Разработка структурной схемы построения схемы построения прибора по автоматизированному сопровождению малогабаритных летательных аппаратов

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретико-методологические принципы проектирования специальных устройств автоматизированного сопровождения

1.1. Ретроспективный анализ и современное состояние систем слежения за МЛА в Российской Федерации

1.2. Нормативно-техническое регулирование разработки специальных систем по стандартам ГОСТ РВ и ЕСТД

1.3. Классификация технических характеристик и режимов функционирования малогабаритных летательных аппаратов как объектов сопровождения

Глава 2. Аналитический обзор аппаратных решений и эксплуатационной надежности приборных комплексов

2.1. Исследование элементной базы и систем компьютерного зрения в структуре отечественного приборостроения

2.2. Анализ отказоустойчивости и деградационных процессов в специальных приводах при интенсивной эксплуатации

2.3. Оценка влияния условий внешней среды на точность позиционирования и тактико-технические показатели

Глава 3. Проектирование структурной схемы и разработка программно-технического обеспечения сопровождения МЛА

3.1. Синтез и обоснование структурно-функциональной конфигурации прибора автоматизированного сопровождения

3.2. Расчет ресурсных показателей и регламентирование технического обслуживания специального устройства

3.3. Формирование алгоритма сопряжения информационных каналов для повышения достоверности траекторных измерений

Глава 4. Выработка предложений по элементной базе платформы по автоматизированному сопровождению малогабаритных летательных аппаратов

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Тема: Разработка структурной схемы построения прибора по автоматизированному сопровождению малогабаритных летательных аппаратов

Направление: 15.00.00 Машиностроение
Специальность: 15.02.04 Специальные машины и устройства

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы выпускной квалификационной работы обусловлена стремительным развитием сегмента малогабаритных летательных аппаратов (МЛА) в Российской Федерации и необходимостью создания отечественных систем их автоматизированного сопровождения в условиях санкционных ограничений на поставку зарубежной специализированной техники. В современных условиях обеспечения национальной безопасности, развития оборонно-промышленного комплекса и расширения гражданского применения беспилотных авиационных систем (БАС) вопросы проектирования специальных приборов для детектирования, идентификации и непрерывного сопровождения МЛА приобретают критическое значение. Согласно Стратегии развития авиационной промышленности Российской Федерации на период до 2030 года, утвержденной Минпромторгом России, одним из приоритетных направлений является создание конкурентоспособных образцов специального оборудования на базе отечественной элементной базы и передовых инженерно-технических решений.

Степень разработанности проблемы в отечественной научной и технической литературе характеризуется наличием фундаментальных исследований в области систем автоматического сопровождения движущихся объектов, выполненных в МГТУ им. Н.Э. Баумана, МАИ, ЦНИИ специального машиностроения, однако применительно к специфике малогабаритных летательных аппаратов с их высокими угловыми скоростями перемещения, малой эффективной площадью рассеяния и разнообразием траекторных характеристик комплексные методические разработки структурного проектирования приборов сопровождения представлены недостаточно полно. Существующие технические решения преимущественно ориентированы на сопровождение крупногабаритных воздушных целей либо реализованы на базе импортных компонентов, что определяет научно-практическую значимость разработки отечественных структурно-функциональных схем специализированных приборов.

Современные тенденции миниатюризации летательных аппаратов, расширение их функциональных возможностей и снижение стоимости производства привели к массовому распространению БАС различных классов, что формирует запрос со стороны силовых структур, объектов критической инфраструктуры и промышленных предприятий на разработку надежных средств контроля воздушного пространства. Прибор автоматизированного сопровождения МЛА должен обеспечивать непрерывное слежение за объектом в условиях помеховой обстановки, переменной освещенности, метеорологических факторов и активного маневрирования цели, что предъявляет особые требования к структурной организации системы, выбору типа и параметров исполнительных приводов, алгоритмов управления и информационного сопряжения каналов.

Цель выпускной квалификационной работы заключается в разработке научно обоснованной структурной схемы построения прибора по автоматизированному сопровождению малогабаритных летательных аппаратов с учетом требований нормативно-технической документации специального назначения и условий эксплуатации в климатических зонах Российской Федерации.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

• провести ретроспективный анализ отечественных и зарубежных систем слежения за МЛА и выявить основные конструктивно-технологические тенденции их развития;
• изучить нормативно-техническое регулирование проектирования специальных устройств в соответствии с требованиями ГОСТ РВ и Единой системы технологической документации;
• классифицировать технические характеристики и режимы функционирования малогабаритных летательных аппаратов как объектов сопровождения;
• исследовать элементную базу отечественного приборостроения и системы компьютерного зрения применительно к задачам автоматизированного сопровождения;
• разработать структурно-функциональную схему прибора с обоснованием выбора подсистем и их взаимодействия;
• сформировать предложения по выбору элементной базы платформы автоматизированного сопровождения МЛА.

Объектом исследования выступает прибор автоматизированного сопровождения малогабаритных летательных аппаратов как специальное устройство системы контроля воздушного пространства.

Предметом исследования являются структурно-функциональные принципы построения прибора автоматизированного сопровождения МЛА, техническое обоснование выбора компонентов и подсистем, а также организация информационного взаимодействия каналов обнаружения и исполнительных механизмов.

Методологическая база исследования формируется теоретическими основами проектирования специальных машин и устройств, положениями системного анализа и структурного синтеза технических систем, методами расчета надежности и ресурсных показателей специального оборудования, требованиями ГОСТ РВ 0001-101-87, ГОСТ 2.103-2013 ЕСКД, ГОСТ Р 15.301-2016, а также нормативными документами Минпромторга России и ведомственными руководящими материалами предприятий оборонно-промышленного комплекса.

Научная новизна работы состоит в комплексном подходе к структурному проектированию прибора автоматизированного сопровождения МЛА на основе интеграции отечественной элементной базы с применением систем технического зрения и специализированных приводных устройств повышенного быстродействия.

Теоретическая значимость определяется систематизацией требований к построению специальных устройств слежения за малогабаритными летательными аппаратами и разработкой методических рекомендаций по выбору структурной конфигурации прибора.

Практическая значимость заключается в возможности использования разработанной структурной схемы и рекомендаций по элементной базе при проектировании реальных образцов приборов автоматизированного сопровождения МЛА на предприятиях оборонно-промышленного комплекса и в организациях, осуществляющих разработку специальных систем контрол

…