2025. № 142

Одним из методов, используемых для снижения кинетического момента наноспутника, является применение сферического демпфера. Такой демпфер размещается внутри спутника и вращается относительно его основного тела в полости, заполненной вязкой средой. Вращение тела-демпфера относительно основного тела спутника приводит к возникновению диссипативного момента за счет трения между ними. Этот момент рассеивает кинетическую энергию, что позволяет космическому аппарату занять устойчивое гравитационное положение на орбите. В работе осуществлен сравнительный анализ эффективности функционирования двух типов диссипативных демпферов - гравитационного и магнитного. Полученные результаты могут быть использованы на этапе проектирования для определения типа демпфера в соответствии с условиями функционирования спутников.

Ключевые слова: кинетический момент, гравитационный демпфер, сферический демпфер, магнитный демпфер, угловое движение, динамика движения, диссипативный метод

В статье представлена математическая постановка для обобщённой модели градиентной пористой среды. В качестве прикладных моделей рассмотрены вариационные формулировки традиционной «некорректной» и вариационной «корректной» теории цилиндрического изгиба пористых пластин. (стержней) «Некорректная» теория отличается от «корректной» тем, что в ней классическая цилиндрическая жесткость получает поправку за счет градиентных жесткостей, в то время как в корректной постановке обобщенной теории пористой среды такого эффекта нет. Так же предложена оригинальная прикладная модель, относящаяся к классу моделей Тимошенко.

Разработка точных моделей деформирования тонкостенных конструкций критична для аэрокосмической техники, микроэлектроники и биомеханики, где масштабные эффекты, обусловленные микроструктурой материалов, существенно влияют на механические свойства.

Предложена обобщенная градиентная модель пористой среды, объединяющая подходы Миндлина и Тупина. Учтено взаимодействие градиентов совместных и несовместных деформаций, а также введена алгебраическая пористость.

Получены уравнения равновесия и граничные условия для обобщенной модели, охватывающей классическую теорию упругости, среды с алгебраической пористостью и градиентные теории как частные случаи.

Разработаны корректные вариационные постановки для цилиндрического изгиба пластин, исключающие сингулярности при малых толщинах.

Показано, что традиционные «некорректные» модели искажают изгибную жесткость за счет градиентных поправок, тогда как предложенная модель сохраняет физическую адекватность. 

Новая модель устраняет недостатки аналогов, обеспечивая точное описание масштабных эффектов. Результаты применимы для проектирования микроструктурированных элементов в авиационных и космических системах.

Ключевые слова: градиентные модели, пористая среда, вариационные формулировки, масштабные эффекты, модели Миндлина и Тупина, цилиндрический изгиб, корректные и некорректные теории, дефекты-поры, алгебраическая пористость

Предлагаемая работа посвящена вопросам формирования и вибрационного анализа моделей динамических систем, содержащих упругоизгибаемые элементы с распределенными и сосредоточенными инерционными и жесткостными параметрами на основе метода гармонического элемента. Моделирование динамических процессов, протекающих в системах с нерегулярным распределением границ областей и нерегулярными граничными условиями - конструкций различного назначения осуществляется, как правило, на основе дискретизации масс. Использование таких методов связано с известными трудностями – дискретные модели являются априорно приближенными с ограниченными возможностями оценки погрешности; динамические параметры модели зависят от ее размерности, а также от методов преобразования; численные результаты с массивами и матрицами большой размерности затрудняют возможность анализа и оценки результатов расчета. Расчеты сооружений на стационарные динамические воздействия, основанные на использовании элементов с распределенными и сосредоточенными массами, позволяют избежать перечисленных последствий полной дискретизации. Однако такие дискретно-континуальные (гибридные) динамические модели связаны с необходимостью сшивки разнородных элементов на этапе формирования и неизбежными трудностями решения таких «комбинированных» систем, содержащих обыкновенны дифференциальные уравнения и уравнения в частных производных. Перечисленные проблемы разрешаются при использовании авторского метода гармонического элемента, осуществляющего узловую сшивку разнородных элементов, а также позволяющего получать решения в виде амплитуд колебаний узлов комбинированной модели по определенным необходимым направлениям. При этом сохраняются все свойства метода конечных элементов, позволяющего осуществлять решение при разнообразных граничных условиях и нерегулярности распределения физических и геометрических параметров и границ расчетных областей. Узловая сшивка элементов модели напоминает подход, используемый в формировании конечно-элементных моделей, но в отличие от метода конечных элементов предназначенных для решения задач динамики и содержащих в уравнениях частотные и инерционные параметры. Указанные особенности позволяют выделить предложенный метод в отдельный класс с названием метода гармонических элементов. 

