– построение решения поставленной перед АК задачи в виде совокупности подзадач, решаемых каждым ЛА в составе комплекса;
– составление плана полета для каждого ЛA, а также перечня действий в определенных точках с учетом топливновременных ограничений;
– согласование движения нескольких ЛА в составе АК, если это необходимо.
Критерий качества управления на этом уровне можно сформулировать как оценку решения каждым БПЛА поставленной перед ним задачи с определенным уровнем эффективности:
I(2) = {T,J}
Следующие два уровня реализуются непосредственно на борту ЛА. Соответственно, перечисленные ниже характеристики могут иметь количественные различия в зависимости от типоразмера и выполняемой ЛА задачи.
Траекпгорный уровень управления содержит подробное описание движения ЛА, в том числе и возможный разброс значений основных параметров при их выполнении. Таким образом, модели этого уровня содержат следующие сведения:
– математическое описание пространственного движения ЛА как материальной точки;
– предельные значения скоростей и эйлеровых углов при выполнении типовых маневров;
– требования к точности выдерживания заданной траектории;
– требования к выдерживанию определенных дистанций между несколькими одновременно выполняющими полет ЛА.
Модель компонента АК (летательного аппарата), как материальной точки, выполняющей определенные действия в окружающей среде, можно представить следующим образом:
Mod(0) = {S j ,A j ,E}, (1.3)
где Sj=(s 1j ,s 2 j ,…,s mj ) – параметры состояния компонента
R j , j = 1,n
т – количество переменных, описывающих состояние компонента;
Aj =(a 1j ,a 2j ,…,a hj ) – действия, которые может выполнять компонент комплекса R j для изменения окружающей среды и собственного состояния;
h – количество таких действий.
Решаемые задачи:
– расчет конкретных значений параметров типовых участков траекторий исходя из ЛTX ЛA и специфики решаемой задачи;
– предотвращение опасных сближений и потерь ЛА;
– обеспечение выполнения запланированных действий на каждом участке траектории.
Эффективность управления на этом уровне можно сформулировать как отработку заданных действий за заданное время с заданной точностью (Q):
I(3) = {A,Q,t}.
На нижнем уровне управления обеспечивается отработка всех действий ЛА, рассчитанных на траекторном уровне. Соответственно, модель этого уровня содержит:
– математическое описание пространственного движения ЛА как твердого тела;
– законы управления отдельными параметрами движения ЛА;
– предельные значения некоторых величин, подлежащих ограничению.
Модель ЛА, как объекта управления, можно представить в следующем виде:
Mod(4) = {U j ,X j ,S j } (1.4)
где U j – множество управляющих воздействий;
X j – множество выходных параметров.
Решаемые задачи:
– формирование управляющих воздействий, передающихся для отработки в САУ;
– ограничение предельных значений заданных величин.
Задачи этого уровня решаются традиционными методами теории автоматического управления, поэтому качество их решения может быть выражено показателями качества переходных процессов всех задействованных САУ:
I(4) = {δ,t рег ,σ},
где δ – перерегулирование;
t рег – время регулирования;
σ – статическая точность.
Источники информации по главе 1:
1. Портал новостей по аэрокосмической и оборонной тематике. http: // www.shephardmedia.com/news/uv-online
2. The Free Dictionary http://www . thefreedictionary. com/Unmanned+Aerial+ Vehicle
3. Международный портал по беспилотным системам UVS-info. http://www . uvs-info. com
4. Fitzpatrick B.G. Max Plus Decision Processes in Planning Problems for Unmanned Air Vehicle Teams // Recent Advances in Research on Unmanned Aerial Vehicles / Fahroo F. et al. (Eds.). Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2013.-P. 31.
5. Marks P. From sea to sky: Submarines that fly. 05 July 2010 // Портал New Scientist, http://www.newscientist.eom/article/mg20727671.000-from-sea- to-sky-submarines-that-fly. html#. Ud2xGqxzcba
6. Transforming unmanned aerial-to-ground vehicle/ US Patent 8205820. Publ. Jun 26, 2012.
7. Yamauchi B., Rudakevych P. Griffon: A Man-Portable Hybrid UGV/UAV // Industrial Robot, vol. 31, no. 5, pp. 443-450, 2004.
8. Ijspeert A.J., Crespi A., Ryczko D., Cabelguen J.-M. From Swimming to Walking with a Salamander Robot Driven by a Spinal Cord Model // Science, 9, March 2007. – Pp. 1416-1420.
