1. Наука
  2. Видання
  3. Наука і техніка Повітряних Сил Збройних Сил України
  4. 3(32)'2018
  5. Оптимизация маршрута полета беспилотного летательного аппарата с учетом влияния ветра

Оптимизация маршрута полета беспилотного летательного аппарата с учетом влияния ветра

A.А. Шалигин, В.Е. Нерубацкий, С.В. Денисова
Аннотации на языках:


Анотация: Среди внешних факторов наибольшее влияние на динамику полета самолета имеет ветер. Он имеет как хаотическую турбулентную составляющую, так и постоянную составляющую, которая может не меняться на протяжении всего полета. Средняя скорость постоянной составляющей ветра имеет практически горизонтальное направление и существенно влияет на решение навигационных задач. Учет скорости ветра может отличиться на исходе планирования маршрута полета беспилотного летательного аппарата (БПЛА). В последнее время в исследованиях и публикациях не уделялось внимание учету влияния ветра при решении траекторных задач полета БПЛА. Целью статьи является решение задачи оптимизации маршрута полета БПЛА с учетом влияния ветра и анализ результатов. Рассмотрено решение задачи выбора оптимального маршрута, который должен проходить через заданные точки, ("задача коммивояжера") в условиях ветра. Решение данной задачи требует расчета стоимости перехода из одного пункта маршрута к другому. Под стоимостью перехода понимается нужное время или расход топлива (заряда аккумулятора). Существуют особенности расчета времени полета БПЛА между пунктами маршрута. Получены формулы расчета времени полета для двух способов управления (1 - при соблюдении курса на заданную точку, 2 - при полете по прямой с учетом износа). Показано, что независимо от способа управления допустимо использование простых аналитических выражений для расчетов с приемлемой точностью. Предлагается, при нахождении оптимального маршрута полета БПЛА, когда количество пунктов маршрута не превышает 20, применять наиболее простой алгоритм полного перебора, который гарантирует нахождение точного решения. По результатам исследований не отмечено влияния постоянного ветра на оптимальную последовательность прохождения пунктов сомкнутого маршрута (когда место взлета и посадки совпадает). Наличие ветра значительно влияет на общее время полета БПЛА по маршруту.


Ключевые слова: оптимизация, приложение полета, беспилотный летательный аппарат, БПЛА, скорость ветра, динамика полета, численные методы, задача коммивояжера, эффективность применения