Ключевые слова: изгибаемые элементы, сосредоточенные массы, уравнения Эйлера-Бернулли, вычислительное моделирование, уравнения динамики

В последние годы наблюдается стремительное развитие методов искусственного интеллекта и, в частности, глубокого машинного обучения, что открывает новые горизонты для решения прикладных задач математической физики. Одним из наиболее перспективных направлений на этом пути являются физически обоснованные нейронные сети (Physically Informed Neural Networks, PINN), которые позволяют интегрировать априорную информацию о физико-математических моделях в процесс обучения нейросетей. Это делает возможным построение решений сложных дифференциальных уравнений, описывающих разнообразные процессы в механике сплошных сред, без необходимости построения сетки, характерной для традиционных численных методов.

Ключевые слова: термоупругость, волновые процессы, физически обоснованные нейронные сети, глубокое обучение, машинное обучение, нестационарные процессы, PINN, механика деформируемого твердого тела, обратные задачи, теплопроводность

Приводится сравнение результатов численного моделирования в программных пакетах ЛОГОС и ABAQUS динамической потери устойчивости и закритической упругопластической деформации прямолинейной круглой тонкостенной алюминиевой трубы при осевом ударном сжатии. Постановка задачи основана на описании эксперимента из литературы. Рассматриваются аспекты моделирования трубы с малыми начальными несовершенствами геометрической формы, что оказывает значительное влияние на ее итоговую деформированную форму. Результаты решения в ЛОГОС отличаются от результатов ABAQUS по большинству рассмотренных величин на ~1%, максимум – на ~4%. Машинная трудоемкость решения данной задачи в ЛОГОС в ~27 раз превышает аналогичную величину для ABAQUS.

Ключевые слова: МКЭ, ударное нагружение, контакт, закритическое упругопластическое деформирование, ABAQUS, ЛОГОС

В статье произведена оценка влияния неточностей изготовления вала газотурбинного двигателя на его крутильные колебания. В обзорной части были рассмотрены случаи, в которых присутствие производственных погрешностей может привести к возникновению эффектов, негативно сказывающихся на работе двигателя. Например, в вале, выполненном с отклонениями, может появиться дополнительный дисбаланс в работе, который приведет к увеличению рабочего прогиба вала. Такие эффекты свидетельствуют о необходимости правильного контролирования отклонений в размерах (допусков) изготавливаемых деталей, которое можно проводить с применением методов математического моделирования. В данной работе был произведен анализ крутильных колебаний выбранного ротора с применением метода конечных элементов. Была разработана конечно-элементная модель ротора и определена первая крутильная собственная частота и соответствующая ей собственная форма колебаний ротора. Сравнительная оценка полученных результатов и результатов расчета с применением упрощенного аналитического подхода показала, что конечно-элементная модель дает результаты, близкие к аналитическому методу. Далее конечно-элементная модель была использована для оценки влияния погрешностей изготовления вала на его крутильные колебания. Для этого в геометрической модели вала в составе рассмотренного ранее ротора была внедрена заданная разнотолщинность и расчет был повторен с теми же исходными данными. Результаты показали, что наличие разнотолщинности приводит к смещению места концентраций напряжений в сторону области утончения вала, что согласуется с предположениями. При этом максимальное значение напряжений увеличилось примерно на 12% (значение собственной частоты не изменилось). Таким образом, наличие неточностей изготовления валов может ощутимо влиять на их НДС при крутильных колебаниях. В работе продемонстрировано также, что изменение области концентраций напряжений вследствие наличия производственных погрешностей может привести, соответственно, к изменению мест появления трещин. Таким образом, разработанный метод можно применять для более точного определения таких зон.