9. Bento M. Unmanned aerial vehicles: an overview // Inside GNSS. – 2008. – №1. – P. 54-61. http://www.insidegnss.com/auto/janfeb08-wp.pdf
10. Зинченко O.H. Беспилотный летательный аппарат: Применение в целях аэрофотосъемки для картографирования // Сайт компании "Ракурс". http://www . racurs. ru/ww wdownload/articles/UA V 1 .pdf
11. Заблотский А., Ларинцев Р. БПЛА: первое знакомство // Авиация и время. – 2008. – №2 // Онлайн-библиотека Litrus.net. http.V/litrus . net/book/read/164811?р=15
12. Житомирский Г.И. Конструкция самолетов. – 2-е издание . – М.: Машиностроение, 1995.
13. Сайт "Военное обозрение", http://topwar.ru/8293-bespilotnyy-ucas- x-47b-smert-v-lyuboy-ugolok-planety.html
14. Сайт "Самолёты вертикального взлёта и посадки". http://p-ln . ru/sitemap. html
15. Ружицкий Е.И. Европейские самолеты вертикального взлета. – М.: ООО "Издательство Астрель", 2000; ООО "Издательство ACT", 2000 (Популярное издание. Серия "Современная авиация")
16. Википедия. Самолет вертикального взлета и посадки https ://ru.wikipedia.org/wiki/CaMone meepmuKanbHozo 63nem au nocadKu
17. AeroVironment Glossary / SkyTote. http://www . avinc. com/glossary/sky tote
18. Kim G.-H., Jeong Y.-D., Park S.O. Measurement and prediction of control vane force in the wake of a shrouded propeller system // Proceedings of the 27™ International congress of the aeronautical sciences, 19-24 Sept., Nice, France.- P. 1-7.
http://www . icas. org/ICA SARCHIVE/ICAS2010/PAPERS/265 .PDF
19. Proof of Flight – Development of a Tailsitter UAV for UAVForge competition. http.V/www.youtube . com/watch ?v=vP4FVLK4sdw
20. Авиация: Энциклопедия / Гл. ред. Г.П. Свищев. – М.: Большая Российская Энциклопедия. 1994.
21. Скоренко Т. Окольцованный самолет: кольцеплан // Интернет- портал "Популярная механика". http://www.popmech.ru/article/6825-okoltsovannyiy-samolet
22. Уголок неба: авиационная энциклопедия. http: //www. airwar. ru/enc/attack/av8. html
23. Создан тяжелый беспилотник для боев в городе // Интернет-издание CNews. http://www . cnews.ru/newtop/index.shtml?2006/l 0/06/213068
24. Franchi P. Mystery surrounds new BattleHog close air support vertical take-off and landing UAV and its creators American Dynamics. 11 Sep 2006 // Новостной портал Flight Global. http://www.flightglobal.com/news/articles/mystery-surrounds-new-battlehog- close-air-support-vertical-take-offand-landing-uav-and-its-creators-american- dynamics-208932
25. Сайт компании Aurora Flight Sciences. http://www . aurora. aero/Media/Gallery/Excalibur. aspx
26. Сайт компании Frontline Aerospace http://frontlineaerospace.com/sites/default/files/pdfs/VSTA RGuide we b2 4.pdf
27. Популярная библиотека физических эффектов. Эффект Коанда. http.V/magicinventions . com/phisics/koandy-effect. html
28. Сайт British Aviation – Projects to Production. http://britishaviation-ptp . com/aesir. html
29. CoppingerR. Aesir unveils Hoder UAV for resupply missions. 30 Jul 2009 // Новостной портал Flight Global. http://www.flightglobal.com/news/articles/aesir-unveils-hoder-uav-for-resupply- missions-330339
30. Сайт компании Atair Aerospace, http://www.atair.com/leapp
31. Беспилотный мотодельтаплан ШАХИД-1. http ://ru.similarsites. com/goto/swd4w. narod2. ru
32. Сайт компании Prioria Robotics, http://www.prioria.com
33. Богданов Ю.С., Михеев P.А., Скулков Д.Д. Конструкция вертолетов. – М.: Машиностроение, 1990. – 272 с.
