Особенности разработки малогабаритной радиосистемы автоматической посадки беспилотного квадрокоптера 


Авторы

Гетманцев А. Ю.*, Чопанов Т. М.

Филиал «Взлёт» Московского авиационного института (НИУ), 416501, Астраханская область, г. Ахтубинск, ул. Добролюбова, 5

*e-mail: tomamens@mail.ru

Аннотация

В статье рассмотрены технические вопросы создания малогабаритной радиосистемы автоматической посадки беспилотных летательных аппаратов мультикоптерного типа на высокоскоростные транспортные средства, например, на квадроциклы. Выполнен анализ новых потенциальных возможностей, которые возникают при таком способе посадке в движении, проведено сравнение с существующими способами посадки. Рассмотрены недостатки док-станций для дронов. Показаны достоинства, которые дает радиосистема высокоточной автоматической посадки беспилотных летательных аппаратов на подвижный квадроцикл, в том числе при его крене. Обосновывается, что разрабатываемая радиосистема посадки относится как к навигационной системе, так и к системе радиоуправления. Для повышения радиуса действия радиосистемы посадки она комплексируется со спутниковыми навигационными системами для грубого наведения в зону высокоточной посадки. Проведен анализ дополнительных требований, которые накладываются на беспилотный летательный аппарат мультикоптерного типа при выполнении им аварийно-специальных операций.  Дополнительно описаны требования по защите конструкции, его винтов и радиосистемы посадки от повреждений в момент касания посадочной платформы. Выбраны и рассчитаны антенные системы передатчика и приемника рассматриваемой радиосистемы. Обосновано применение амплитудного метода наведения, аналогичного курсоглиссадному методу. Подробно проанализированы уровни сигналов крестообразной диаграммы направленности. Обоснована несущая частота передатчика и выбран комплексный метод модуляции шести радиоканалов. Приведено обоснование сложной диаграммы направленности антенной системы передатчика, а также расчеты выходной мощности, несущей частоты и модулирующей частоты формирующих ее радиоканалов. Рассчитаны геометрические размеры антенной волноводной системы, определено необходимое количество щелей антенны. Изложена структурная схема радиоканала управления автоматической посадкой беспилотного летательного аппарата. Детально рассмотрены другие особенности передатчика радиосистемы.

Ключевые слова:

автоматизированная посадка; радиоуправление; сложная диаграмма направленности антенны