Ключевые слова: роторная динамика, производственные погрешности, допуск, крутильные колебания, вал

В настоящее время вопросу рациональной утилизации попутного нефтяного газа уделено много внимания. Одним из решений данного вопроса является адаптация газотурбинного двигателя к работе на газах различного состава. В данной статье приводится схема двигателя НК-16СТ с генератором для выработки электрической энергии. Для анализа принят условный состав нескольких газов и выполнен расчет мощности двигателя. Произведена оценка того, на сколько требуется увеличить открытие дозатора газа по сравнению с открытием дозатора во время работы двигателя на природном газе. Также произведен расчет необходимого давления газа на входе в двигатель для обеспечения рассчитанной мощности.

Ключевые слова: газотурбинный двигатель, камера сгорания, нефтяной газ, мощность, топливная система

Методом функций Ляпунова решается задача оптимальной стабилизации установившегося режима работы двухкомпонентного жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) с турбонасосным агрегатом (ТНА). Рассмотрены вопросы математического моделирования, обеспечения асимптотической устойчивости работы ЖРД путём регулирования давлений в баках окислителя и горючего с учётом волновых процессов в расходных магистралях. Построены оптимальные законы регулирования давлений в баках из условия наименьшего значения нормы в каждый момент времени и законы регулирования давлений в системе наддува, реализующие изменение давлений в баках по этим оптимальным законам.

Ключевые слова: двухкомпонентный ЖРД, уравнения динамики, анализ асимптотической устойчивости методом функций Ляпунова, оптимальные законы регулирования давлений в баках окислителя и горючего, законы регулирования давлений в системе наддува баков

В данной статье предложена концепция многоцелевого модульного блока питания для бортовой космической аппаратуры на отечественной радиоционно стойкой компонентной базе. Предложенные методы построения улучшают характеристики блоков питания, по сравнению с использованием дискретный импульсных преобразователей. Предложенная система имеет возможности питания силовых нагрузок с обратной связью по току или напряжению, а также возможность питания от независимого аккумулятора. Использование в разработке готовых функциональных модулей позволяют гибко изменять функционал системы, выбирая необходимые модули, под конкретные требования заказчика. 

Ключевые слова: блок питания, КПД, бортовая аппаратура, источник питания, многофазный регулятор

В данной статье рассматривается задача автономного управления беспилотного летательного аппарата (БЛА) с использованием методов Simultaneous Localization and Mapping (SLAM). Одной из проблем данного метода при использовании оптического диапазона в качестве источника данных является оценка расстояния до объектов. Для определения расстояния предложена методика обучения нейросетевой модели, способной проводить оценку расстояния на основе монокулярного изображения с камеры с дополнительной оптимизацией гиперпараметров с целью достижения более качественного результата обучения модели. Использование предложенной методики позволило улучшить целевую метрику обучения в рамках одинакового количества итераций подбора гиперпараметров модели. Дополнительно данная методика проверялась при использовании двух других архитектур нейронных сетей и наборов данных, показав положительные результаты что позволяет сделать предположение об эффективности данного метода и возможности его применения для улучшения точности обучаемых моделей.

Ключевые слова: нейронные сети, беспилотные летательные аппараты, гиперпараметры, оптическая навигация, интеллектуальные системы

Предложен подход к моделированию архитектуры когнитивного интернета вещей. В рамках исследования определен набора базовых принципов, моделирование структурных элементов и функциональных возможностей. Это привело к созданию функциональной архитектуры, способной представлять объекты реального мира и их виртуализацию, виртуальные объекты и виртуальные составные объекты. В рамках когнитивного цикла, в котором знания извлекаются из наблюдения за внешней средой, которая постоянно развивается, решения/действия определяют будущее поведение систем в рамках сервисного запроса. Проведена оценка времени отклика предложенного архитектурного решения на сервисные запросы, включающие разное количество виртуальных составных объектов, что позволит применять архитектуру когнитивного интернета вещей для моделирования разнородных систем мониторинга с необходимым количеством датчиков, и измерительных систем и сервисов. 