34. The GBA Gyrodyne Concept. http://www.groenbros.com/gyrodyn etech .php
35. Википедия. Автожир, http://ru.wikipedia.org/wiki/Автожир
36. Русскоязычный форум по автожирам, http://rotorcraft.unoforum.ru
37. Братухин И. П. Автожиры. Теория и расчёт. – Госмашметиздат, 1934. – 110 с. http://twistairclub.narod.ru/bratgyro/contens.htm
38. Жабров А. А. Автожир и геликоптер. – 2-е изд. – ЦС ОСОАВИАХИМа СССР, 1939. http://twistairclub.narod.ru/zabrov/index.htm
39. Сайт компании "Рустехресурс". http://www.rustrain3d.ru/avtozhi rhimik .shtml
40. Спицын В. Что такое конвертоплан? // Сайт "Город Воркута". http: //www. vorcuta. ru/articles-transpor taerol . htm
41. Сайт компании American Dynamics Flight Systems. http://www.adflightsystems.com/Gallery.shtml?igid=10036
42. Сайт компании Flight Technologies, http://freewing.net/index.html
43. Abdul Razak N., Dimitriadis G. Flapping Flight Aerodinamics for flying animals. http://orbi . ulg.ac. be/bitstream/2268/100998/1/Presentation 1 .pdf
44. Harvard Microrobotics Laboratory. Research overview. http://micro.seas . harvard, edu/research. html
45. Арие М. Я. Дирижабли – Киев: Наук, думка, 1986. – 264 с. http://publ . lib. ru/ARCHIVES/A/ARI EMihail Yakovlevich /Arie M. Ya.. html
46. Сайт компании Skyship Services, http://www.skyshipservices.com
47. Сайт компании "Локомоскай". http://www . locomosky. ru/presscenter/massmedia/89
48. Сайт ОАО "Долгопрудненское конструкторское бюро автоматики". http://www.dkba.ru
49. Сайт компании Ohio Airships, http://www.dynalifter.com/index.html
50. Сайт Содружества авиационных экспертов Aviation Explorer. http://www.aex.ru/docs/3/2012/11/19/1673/print
51. Сайт компании Nimbus. http://www.nimbus.aero/archive/Home.html
52. Сайт компании Lockheed Martin. http://www . lockheedmartin. com/us/products/p- 791.html
53. Arjomandi M. Classification of unmanned aerial vehicles: Techn. overview. The Univ. of Adelaide, Australia. 2011. http://personal.mecheng.adelaide.edu.au/maziar.arjomandi/Aeronautical%20En gineering%20Projects/2006/group9.pdf
54. Blyenburgh P. UAVs – Current Situation and Considerations for the Way Forward // Defense Technical Information Center, Paris, France. 2000. Compilation Part Notice ADP010752. – 27 p. http://ftp.rta.nato.int/public/PubFulltext/RTO/EN/RTO-EN-009/EN-009-01.pdf
55. Blyenburgh P.: Unmanned Aircraft Systems. The Current Situation// EASA Workshop on UAV, EASA, 2008. http://www . easa. europa. eu/ws prod/g/doc/Events/2008/February/l – Overview%20of%20the%20UA V%20Industry%20%28UVS%29 .pdf
56. Белкин В., Мельник П. Беспилотные боевые самолеты и боевая авиация 6-го поколения. – Серия статей в ж-ле "Авиапанорама", № 6, 2008, №№ 1-3, 2009 и в Интернет-издани "UAV.ru – Беспилотная авиация".
http://aviapanorama.su/2008Zl l/bespilotnye-boevye-samolety-i-aviaciya-6-gopokoleniya; http://aviapanorama.su/2009/02/bespilotnye-boevye-samolety-i-boevayaaviaciya-6-go-pokoleniya;
http://aviapanorama.su/2009/04/bespilotnye-boevye-samolyoty-i-boevaya- aviaciya-6-go-pokoleniya;
http://aviapanorama.su/2009/05/boevye-bespilotnye-samolety-i-boevaya- aviaciya-6-go-pokoleniya; http://uav.ru/articles/ 6gen .pdf
57. Россия начинает разработку боевого беспилотника на базе истребителя пятого поколения ПАК-ФА Т-50 // Новостной Интернет-ресурс DailyTechlnfo, 4 сентября 2013 / Военные технологии. http: //www. dailytechinfo. org/military/5143-rossiya-nachinaet-razrabotku- boevogo-bespilotnika-na-baze-istrebitelya-pyatogo-pokoleniya-pak-fa-t-50.html
58. Everaerts J., Lewyckyj N., Fransaer D. Pegasus: Design of a stratospheric long endurance UAV system for remote sensing // Proc. of XXXV Congress of International Society for Photogrammetry and Remote Sensing. http://www.isprs.org/proceedings/XXXV/congress/comm2/papers/93.pdf
59. Сайт компании Aurora Flight Sciences. http://www . aurora. aero/Media/Gallery/MarsFlyer. aspx
60. Blyenburgh, P. (ed.) The Global Perspective 2011/2012 // Proceeding of the Annual UAS Conference, 9 th edition, Blyenburgh amp; Co, Paris, 2011.