Список источников

  1. Антонович К.М. Космическая навигация: учеб. пособие. – Новосибирск: СГУГиТ, 2015. – 233 с. ISBN 978-5-87693-865-7 [Электронный ресурс]. URL: https://lib.sgugit.ru/irbisfulltext/UMK/2015/%D0%AD%D0%91%D0%A1%D0%93%D0%93%D0%90/28.12.2015/%D0%90%.... (дата обращения: 25.07.2025).
  2. Бойко А. Статья «Дронопорты. Автономные взлетно-посадочные платформы для беспилотников. Станции подзарядки» [Электронный ресурс]. URL: https://robotrends.ru/robopedia/avtomatizirovannye-sistemy-dlya-zapuska-bespilotnika (дата обращения: 25.07.2025).
  3. Бородин В.В., Петраков А.М., Шевцов В.А. Анализ эффективности передачи данных в сети связи группировки беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2015. № 81. [Электронный ресурс]. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=57894 (дата обращения: 25.07.2025).
  4. Гетманцев А.Ю. Теория и проектирование радиосистем передачи информации и управления: Учебное пособие. – М.: Изд-во МАИ, 2025. – 69 с.: ил.
  5. Гришин Ю.П., Ипатов В.П., Казаринов Ю.М., Коломенский Ю.А., Ульяницкий Ю.Д. Радиотехнические системы / Издательство «Высшая школа», 1990. 496 с.
  6. Кишко Д.В. Повышение точности определения навигационных параметров вертолета при посадке на корабль. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н., Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) - 2015 г. [Электронный ресурс]. URL: https://mai.ru/upload/iblock/8ef/discertatsiya-kishko-_publikatsiya_.pdf (дата обращения: 20.07.2025).
  7. Кузнецов А.Г. Статья «Автоматизация процесса посадки малогабаритного беспилотного летательного аппарата в особых ситуациях». Электронный журнал «Труды МАИ». Выпуск № 45 [Электронный ресурс] https://mai.ru/upload/iblock/790/avtomatizatsiya-protsessa-posadki-malogabaritnogo-bespilotnogo-leta...., (дата обращения: 20.07.2025).
  8. Нгуа Ндонг Авеле Ж.Б., Горяинов В.С. Статья «Док-станция для БПЛА: исследование построения автономной взлетно-посадочной платформы для беспилотных летательных аппаратов». Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2023. Т. 16, № 9. С. 38–48 [Электронный ресурс]. URL: https://izv.etu.ru/assets/files/izvestiya-9-2023-38-48.pdf (дата обращения: 20.07.2025).
  9. Никольский, Б.А Бортовые радиоэлектронные системы [электрон, учебник] / Б.А. Никольский; Минобрнауки России, Самар, гос. аэрокосм, ун-т им. С.П.Королева (нац. исслед. ун-т). - Электрон, текстовые и граф. дан. (3,612 Мбайт). - Самара, 2013. - 1 эл. опт. диск (CD-ROM). [Электронный ресурс]. URL: https://repo.ssau.ru/bitstream/Uchebnye-posobiya/Bortovye- radioelektronnye-sistemy-Elektronnyi-resurs-elektron-ucheb-54583/1/Никольский%20Б.А.%20Бортовые.pdf (дата обращения: 20.07.2025).
  10. Паньков С.Я. Теория и методика управления авиацией: учеб. пособие. В 2 ч. Ч.1 / С.Я. Паньков, Ю.Е. Забураев, А.М.Матвеев; под общ. ред. В.А.Мещерякова. – Ульяновск: УВАУ ГА, 2006. – 190 с.
  11. Ползик Е.В., Коньшин С.В. Радиотехнические системы телеметрии и управления космическими аппаратами. Конспект лекций для студентов всех форм обучения специальности 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации. – Алматы: АИЭС, 2008. –  65 с. [Электронный ресурс]. URL: https://libr.aues.kz/facultet/frts/kaf_tks/36/umm/tks_1.htm (дата обращения: 20.07.2025).
  12. Ронжин А.Л., Нгуен В.В., Соленая О.Я. Анализ проблем разработки беспилотных летательных манипуляторов и физического взаимодействия БЛА с наземными объектами // Труды МАИ. 2018. № 98. URL: https://trudymai.ru/ published.php?ID=90439&eng=Y (дата обращения: 20.07.2025).
  13. Свиридов В.В. Методика оценки качества группового взаимодействия робототехнических комплексов в условиях изменяемой фоноцелевой обстановки // Труды МАИ. 2021. № 121. [Электронный ресурс]. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=162669. DOI: 10.34759/trd-2021-121-22 (дата обращения: 20.07.2025).
  14. Статья «15 Biggest Drone Companies In the World» [Электронный ресурс]. URL: https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.45f8711e- 67d26551-f98d8b76-74722d776562/https/www.yahoo.com/video/15-biggest-drone-companies-world-175046410.html (дата обращения: 20.07.2025).
  15. Статья «Autonomous Multirotor Landing System (AMLS). Цель проекта: Автоматически посадить дрон в движении». [Электронный ресурс]. URL: https://clover.coex.tech/ru/amls.html (дата обращения: 20.07.2025).
  16. Статья «Курсо-глиссадная система» [Электронный ресурс]. URL: https://www.avsimrus.com/wiki/%D0%9A%D0%93%D0%A1(дата обращения: 20.07.2025).
  17. Статья «Рамы и защитные конструкции» [Электронный ресурс]. URL: https://docs.geoscan.ru/pioneer/database/const-module/frame/frame.html (дата обращения: 20.07.2025).
  18. Хуснутдинов Т.Д., Щербакова А.В., Комарова П.А., Рублевская Е.В., Решетников А.Ю. – Статья «Перспективы использования беспилотных летательных аппаратов в инновационных проектах». Журнал «Актуальные проблемы авиации и космонавтики» – 2017. Том 3. Стр.139-141 [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/perspektivy-ispolzovaniya- bespilotnyh-letatelnyh-apparatov-v-innovatsionnyh-proektah (дата обращения: 20.07.2025).

Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2026

 Вход