Науковий вісник НГУ

До питання зовнішньої балістики падаючих вантажів з літальних апаратів малої швидкості

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №4 2024

Останнє оновлення: 28 серпня 2024

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 966

Authors:

О.О.Азюковський, orcid.org/0000-0003-1901-4333, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В.З.Грищак, orcid.org/0000-0001-8685-3191, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

К.А.Зіборов, orcid.org/0000-0002-4828-3762, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

С.О.Федоряченко*, orcid.org/0000-0002-8512-3493, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Д.В.Гаркавенко, orcid.org/0009-0004-5011-9015, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2024, (4): 128 - 134

https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-4/128

Abstract:

Мета. Вирішення тривимірної нелінійної проблеми зовнішньої балістики й формулювання наближеної математичної моделі динамічного процесу падіння вантажу з повітряних суден за низької швидкості, для отримання аналітичного розвязку, що можливе при поєднанні із геометричним зображенням динамічного процесу за допомогою компютерної алгебри.

Методика. Використання комбінації аналітичних і числових алгоритмів досліджень застосовано для отримання інноваційної моделі, ґрунтуючись на нелінійній системі диференціальних рівнянь зі змінними за часом коефіцієнтами. Застосований тривимірний підхід до динамічної задачі із наявною початковою швидкістю безпілотного літального апарату за умови наявності фронтального й бічного вітрового навантаження надало змогу застосувати нелінійну теорію зовнішньої балістики. Зазначене спрощення проблеми включало вирішення відповідної системи диференціальних рівнянь змінних коефіцієнтів уздовж відповідних координат за допомогою асимптотичного підходу. Крім того, формулювання проблеми враховує прикладний математичний аналіз і моделювання з урахуванням різних актуальних параметрів зовнішнього середовища.

Результати. Створення математичних моделей і алгоритмів для обчислення параметрів динамічного процесу падіння вантажів із повітряних суден за низької швидкості в межах теорії нелінійної зовнішньої балістики є актуальною проблемою як із точки зору розвитку динамічної теорії вказаного класу систем, так і створення ефективних обчислювальних алгоритмів з можливістю практичного застосування. У результаті досліджень отримані характеристичні оцінки впливу змінних коефіцієнтів на результати оціночної точності приземлення як похідної часу. Отримані аналітичні та графічні залежності з наданням відповідних оцінок застосованого підходу надають змогу встановити кореляцію методів і результатів.

Наукова новизна. Актуальність наукових досліджень у галузі нелінійної зовнішньої балістики ґрунтується як на внутрішніх тенденціях розвитку цієї науки, так і на нагальних потребах сучасної промисловості. У роботі запропоновано приблизний аналітичний роз­вя­зок нелінійної проблеми зовнішньої балістики, що визначається умовами руху. Отримані залежності надали змогу встановити взаємозв’язок між параметрами та встановити ступінь їх впливу на функцію часу приземлення.

Практична значимість. Отримані аналітичні результати й методологія розвязання можуть бути інтегровані у практичні застосунки математичної фізики та інженерних обчислень. Це особливо актуально для розвитку алгоритмів управління балістичними системами.

Ключові слова: аналітичний розвязок, балістика, нелінійна система, аеродинамічний тиск, вітрове навантаження

References.

1. Rovira-Sugranes, A., Razi, A., Afghah, F., & Chakareski, J. (2022). A review of AI-enabled routing protocols for UAV networks: trends, challenges, and future outlook. Ad Hoc Networks, 130. https://doi.org/10.1016/j.adhoc.2022.102790.

2. Noor, F., Khan, M. A., Al-Zahrani, A., Ullah, I., & Al-Dhlan, K. A. (2020). A review on communications perspective of flying ad-hoc networks: key enabling wireless technologies, applications, challenges and open research topics. Drones, 4(4), 65. https://doi.org/10.3390/drones4040065.

3. Dronova, I., Kislik, C., Dinh, Z., & Kelly, M. (2021). A review of unoccupied aerial vehicle use in wetland applications: emerging opportunities in approach, technology, and data. Drones, 5(2), 45. https://doi.org/10.3390/drones5020045.

4. Tahir, A., Böling, J., Haghbayan, M. H., Toivonen, H. T., & Plosila, J. (2019). Swarms of unmanned aerial vehicles – a survey. Journal of Industrial Information Integration, 16. https://doi.org/10.1016/j.jii.2019.100106.

