Групповой полет летательных аппаратов – алгоритм обработки информации относительного движения.
Информация - История
Другие материалы по предмету История
ого управления группой самолётов: представлено математическое описание строя, как объекта управления, проведены исследования задачи управления самолётами в группе, по результатам которых сделан вывод о том, что строй, как динамическая система сам по себе, без регуляторов, принципиально неустойчив на всех режимах полёта, даны технические предложения по построению систем управления строем самолётов. В фундаментальной работе [2] рассмотрены вопросы теории автоматизированных СМСН. Представлен большой обзор по системам управления полётом группы ЛА и методам измерения параметров относительного движения самолётов. Математической основой рассматриваемых в этой работе методов решения задач межсамолётной навигации является теория оценивания и фильтрации. В работе [3] излагаются основы и специфика применения методов теории нелинейной фильтрации марковских последовательностей и процессов в задачах обработки навигационной информации. Рассматриваются подходы, используемые при решении различного рода нелинейных задач, при этом значительное внимание уделяется тем из них, в которых применение алгоритмов, основанных на линеаризации, неприемлемо. Анализ этих работ показывает, что их результаты ориентированы на построение СМСН для полёта в строю с большими дальностями между ними и поэтому не могут быть в полной мере использованы в СМСН БЛА, так как для них выдвигаются требования полёта в строю с дистанциями и интервалом 30-150 м. В этих работах недостаточно полно рассматривались вопросы выбора структуры управления и её параметров, исследования динамики и точности стабилизации с учётом нелинейностей в математической модели ЛА и модели относительного движения. В настоящее время не разработаны стандартные алгоритмы СМСН, как это сделано в навигации. Поэтому задача разработки алгоритмического обеспечения полётом ЛА, и в том числе БЛА в строю, весьма актуальна.
Развитие СМСН идёт двумя путями: создание автономных систем, не зависящих от наземных средств, и систем, использующих наземные радиомаяки. Каждому из этих путей присущи свои преимущества и недостатки. Второй путь имеет один из недостатков, связанный с точностью определения взаимных координат движущихся в группе ЛА, что не позволяет использовать данный принцип для полёта БЛА в плотных групповых порядках. Так, ошибки в определении относительного положения ЛА в группе могут достигать величин 30-400 м в зависимости от дальности до радиомаяков (к примеру современная радионавигационная система “Тропик” позволяет определять координаты с точностью 0,13 1,3 км). В то же время данная идеология может быть применена для полёта большого количества ЛА по несколько ЛА в плотных группах, причём, эти группы ЛА могут находиться между собой на расстояниях до десятков километров (по принципу "ведущий с ведущим"). Другим и основным недостатком такого пути является то, что он обеспечивает вождение ЛА в групповых порядках только в пределах прямой видимости радиомаячных систем. По мнению зарубежных специалистов, применение наземной аппаратуры для автоматического управления полётом группы ЛА технически легче реализуется, не накладывает ограничений на массу, объём и условия эксплуатации аппаратуры. Однако эти выводы не являются достаточно убедительными, поскольку автономная САУ позволяет решать задачи полёта строем без ограничений, накладываемых каналами связи с наземным пунктом управления, а также в условиях радиопротиводействия. Что касается вождения в строю беспилотных самолётов с использованием наземного радиотехнического комплекса, в состав которого входит обзорный радиолокатор, то относительно низкая разрешающая способность обзорного радиолокатора не может обеспечить определение координат с достаточной точностью, необходимой для вождения ЛА с требуемыми параметрами строя. Поэтому групповой полёт строем может быть осуществлен при дистанции между ЛА не менее 1,5-2 км. Использование методов корреляционно-экстремальной навигации, которые получили в настоящее время большое применение в современных пилотажно-навигационных комплексах, невозможны для СМСН БЛА в плотных боевых порядках из-за ограниченной точности, которая, по зарубежным данным, характеризуется сотнями метров. Таким образом, её применение недостаточно для полёта в плотных боевых порядках на основе четырёхмерной навигации каждого из ЛА. Однако этот принцип может быть использован для задачи сбора ЛА в группу. В этом случае на стадии подготовки полётного задания каждому ЛА назначается точка в трёхмерном пространстве, в которую он должен прибыть в назначенный момент времени в заданном направлении.
Автономное управление полётом ЛА в строю на основе измерений параметров относительного движения, получаемых с помощью дальномерных и угломерных средств локации и визирования ведущего ЛА ведомым, позволяет обеспечить полёт в группе при дальностях между ними 30-150 м.
В некоторых случаях автономное управление не всегда осуществимо из-за малой дальности действия системы измерений параметров относительного движения, т. е. не может быть решена задача сбора ЛА в группу. Поэтому в некоторых случаях может оказаться необходимым использование комбинированного управления. При достаточно больших расстояниях между ЛА используется неавтономное управление, а при малых ? автономное управление.
Таким образом, проведённый выше анализ теоретических работ и состояние уровня исследований, посвященных вопросу автоматизации управления ЛА в строю, показал,