Ключевые слова: интернет вещей, информационно-измерительные системы, набор датчиков, интеллектуальные системы, мониторинг

Исследованы вопросы оптимизации выбора местоположения центра приема и управления БПЛА с учетом отражений сигнала от близлежащих городских застроек. Успех миссии разведывательных БПЛА в целом зависит от возможности решения в ходе полета такой проблемы как затухание сигнала. Одним из наиболее важных задач, подлежащих к решению для повышения эффективности разведывательных БПЛА является учет воздействия различных ослаблений передаваемого сигнала на трассах «БПЛА-центр» или «центр-БПЛА». Ослабление сигнала в этих каналах связи проявляет себя в виде амплитудных флуктуаций во времени или по частоте. Дополнительным составляющим затухания относят ослабление из-за многопутности. Применительно к случаю полета БПЛА над городом на низкой высоте и при поддержании связи на частотах менее 5 ГГц наиболее существенное влияние может оказать многопутность сигнала, возникающая из-за многократных отражений от различных городских строений. Многопутность заключается в поступлении в центр приема многочисленных отраженных сигналов с различными фазами, приводящих к появлению эффектов интерференции. Сформулирована и решена задача такого выбора места расположения центра управления полетом в городской среде, при котором шумы из-за многопутности были бы быть сведены к минимуму. 
Решение задачи с применением математического аппарата безусловной вариационной оптимизации показало, что шумы многопутности можно минимизировать если отражающие строения поблизости центра будут расположены таким образом, чтобы задержки отраженного сигнала от застроек были обратно пропорциональны квадрату сигнала поступающих от этих застроек, т.е. сильно отражающие застройки должны расположены ближе к центру, чем слабо отражающие объекты.

Ключевые слова: многопутность, БПЛА, оптимизация, отражение сигнала, интерференция

Целью работы является отыскание и научное обоснование новых способов повышения помехоустойчивости радиотехнических систем и комплексов связи. В ходе исследования предложен новый способ демодуляции двоичных фазоманипулированных биортогональных сигналов, представлена структурная схема реализующего его устройства, описан принцип работы устройства. Проведено моделирование функционирования разработанного устройства и получены характеристики помехоустойчивости. В разработанную структурную схему включен демодулятор биортогональных сигналов, состоящий из аналого-цифрового преобразователя, регистра сдвига, вычитателей, квадратурных каналов обработки, сумматора, решающего устройства, устройства хранения и декодер. Функционирование устройства основано на последовательном запоминании отсчетов сигнала, вычислении откликов в квадратурных каналах, их суммировании и последующей демодуляции на основе сравнительного анализа биортогональных последовательностей. Для оценки эффективности метода проведено имитационное моделирование в MATLAB/Simulink. Полученные зависимости вероятности ошибки от отношения сигнал/шум показали соответствие теоретическим расчетам, что подтверждает адекватность предложенного подхода. Разработанный способ обеспечивает высокую помехоустойчивость демодулятора и может быть реализован в программируемых логических интегральных схемах с минимальными вычислительными затратами. В перспективе планируется сравнение предложенного метода с другими видами кодирования информации.