61. Российский сайт о ракетной технике и технологии MISSILES.RU. http: //www. missiles. ru/UA Vjclass. htm
62. Blyenburgh P. RPAS: The European Approach // Proceedings of RPAS Symposium, FH-Johanneum, Graz, Austria – 28 May 2013. http://uvs-info.com/phocadownload/0 22ck FH-Johanneu mRPAS Symposium/1 van-Blyenburgh RPAS-EuroApproach 13052 8 V2 .pdf
63. Дружинин E.A., Яшин C.A., Крицкий Д.Н. Анализ влияния функционального назначения и зон применения на структуру и характеристики безопасных к использованию в воздушном пространстве БАК // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. – 2012. – № 54. – С. 60-67. http: //archive, nbuv.gov. ua/portal/natural/vikit/2012 54/р60-67 .pdf
64. Ростопчин В.В. Современная классификация беспилотных авиационных систем военного назначения // Интернет-издание UAV.ru – Беспилотная авиация, http://uav.ru/articles/bas.pdf
65. Сайт о мультикоптерах. http://multicopter.ru/microcopter
66. Моисеев В. С., Гущина Д. С., Моисеев Г. В. Основы теории создания и применения информационных беспилотных авиационных комплексов: Монография. – Казань: Изд-во МОиН РТ. – 2010. – 196 с. (Серия "Современная прикладная математика и информатика"),
67. Салычев О. С. Автопилот БПЛА с Инерциальной Интегрированной Системой – основа безопасной эксплуатации беспилотных комплексов. http://www.teknol.ru/trash/ua vautopilot salyche v2602182965 .pdf
68. Интеллектуальные роботы: учебное пособие для вузов / под общей ред. Е. И. Юревича / И. А. Каляев, В.М. Лохин, И. М. Макаров и др. – М.: Машиностроение, 2007. – 360 с.
69. Система ZANET – Группа компаний ZALA AERO http://zala . aero/ru/uavs/1284015065. htm
70. Hauert S., Leven S., Zufferey J.-C., Floreano D. The Swarming Micro Air Vehicle Network http://lis2 . epfl. ch/CompletedResearchProjects/SwarmingMA Vs
71. Drone Swarm: Networks of Small UAVs Offer Big Capabilities. http://www.defensenews.com/article/20130612/C4ISR/306120029/Drone- Swarm-Networks-Small- UA Vs-Offer-Big-Capabilities
72. Бабиченко A.B., Бражник В.М., Герасимов Г.И., Горб B.C., Гущин Г.М., Джанджгава Г.И., Кавинский В.В., Негриков В.В., Орехов М.И., Полосенко В.П., Рогалев А.П., Семаш А.А., Шелепень К.В., Шерман В.М. Патент РФ на изобретение № 2232102. Распределенный информационно- управляющий комплекс группы многофункциональных летательных аппаратов. Заявка: 2003130782/11, 21.10.2003; опубликовано: 10.07.2004.
73. Неугодникова Л. М. Распределенная система управления гражданским беспилотным авиационным комплексом // Авиакосмическое приборостроение. – 2013,- № 11. – С. 50-58.
74. Ростопчин В. В Элементарные основы оценки эффективности применения беспилотных авиационных систем для воздушной разведки. // Интернет-издание UAV.ru – Беспилотная авиация. http://uav.ru/articles/basi cuav efficiency.pdf
Глава 2. Обзор современного мирового рынка беспилотных авиационных систем
2.1. Распределение мирового рынка БАС
В отличие от других оборонных рынков со сравнительно невысокой динамикой, рынок беспилотных систем меняется достаточно быстрыми темпами и демонстрирует значительный рост.
Армиями многих стран мира на вооружение каждый год принимается огромное число беспилотных летательных аппаратов, автоматически управляемых наземных машин, роботизированных подводных аппаратов и беспилотных катеров. За последние пять лет интерес оборонных заказчиков к беспилотным системам значительно вырос, что привлекло на этот рынок сотни поставщиков, предлагающих не только готовые платформы, но и разнообразные программные продукты, датчики, коммуникационные решения и т.д.
Сектор БПЛА считается самым крупным и наиболее зрелым сегментом рынка беспилотных систем. В оборонной отрасли найдётся очень немного технологических направлений, по которым в последние годы был достигнут столь же значительный прогресс. БПЛА проделали действительно большой путь: от простейших дронов, использовавшихся преимущественно для наблюдения, до передовых летающих оружейных комплексов, способных обнаруживать, сопровождать и поражать цели при участии оператора, находящегося за тысячи километров от места событий. В настоящее время к основным задачам БПЛА относятся разведка, наблюдение и сбор информации (Intelligence, Surveillance, and Reconnaissance – ISR), а также нанесение высокоточных ударов. Однако набор задач, которые могут решать военные БПЛА, гораздо шире, не говоря уже о гражданских применениях. Так, например, список типов БПЛА из портфеля заказов Министерства обороны США довольно разнообразен и продолжает расширяться (рис. 2.1) [1].
По оценкам Центра анализа мировой торговли оружием (г. Москва), в 2012-2015 гг. объем мирового экспорта БПЛА составит более 5 млрд. долл. (1,8 % от прогнозируемого объема продаж всех типов вооружений и военной техники). Для сравнения: в 2004-2011 гг. объем мировых продаж БПЛА составлял 3,52 млрд. долл. (1 % мирового рынка вооружений), в том числе 0,784 млрд. долл. в 2004-2007 гг. и 2,735 млрд. долл. в 2008-2011 гг.