Система управления группой беспилотных летательных аппаратов

Авторы: Гордиенко Вячеслав Сергеевич, Полянин Кирилл Сергеевич

.

Рубрика: Технические науки

Страницы: 44-47

Объём: 0,22

Опубликовано в: «Наука без границ» № 1 (18), январь 2018

Скачать электронную версию журнала

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

Аннотация: 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.

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, обслуживаемого 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 уничтожении 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-пяти 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.

Панель управления БПЛА

Рис. 1. Внешний вид панели управления

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.

Расположение группы БПЛА

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).

БПЛА на большом расстоянии друг от друга

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

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 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.

БПЛА при захвате объекта

Рис. 4. Положение беспилотных аппаратов при захвате объекта

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

БПЛА при захвате большой территории

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

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).

 

Материал поступил в редакцию 10.01.2018
© Гордиенко В. С., Полянин К. С., 2018