Ключевые слова: демодуляция, декодирование, цифровая обработка сигнала, аналого-цифровое преобразование, биортогональные последовательности

В настоящее время происходит активное расширение возможностей использования беспилотных воздушных судов (БВС), которые представляют собой серьезный вызов в части безопасности полетов, подразумевающий сочетание регуляторных и технических мероприятий, включая поэтапную безопасную интеграцию беспилотных авиационных систем (БАС) в воздушное пространство и создание системы организации движения БАС. 
Для допуска БАС к использованию воздушного пространства (ИВП) при сохранении надлежащего уровня безопасности полетов пилотируемых воздушных судов необходимо обеспечить мониторинг каждого полета БАС, установить правила и процедуры воздушного движения, процедуры взаимодействия с пилотируемыми воздушными судами, применять широкий спектр процедур, связанных со снижением последствий, вызванных непредвиденными обстоятельствами для полетов БАС в общем воздушном пространстве.
Основой навигационного поля для обеспечения полетов беспилотных воздушных судов в Российской Федерации является глобальная навигационная спутниковая система, включающая спутниковые созвездия ГЛОНАСС и GPS.
Обеспечение навигации при осуществлении полетов БАС наземными
радиотехническими средствами будет альтернативным методом в случае
нарушения целостности поля глобальной навигационной спутниковой системы.
В данной работе проведен анализ зон действия радиотехнических систем, установленных в определенной позиции. В процессе исследования применялась цифровая модель рельефа местности, позволяющая оценить углы закрытия антенны. На основе расчета зон действия и рабочих областей радиотехнических средств навигации выявлена возможность осуществление навигации беспилотных воздушных судов в зоне действия наземных радиотехнических систем. 

Ключевые слова: зона действия радиомаяка, угол закрытия, цифровая модель рельефа, позиция размещения радиотехнических систем

В настоящей работе рассматривается возможность расширения диапазона эффективного режима работы винтокольцевого движителя за счет механизации кольцевого обтекателя. Под механизацией подразумевается управление передней частью кольцевого обтекателя по аналогии с предкрылком крыла летательного аппарата. Исследование выполнено на базе численного решения системы осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье – Стокса (RANS). Результаты исследования показали, что увеличение угла раскрытия носовой части кольцевого обтекателя позволяет увеличить коэффициент тяги движителя при работе на месте. На режиме обтекания с большой скоростью предпочтительнее уменьшать угол раскрытия носовой части.

Ключевые слова: вычислительная аэродинамика, винтокольцевой движитель, аэродинамические характеристики

Предложен подход к проектированию профилей крыла самолета на основе при-менения метаэвристических алгоритмов глобальной оптимизации. На первом этапе проекта определяется форма крыла в плане, которая характеризуется, прежде всего, такими параметрами, как: угол стреловидности по четверти хорд, сужение, удлинение, форма заднего и переднего наплывов (если они есть). Кроме того, уточняется распределение толщин по размаху крыла для обеспечения тре-буемых прочностных характеристик конструкции, а также требуемых внутренних объемов. Таким образом, при выборе формы крыла в плане и средней относи-тельной толщины крыла коллектив конструкторов и инженеров должен найти оп-тимальные решения, удовлетворяющие противоречивым требованиям по дости-жению высоких значений аэродинамических и весовых характеристик с учетом заданных конструктивных ограничений. Далее осуществляется проектирование профилей, которые затем используются для создания теоретического контура крыла. Крыло образовано четырьмя секциями из профилей с заданными относи-тельными толщинами. Для параметризации геометрии профиля используются многочлены Бернштейна, а для вычисления его аэродинамических характеристик – программная система, реализующая решение уравнений Навье–Стокса. Разра-ботана схема проектирования на основе последовательного математического мо-делирования процесса обтекания и параметрической оптимизации. В качестве ал-горитмов оптимизации использовалась модификация метода, имитирующего по-ведение стаи мотыльков, а также метод Luus–Jaakola с последовательной редук-цией области поиска. Продемонстрировано, что в результате применения пред-ложенного подхода задаваемые проектировщиком начальные профили могут быть изменены с целью получения требуемых значений аэродинамических харак-теристик. Приведены численные результаты, подтвердившие эффективность под-хода.

