МЕТОДИКА УЧЕТА ВЛИЯНИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ НА ОСНОВЕ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

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.

1. Решение коллегия МЧС России «О Временных единых технических требованиях к робототехническим комплексам, беспилотным летательным аппаратам и прикладному программному обеспечению, к ним» [Электронный ресурс RL]: http: //www.mchs.gov.ru/upload/site1/document_file/FVCQ8zUL4f.pdf (дата обращения 17.01.18).

2. Методические указания по применению беспилотных летательныхаппаратов для обследования воздушных линий электропередачии энергетических объектов. Стандарт организации ПАО «ФСК ЕЭС». [Электронный ресурс]. URL:http://www.fsk-ees.ru/upload/docs/STO_56947007-29.200.10.235-2016.pdf (дата обращения: 17.01.18).

3. Приказ Минтранса РФ от 31 июля 2009 г. N 128 «Об утверждении Федеральных авиационных правил "Подготовка ивыполнение полетов в гражданской авиации Российской Федерации» (с изменениями и дополнениями). [Электронный ресурс].URL: http://base.garant.ru/196235/(дата обращения: 17.01.18).

4. Мельников А.В. Построение оптимальной траектории полета беспилотного летательного аппарата при выполнении задачи поиска / А.В. Мельников, В.А. Гайдай, Е.А. Рогозин // Вестник Воронежского института МВД России. – 2017. – № 1. – С. 52–62.

5. Максимов А.Н. Боевые комплексы беспилотных летательных аппаратов. Научно-методические рекомендации. Издание ВВИА имени профессора Н.Е. Жуковского. 2005. – 236 с.

6. Моисеев Г.В., Моисеев В.С. Основы теории создания и применения имитационных беспилотных авиационных комплексов: монография. – Казань: Редакционно-издательский центр, 2013. – 208 с. (Серия «Современная прикладная математика и информатика»).

7. Моисеев В.С. Прикладная теория управления беспилотными летательными аппаратами: монография. – Казань: ГБУ «Республиканский центр мониторинга качества образования», 2013. – 768 с. (Серия «Современная прикладная математика и информатика»).

8. Наровлянский Г.Я. Авиационная климатология. Л.: Гидромет. изд-во, 1968. С. 110–112.

9. Позднякова В.А. Практическая авиационная метеорология. Екатеринбург: Уральский УТЦ ГА, 2010. С. 150.

10. Горбунов А.А. Влияние метеорологических факторов на применение и безопасность полёта беспилотных летательных аппаратов с бортовым ретранслятором радиосигнала [Текст] / Горбунов А.А., Галимов А.Ф. // Вестник Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России. – 2016. – Вып. № 1. – С. 7–15.

11. Anandrao ShesheraoBiradar. Wind Estimation and Effects of Wind on Waypoint Navigation of UAVs. / A Thesis Presented in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree Master of Science. Arizona State University. May 2014.12. Martin Sele. Wind Corrections in Flight Path Planning / International Journal of Advanced Robotic Systems // Martin Sele, Petr Van, Milan Rollo, TomasMeiser. Received 13 Jun 2012; Accepted 27 Jan 2013.

12. Daniel Stojcsics, Andras Molnar. Autonomous takeoff and landing control for small size unmanned aerial vehicles / Computing and Informatics, Vol. 32, 2013, 1117–1130. 13. Jack W. Langelaan. Wind Field Estimation for Small Unmanned Aerial Vehicles. / AIAA Guidance, Navigation and Control Conference, Toronto, Canada // Jack W. Langelaan, Nicholas Alley, James Neidhoefer. American Institute of Aeronautics and Astronautics. Paper 2010-8177.

13. Дружинин В.В. Введение в теорию конфликта / В.В. Дружинин, Д.С. Конторов, М.Д. Конторов. - М.: Радиоисвязь, 1989. - 288 с.

14. Тихонов В.И. и Миронов М.А. Марковские процессы. - М.: Сов. Радио, 1977.

15. Методические указания по применению беспилотных летательных аппаратов для обследования воздушных линий электропередачи и энергетических объектов. Стандарт организации ПАО «ФСК ЕЭС»СТО 56947007- 29.200.10.235-2016. 2016 г.

16. Надежность и эффективность в технике: Справочник: В 10 т. / Ред. Совет: В.С. Авдуевский (пред.) и др. – М.: Машиностроение, 1988. – Т. 3. Эффективность технических систем / Под общ. Ред. В.Ф. Уткина, Ю.В. Крючкова. – 328 с.

17. Nguyen, Hang T.T. Klinskikh Fresh look at Lorenz-like system / Meleshenko P.A., Semenov M.E., Kuznetsov I.E., Gorlov V.A. // 2016 Progress in Electromagnetic Research Symposium (PIERS) // Shanghai, China, 2016.– P. 2255-2259, DOI: 10.1109/PIERS.2016.7734922.

18. Поташник, Э.Л., Кузнецов, А.Д. Математическое моделирование облачных процессов: учебное пособие / Э.Л. Поташник. – Санкт-Петербург. Издательство Российского государственного гидрометеорологического университета, 2010. – 444 с.

19. Шаповалов, В.А. Моделирование параметров облаков при глубокой конвекции / В.А. Шаповалов, К.А. Продан, И.Х. Машуков // Доклады Всероссийской конференции по физике облаков и активным воздействиям на гидрометеорологические процессы. Нальчик, 2011. – С. 100–108.

20. Коган, Е.Л. Численное моделирование облаков / Коган Е.Л., Мазин И.П., Сергеев Б.Н., Хворостьянов В.И. – М.: Гидрометеоиздат, 1984, 186 с.

21. Роджерс, Р.Р. Краткий курс физики облаков / под ред. И.П. Мазина. – Ленинград.: Гидрометеоиздат, 1979. – 231 с.

22. Матвеев, Л.Т. Физика атмосферы / под ред. В.Г. Морачевского. – СПб.: Гидрометеоиздат, 2000. – 779 с.

23. Kuznetsov, I.E. On the interaction of electromagnetic waves with charged aerosol particles in atmosphere/ Semenov M.E..KanishchevaO.I. ,Meleshenko P.A.// 2016 Progress in Electromagnetic Research Symposium (PIERS) // Shanghai, China, 2016.– P. 3542-3545, DOI: 10.1109/PIERS.2016.7735367.

24. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. – М.: Издательство Наука, 1977 – 352 с.

25. Кузнецов И.Е. Динамическая модель пространственно-временного распределения метеорологических параметров в условиях конвективно-неустойчивой атмосферы при использовании измерений с БЛА / И.Е. Кузнецов, О.В. Страшко, Н.М. Ситников. Сборник трудов 4 ЦНИИ «Моделирование параметров атмосферы в ракетно-космической технике» № 135. – Королев, – 2017г. с. 81-86.