicles (UAVs) under complex meteorological conditions by a time index of 20-30% as compared with traditional approaches.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.