Ключевые слова: проектирование профиля крыла, параметризация профиля, метаэвристические алгоритмы оптимизации, математическое моделирование, методы оптимизации

В настоящей работе составлено и проинтегрировано дифференциальное уравнение для вертикального снижения в случае движения системы объект-управляемый планирующий парашют (объект-УПП) в режиме разворота. Получены зависимости вертикальной составляющей скорости снижения от времени и различных параметров. Это позволяет  проводить исследования характера изменения вертикальной составляющей скорости снижения и потери высоты во времени при вариациях различных параметров и характеристик каждой конкретной конструкции системы объект-УПП на различных режимах и условиях применения систем по назначению. Результаты данной работы могут быть использованы в задачах навигации и наведения систем объект-управляемая планирующая парашютная система на цель, которые являются одними из важнейших в теории и практике управляемых парашютных систем. Проблемной частью этих задач является определение вертикальной составляющей скорости систем в крутой спирали при навигации и наведении в автоматическом режиме в условиях сложного рельефа местности и сложной ветровой обстановки в зоне наведения. 

Ключевые слова: навигация и наведение, система объект-управляемая планирующая парашютная система

Рассматривается применение нейронных сетей для анализа устойчивости движения тросовой системы в атмосфере и для анализа процесса развертывания тросовой системы в атмосфере. Анализ проводится с применением многослойных нейронных сетей, методов прямого и обратного распространения ошибки, двух различных функцией активации для минимизации ошибок обучения. Процесс обучения проводился с использованием различных персептронов в скрытом слое до тех пор, пока система не выдавала результаты, соответствующие ожидаемым на основе прямых расчетов. Для обучения нейросети используются входные и выходные (целевые) данные, которые были предварительно получены с помощью численных расчетов по математической модели движения космической тросовой системы. Результаты исследований показали, что нейронная сеть после обучения проведению расчетов траектории движения тросовой системы позволяет существенно ускорить анализ устойчивости движения системы дает возможность скорректировать ошибки после обучения нейронной сети.

Ключевые слова: нейронная сеть, тросовая система, аэродинамическая стабилизация, функции активации

Рассмотрены типы математических моделей, разработанных в ЦАГИ для решения основных задач динамики полета винтокрылых летательных аппаратов (ВКЛА). Кратко описана универсальная математическая модель движения «обобщенного» ВКЛА, охватывающего основные схемы: одновинтовые с рулевым винтом, соосные и многовинтовые. Рассмотрена методика формирования на ее основе модели движения конкретного ВКЛА. Приведены результаты тестирования универсальной математической модели на примере расчета балансировочных характеристик и возмущенного движения одновинтового и соосного вертолетов.

Ключевые слова: математическая модель, винтокрылые летательные аппараты, несущий винт, динамика полета

Данная работа посвящена вопросам построения эффективного и универсального подхода к автоматизации распознания инженерных чертежей. Выполнена систематизация и классификация элементов чертежей, что позволило выделить общие характеристики и признаки, необходимые для их структурированного описания. Предложен алгоритм идентификации технологических элементов, реализованный с использованием нейронной сети. Модель адаптирована для поиска и анализа ключевых конструктивных компонентов на чертежах, демонстрируя эффективность в условиях различных типов данных. Полученные результаты закладывают основу для дальнейшего развития систем автоматизации анализа чертежей, обеспечивая интеграцию с современными инженерными процессами.

Ключевые слова: чертеж, автоматизация, алгоритм, машинное обучение, нейронные сети

В данной статье представлена методика оптимизации режима полирования алмазоподобного PVD-покрытия с использованием симплекс-метода, который является эффективным инструментом для решения задач линейного программирования. Оптимизация основана на регрессионных зависимостях, полученных в результате экспериментальных исследований, что позволило построить систему неравенств для определения оптимальных условий полирования. В качестве целевой функции выбрана максимальная производительность процесса, что является ключевым критерием для серийного и крупносерийного производства, особенно в контексте создания высококачественного режущего инструмента. Исследования показали, что при допустимом уровне шероховатости обработанной поверхности Ra ≤ 0,04 мкм, оптимальными условиями полирования являются: продольная подача 400 мм/мин, поперечная подача 1,0 мм и частота вращения инструмента 2000 об/мин. Эти параметры обеспечивают максимальную эффективность процесса, что имеет важное значение для повышения конкурентоспособности продукции на рынке. Таким образом, результаты работы могут быть полезны для повышения эффективности процесса обработки алмазоподобных покрытий, что имеет важное значение для машиностроения, производства режущего инструмента и других высокотехнологичных отраслей. Данная методика может быть адаптирована для различных условий обработки, что открывает новые горизонты для дальнейших исследований и разработок в области оптимизации технологических процессов, а также для внедрения инновационных технологий в производственную практику.

