The mathematical model of manned and unmanned teaming combat formation

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33099/2311-7249/2021-41-2-23-30

Keywords:

automatic control, bank of models, model of combat formation, trajectory coordinate system, equations of motion, joint aviation group

Abstract

To implement automatic control of joint aviation groups combat formations, it is necessary to create a system of the mathematical models of combat formations functioning stages, as well as means of implementing this system, including control and integration procedures. This problem can be most successfully solved when applying logical-dynamic models and the theory of logical-dynamical systems.

The goal of the article is to create a bank of models as a system of mathematical description of combat formations functioning stages, as a basis of the mathematical model of a manned and unmanned teaming combat formation.

The task of synthesis of logical-dynamic models is to divide the initial model into components of structural states (modes), and the system in each structural state can be considered as independent. Modeling of each of the states consists in combining a number of modes that are characterized by a constant of the aerodynamic characteristics of manned and unmanned aerial vehicles, depending on the data of the variables predicate function. Accordingly, the combat mission model of a joint aviation group of manned and unmanned aircraft is divided into a number of stages. The content of research task provides to use of a complete nonlinear model of flight dynamics without dividing into longitudinal, lateral and vertical motion, with the taken assumptions.

Determination of the relative position of manned and unmanned aerial vehicles in combat formation will allow to describe their joint relative movement, which forms the features of the combat formation control system, and the selected coordinate system relative to the loyal wing aircraft will give advantages in solving the control problem.

References

Жук К. Д. О построении банков летательных моделей в программировании жизненных циклов объектов новой техники // Электронное моделирование. – 1981, № 14. – С. 14–21.

Артюшин Л. М., Герасименко В. В., Коваль В. В. Метод формування спільної авіаційної групи. Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони № 1(40)/2021. – С. 63–68. URL: https://doi.org/10.33099/2311-7249/2021-40-1-63-68.

Артюшин Л. М., Герасименко В. В., Коваль В. В. Синтез раціональних структур бойових порядків спільних авіаційних груп. Журнал наукових праць “Соціальний розвиток та безпека”. Том 11, № 3, – 2021. – С. 209–220. DOI: 10.33445/sds.2021.11.3.20.

Жук К. Д., Тимченко А. А., Доленко Т. И. Исследование структуры и моделирование логико-динамических систем. – К.: Наукова думка, 1975. – 197 с.

Жук К. Д., Тимченко А. А. Автоматизированное проектирование логико-динамических систем. – К.: Наукова думка, 1981. – 320 с.

Наказ Міністерства оборони України від 05 січня 2015 року № 2 “Про затвердження правил виконання польотів державної авіації України”. розділ IX, глава 14 – Особливості виконання групових польотів.

Крюков Н. П., Кремень М. А. Методом опорных точек // Авиация и космонавтика. – 1983. – № 6. – С. 26–27. – № 7. – С. 27–28.

Лебедь В. Г., Миргород Ю. І., Українець Є. О. Аерогідрогазодинаміка. Харків : ХУПС ім. Івана Кожедуба, 2011. – 415 с.

Немешилов Ю. О. Моделі систем управління літальними апаратами та методи експериментальних досліджень: Навч. посібн./ Ю.О. Немешилов. – Харків: Нац. аерокосмічн. ун-т ім. М.Є. Жуковського “ХАІ”, 2019. – 160 с.

Силков В. И. Динамика полета и боевого маневрирования летательных аппаратов. Часть 2. Устойчивость и управляемость. Учебное пособие. – К.: КВВАИУ, 1984. – 318 с.

Справочник по теории автоматического управления // Под ред. А. А. Красовского. – М.: Наука, 1987. – 712 с.

Крутько П. Д., Попов Е. П. Синтез управления скоростью движения летательных аппаратов на основе решения обратной задачи динамики // Докл. АН СССР, 1986. – Т.260, № 4. – С.809–812.

Горбатенко С. А. Механика полета: общие сведения. Уравнения движения / Горбатенко С.А. и др. – М.: Машиностроение, 1969. – 500 с.

Тарасов В. Г. Межсамолетная навигация. – М.: Машиностроение, 1980. – 184 с.

Greg L. Zacharias. 2019. Autonomous Horizons: Autonomy in the Air Force – A Path to the Future, Volume 1: Human Autonomy Teaming (AF/ST TR 15-01). Air University Press.

Greg L. Zacharias. March 2019. Autonomous Horizons: Autonomy in the Air Force – A Path to the Future, Volume 2: Autonomous Horizons. The Way Forward. (AF/ST TR 15-02). Air University Press.

Published

2021-09-30 — Updated on 2021-09-30

Versions

Issue

Section

Military space and geoinformation technologies