5. Nourmohammadi, A., Jafari, M., & Zander, T. O. (2018). A survey on unmanned aerial vehicle remote control using brain – computer interface. IEEE Transactions on Human-Machine Systems, 48(4), 337-348. https://doi.org/10.1109/THMS.2018.2830647.

6. Joshua, M., & Eaton, A. N. (2013). Point of impact: Delivering mission essential supplies to the warfighter through the joint precision airdrop system. Systems Conference, IEEE International. https://doi.org/10.1109/SysCon.2013.6549973.

7. Klein, B., & Rogers, J. D. (2015). A probabilistic approach to unguided airdrop. In Aerodynamic decelerator systems technology conferences. https://doi.org/10.2514/6.2015-2119.

8. VanderMey, J. T., Doman, D. B., & Gerlach, A. R. (2015). Release point determination and dispersion reduction for ballistic airdrops. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 38(11), 1-8. https://doi.org/10.2514/1.G001157.

9. Petrov, V., Shalyhin, A., & Kudriavtsev, A. (2020). Methodical approach to the solution of the objective of the aim for discharge of freely falling goods from unmanned aircraft. Science and Technology of the Air Force of Ukraine, 1(38), 84-90. https://doi.org/10.30748/nitps.2020.38.10.

10. Aziukovskyi, O. O., Gryshchak, V. Z., Hryshchak, D. D., Zibo­rov, K. A., Fedoriachenko, S. O., Harkavenko, D. V., & Korol, V. M. (2023). Numerical simulation of an external ballistic problem using analytical approach and atmosphere flow visualization by finite element method. Collection of research papers of the National Mining University, (75), 119-127. https://doi.org/10.33271/crpnmu/75.119.

11. Kravets, V., Ziborov, K., Bas, K., & Fedoriachenko, S. (2019). Combined method for determining the optimal flow distribution plan for mining, urban electric vehicles and for charging stations. 13^th International Scientific and Practical Conference on Ukrainian School of Mining Engineering, USME 2019. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912301029.

12. Taran, I., Litvin, V., & Zhanbirov, G. (2023). Optimisation of Logistics Processes in a Warehouse Complex Equipped with Gravity Racking System Using Simulation Modelling. Transport Means – Proceedings of the International Conference, 2023, 838-843. ISBN 978-171387953-4.

13. Laukhin, D., Poznyakov, V., Kostin, V., Beketov, O., Rott, N., Slupska, Y., Dadiverina, L., & Liubymova-Zinchenko, O. (2021). Features in the Formation of the Structural State of Lowcarbon Micro-Alloyed Steels After Eletron Beam Welding. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3, 25-31. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.234783.

14. Kashytskyi, V. P., Sadova, O. L., Melnychuk, M. D., Golo­dyuk, G. I., & Klymovets, O. B. (2023). Structuring of Modified Epoxy Composite Materials by Infrared Spectroscopy. Journal of Engineering Sciences, 10(1), 9-16. https://doi.org/10.21272/jes.2023.10(1).c2.

15. Balakhontsev, A., Beshta, O., Boroday, V., Khudolii, S., & Pirienko, S. (2021). A Review of Topologies of Quick Charging Stations for Electric Vehicles. Proceedings of the 20 ^th IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems, MEES 2021. https://doi.org/10.1109/MEES52427.2021.9598796.

16. Gaude, B. W. (2011). Solving Nonlinear Aeronautical Problems Using the Carleman Linearization Method. [Master’s Theses – Daytona Beach]. Retrieved from https://commons.erau.edu/db-theses/307?utm_source=commons.erau.edu%2Fdb-theses%2F307&utm_medium=PDF&utm_campaign=PDFCoverPages.

17. Sudakov, А., Dreus, A., Ratov, B., & Delikesheva, D. (2018). Theoretical bases of isolation technology for swallowing horizons using thermoplastic materials. News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Geology and Technical Sciences, 2(428), 72-80.

18. Łach, M., Kozub, B., Bednarz, S., Bąk, A., Melnychuk, M., & Masłoń, A. (2024). The Influence of the Addition of Basalt Powder on the Properties of Foamed Geopolymers. Materials, 17(10), 21. https://doi.org/10.3390/ma17102336.

• < Попередня
• Наступна >