Ключевые слова: алмазное покрытие, полирование, шероховатость поверхности, поликристаллический алмаз, оптимизация, PVD-покрытие

Предложено разделение представления работы метода муравьиных колоний на слои с последующей сверткой значений в различных слоях в общее значение и нормализацией для определения вероятностного перехода. Предложены модификации метода муравьиных колоний для решения различных задач на транспортных графах для аэрокосмической отрасли. Предложена новая вероятностная формула для работы метода муравьиных колоний при решении параметрических задач. С помощью модификаций метода муравьиных колоний проведена кластеризация пассажирских авиационных маршрутов между городами. Решены параметрические задачи о назначении сотрудников на работы, вычисления значений гиперпараметров модели. Модификации показали свою эффективную работу в том числе для многокритериальной оптимизации и возможности работы на SIMD процессорах.

Ключевые слова: метод муравьиных колоний, метаэвристическая оптимизация, параметрическая задача, вычислительный кластер, задача сбора ресурсов, задача о назначении

Обоснована актуальность задачи разработки алгоритма маршрутизации обмена информацией в группе беспилотных летательных аппаратов и с пунктом управления при проведении поисково-спасательной операции в условиях горной местности. Формализована постановка и рассмотрены существующие подходы к решению обозначенной задачи. На основе результатов анализа существующих подходов к решению задачи маршрутизации обмена информацией в распределенных вычислительных системах сделан вывод, что для реализации устойчивого обмена информацией в распределенной системе «группа беспилотных летательных аппаратов и пункт управления» в условиях нарушения связи целесообразно использовать гибридный подход: для начального построения таблиц маршрутизации применять алгоритм Флойда-Уоршелла; при динамичных изменениях топологии для локальной корректировки применять алгоритм Netchange. С учетом сформулированного вывода разработан алгоритм маршрутизации обмена информацией в группе беспилотных летательных аппаратов и с пунктом управления, обеспечивающий устойчивый обмен в условиях нарушения связи с отдельными беспилотными летательными аппаратами группы вследствие их попадания в зоны отсутствия связи с частью других беспилотных летательных аппаратов в группе (или пунктом управления) и не требующий применения дополнительных беспилотных летательных аппаратов-ретрансляторов. Рассмотрен пример, демонстрирующий работоспособность предлагаемого алгоритма. Полученные результаты подтверждают целесообразность его практического применения для организации взаимодействия бортовых программных систем беспилотных летательных аппаратов, участвующих в поисково-спасательной операции в условиях горной местности, между собой и с пунктом управления.

Ключевые слова: группа беспилотных летательных аппаратов, пункт управления, обмен информацией, условия горной местности, нарушение связи, маршрутизация

