Автоматизация проектирования геометрического облика беспилотных летательных аппаратов

Авторы

Канчурин Р. Я.^1*, Сергеев А. И.^1**, Колесников А. Б.^2***

1. Оренбургский государственный университет имени В.А. Бондаренко, Оренбург, Россия
2. ООО «Тюльганский электромеханический завод», г. Оренбург, Россия

*e-mail: ruslankanchurin@gmail.com
**e-mail: alexandr_sergeew@mail.ru
***e-mail: kolesnikov.temz@gmail.com

Аннотация

. В статье рассматриваются вопросы формирования геометрического облика беспилотных летательных аппаратов. Проведен обзор методов проектирования беспилотных летательных аппаратов, рассмотрены методы мультидисциплинарной оптимизации, генетические алгоритмы, алгоритмы дифференциальной эволюции, методы роя частиц, CFD-анализ, генеративный дизайн и методы искусственного интеллекта. Выявлены проблемы, связанные с точностью моделей на ранних этапах проектирования беспилотных летательных аппаратов, высокой вычислительной сложностью и необходимостью экспериментальной валидации автоматизированных решений. Отмечена актуальность этапа параметризации и описания геометрического облика при использовании методов оптимизации на основе численного моделирования.  Предложена методика автоматизированного формирования геометрического описания беспилотных летательных аппаратов, подробно рассмотрен этап построения силуэта модели и формы сечений планера. Описан процесс преобразования эскиза облика беспилотного летательного аппарата на основе аппроксимации неоднородными рациональными B-сплайнами. Преимуществом сплайнов, полученных по предложенной методике, является плавное изменение кривизны по длине, чего трудно достичь при построении и модификации сплайна проектировщиком в системах автоматизированного проектирования.

Ключевые слова:

автоматизация проектирования; беспилотный летательный аппарат; оптимизация; NURBS; сплайн

Список источников

1. Mueller T. J. (ed.). Low Reynolds number aerodynamics : proceedings of the conference, Notre Dame, Indiana, USA, 5-7 June 1989. — Berlin : Springer, 1989. — 446 p.  — (Lecture notes in engineering). — ISBN 3-540-51884-3.
2. Sobieszczanski-Sobieski J., Haftka R. T. Multidisciplinary Aerospace Design Optimization: Survey of Recent Developments // Structural Optimization. — 1997. — Vol. 14, no. 1. — P. 1-23. — DOI:10.1007/BF01197554.
3. Martins J. R. R. A., Lambe A. B. Multidisciplinary design optimization: A survey of architectures // AIAA Journal. — 2013. — Vol. 51, no. 9. — P. 2049-2075.
4. Комаров В. А. [и др.]. Автоматизация концептуального проектирования и модификации беспилотных летательных аппаратов самолётного типа с использованием многодисциплинарной оптимизации и эволюционных алгоритмов. Часть 1: методы и модели// Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. — 2024. − №3 −  с. 42-57. 
5. Deb K. Multi-objective optimization using evolutionary algorithms. — Chichester : Wiley, 2001. — 497 p.
6. Pliakos C., Efrem G., Dimopoulos T., Panagiotou P. Efficient Unmanned Aerial Vehicle Design: Automated Computational Fluid Dynamics Preprocessing from Geometry to Simulation // Engineering Proceedings. — 2025. — Vol. 90, no. 1. — P. 52. — DOI:10.3390/engproc2025090052.
7. Souvanhnakhoomman S., Chua A. A comprehensive review of generative design applications in unmanned aerial vehicles // ASEAN Engineering Journal. — 2025. — Vol. 15. — P. 163-175. — DOI:10.11113/aej.v15.21286.
8. Forrester A., Sobester A., Keane A. Engineering design via surrogate modelling: a practical guide. — Chichester : Wiley, 2008. — 228 p.
9. Хоанг Ван Хынг. Автоматизация выбора схемы и параметров беспилотных летательных аппаратов самолётного типа с использованием многодисциплинарной оптимизации : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 2.5.13. — Самара, 2025. — 19 с. : ил.
10. Кондусова В. Б., Кондусов Д. В. Информационная поддержка жизненного цикла беспилотных летательных аппаратов как инструмент повышения эффективности функционирования САПР // Автоматизация в промышленности. — 2024. — № 9. — С. 14-17.

Скачать статью