Рынок беспилотных летательных аппаратов расширяется с каждым годом, требуя привлечения все большего количества кадров в качестве операторов беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), в том числе, операторов квадрокоптеров. Наряду с этим растет популярность квадрокоптеров у авиамоделистов и видеографов-любителей. Подготовка квалифицированных операторов БПЛА представляет собой важную задачу для обеспечения безопасности в воздушном пространстве. В статье рассматриваются подходы к тренировке операторов квадрокоптеров и приводится аргументация в пользу применения виртуальных симуляторов в подготовке. Симуляторы позволяют пользователям приобретать начальные навыки пилотирования без риска повреждения имущества или нанесения кому-либо вреда. В ходе работы выполнен анализ существующих симуляторов, включающий описание их функциональные возможностей, преимуществ и недостатков. Приведены сведения о разработанном прототипе симулятора, в котором присутствует возможность интеграции проприетарных пультов управления квадрокоптеров с GPS-позиционированием, отсутствие (или ограниченность) поддержки которых является существенным недостатком существующих симуляторов GPS-квадрокоптеров. В прототипе поддержан пульт DJI RC-N1, являющийся одним из наиболее распространенных на момент конца 2024 года. Помимо базового функционала, в разработанном прототипе присутствуют обучающие сценарии, в которых пользователь может получить навыки управления беспилотником при возникновении различных внештатных и критических ситуаций. Применение такого симулятора в процессе обучения будет способствовать повышению качества подготовки операторов, снижению аварийности и уменьшению финансовых рисков, связанных с человеческим фактором. Представленное решение может быть полезно как для любителей, так и для будущих коммерческих операторов. В последующем проект будет развиваться за счет экстенсивного расширения базы поддерживаемых пультов, создания новых тренировочных сценариев и добавления большего количества моделей квадрокоптеров, учитывающих их физические характеристики и особенности управления. 

Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, квадрокоптер, обучение операторов квадрокоптеров, симулятор

Реализация полноценного цикла разработки беспилотного летательного аппарата (БпЛА) требует значительных ресурсов, времени и финансовых вложений. В связи с этим рациональным подходом может стать модернизация существующих моделей путем эволюции от некоторого прототипа с использованием методов многокритериальной оптимизации.
В работе проведен анализ существующих методов конструирования БпЛА. На основе анализа предложено выделение базовой модели (прототипа) БпЛА. Методика включает некоторую конфигурацию с определенными характеристиками, определяющими основные свойства изделия.
Проведен анализ методов многокритериальной оптимизации, учитывающих несколько противоречивых критериев. Выбран метод критериальных ограничений в задаче многокритериальной оптимизации для методики разработки БпЛА с заданными характеристиками, позволяющий получить из многокритериальной задачи однокритериальную с одной целевой функцией, что обеспечивает использование стандартных аналитических и численных методов поиска оптимальных решений. Выбор метода критериальных ограничений также обусловлен тем, что он позволяет задавать жесткие ограничения по каждому критерию, отличающемуся от улучшаемого, что не позволит на множестве Парето-оптимальных решений ухудшить параметры БпЛА ниже допустимых значений. Выделение нескольких основных критериев в процессе реализации метода многокритериальной оптимизации и последовательной оптимизации по каждому из них позволяет максимально приблизить характеристики конфигурации к требуемым значениям. Для практической реализации предложенной авторами идеи в работе сконструирован прототип базовой модели.

Ключевые слова: формирование БпЛА, конфигурация БпЛА, многокритериальная методика, проектирование, оптимизация, критериальные ограничения

Рассмотрены основные принципы мониторинга некаталогизируемого космического мусора с использованием космических и наземных средств. Представлены разработанные методики оценки эффективности системы на основе характеристик глобальности обзора и размера детектируемых частиц, космических средств мониторинга на основе моделирования потоков частиц и полей зрения, а также использования контактных поверхностей. Представлен рациональный вариант состава системы мониторинга некаталогизируемого космического мусора.

Ключевые слова: некаталогизируемый космический мусор, система мониторинга околоземного космического пространства, радиолокационные системы, телескопы, орбитальный сегмент

В данной статье рассмотрены методы моделирования для создания образцов новой техники и исследования характеристик беспилотных летательных аппаратов. Выполнена классификация БПЛА в зависимости от типа решаемых задач. Применены методы математического моделирования, которые на основе дифференциального исчисления позволяют рассмотреть влияние различных факторов на траекторию движения полета и прочностные характеристики моделей. Методы создания компьютерных 3D-моделей летательных устройств позволяют разработать новые конструкции устройств и оценить влияние факторов и возмущающих воздействий на эксплуатационные характеристики моделей. Использование современных компьютерных технологий обеспечивают реализацию и интеграцию методов моделирования.

Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, управление, имитационная модель, математическое моделирование, среды программирования, информационные технологии