| Название НИОКТР |
Разработка и исследование принципов создания технического комплекса защиты объектов от беспилотных летательных аппаратов на основе мультисенсорных систем обнаружения
|
| Аннотация |
Актуальность научного исследования определяется современными тенденциями стремительного развития беспилотных авиационных систем (БАС), их значительным удешевлением, повсеместным распространением и использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для решения широкого круга задач. При этом БПЛА могут использоваться и в противоправных целях нарушения безопасности государства и жизнедеятельности граждан, в том числе и террористических. Широкий доступ к БАС деструктивных групп делает данную техническую инновацию источником повышенной опасности для общества, экономики и государства. Подобные вызовы ставят перед научно-техническим сообществом задачу разработки систем для надежного обнаружения, контроля перемещения и первичной идентификации БПЛА. Данная задача существенно усложняется широкой номенклатурой БАС, разнообразными конструкциями БПЛА и способами их управления. Также существует большое количество практических приемов направленных на преднамеренное повышение скрытности БПЛА – использование малых и низколетящих аппаратов, применение пассивных способов навигации и управления, уменьшение уровня акустического шума, использование материалов уменьшающих радиолокационную заметность.
Предлагаемое в исследование комплексное использование мультисенсорных систем обнаружения обеспечивает повышение дальности и вероятности обнаружения БПЛА, а также позволяет провести первичную идентификацию объектов. В разрабатываемом техническом комплексе защиты предлагается реализовать несколько подходов к обнаружению БПЛА основанных на разных физических принципах. Так базовая концепция предполагает использование следующих видов обнаружения: радиолокационное, радиоэлектронное, акустическое и оптическое. Для повышения эффективности функционирования мультисенсорных систем, реализующих данные виды обнаружения, исследуются способы улучшения энергоэффективности путем разработки специализированных силовых DMOS-транзисторов, а также электроприводов силовых установок и исполнительных механизмов. Для защиты от БПЛА протяженных объектов дополнительно исследуется возможность размещения мультисенсорных систем обнаружения на аэромобильных и гидромобильных платформах.
Радиолокационное обнаружение и определение координат БПЛА является предпочтительным в условиях когда беспилотный аппарат-нарушитель не излучает радиоволны в направлении устройства обнаружения. Такая ситуация возможна в случаях использования оптоволоконного или спутникового канала связи с БПЛА. Данный метод обнаружения обладает существенной дальностью и позволяет заранее предупредить о потенциальной угрозе. Основой любого радиолокатора является антенная система, которая должна обладать возможностью управлять диаграммой направленности. При этом фазовое сканирование требует использования фазовращателей обладающих высокой стоимостью и существенно усложняющих конструкцию. Применение многолучевых антенн сопряжено с необходимостью использования коммутаторов, вносящих дополнительные потери. Перспективным направлением является использование частотного сканирования. Такой подход обладает низкой стоимостью и отличается относительной простотой конструкции радиолокационного оборудования.
Предлагаемый подход к созданию системы радиоэлектронного обнаружения и первичной идентификации БПЛА на основе оценки электромагнитной обстановки направлен на повышение точности и надежности обнаружения беспилотных летательных аппаратов. Основой системы является методика анализ радиоэлектронных сигналов, включая сигналы управления, телеметрии и видеоканала, что позволяет выделять характерные спектральные паттерны, связанные с присутствием и функционированием БПЛА. При этом система работает в режиме пассивного мониторинга, что повышает ее скрытность.
Использование методов машинного обучения и цифровой обработки данных обеспечивает возможность автоматического анализа спектра и выделения информационных сигналов на фоне шумов и помех. Такой подход особенно востребован в условиях сложной электромагнитной обстановки, где традиционные методы обнаружения могут быть недостаточно эффективны из-за высокой плотности радиоизлучений.
Ключевым преимуществом предлагаемого подхода является его способность адаптироваться к изменяющимся условиям работы, что позволяет системе сохранять высокую точность обнаружения даже при появлении новых типов БПЛА или изменении параметров их радиоизлучений.
Использования акустических методов позволяет обнаруживать низколетящие БПЛА в режиме пассивного функционирования. Акустические системы способны работать в реальном времени и фиксировать звуковые колебания издаваемые БПЛА в широком диапазоне частот и на больших расстояниях. При этом акустические датчики относительно недороги и просты в установке, что делает их доступными для широкого перечня объектов. Актуальным является исследование позволяющее фильтровать фоновые шумы и выделять только специфичные для БПЛА звуковые паттерны, что значительно снижает количество ложных срабатываний. Также актуальным является возможность первичной идентификации БПЛА.
В настоящее время широко известны способы оптического обнаружения БПЛА с применением методов искусственного интеллекта. Однако, в случае резкого изменения погодных и световых условий стандартная работа методов нарушается, а эффективность их использования снижается. Известно применение изображений в различных спектрах для повышения качества обнаружения. Однако эти изображения используются независимо друг от друга, а в один момент времени используется модель обученная только на изображениях одного спектра. Актуальным представляется разработка моделей способных обучаться на изображениях из различного спектра или разработка системы переключения между камерами, использующими различные спектры.
Для питания описанных мультисенсорных систем обнаружения БПЛА актуальным становится вопрос их эффективного энергоснабжения. Одним из подходов повышения энергоэффективности является применение силовых DMOS-транзисторов. Полупроводники данного типа могут использоваться для работы в регуляторах мощности, высокочастотных импульсных источниках питания, преобразователях и системах управления скоростью вращения электродвигателей, высокочастотных и ультразвуковых генераторах, радиочастотных усилителях и в других радиоэлектронных устройствах. Высокая эффективность DMOS-транзисторов позволяет минимизировать потери тепла в цепях питания и преобразования энергии, что особенно важно для мобильных систем работающих от аккумуляторов. Актуальность исследования заключается в разработке отечественной топологии DMOS-транзисторов, оптимизации их характеристик, повышении плотности тока и улучшении терморегуляции.
Эффективность функционирования мультисенсорных систем обнаружения БПЛА напрямую зависит от качества электроприводов силовых установок и исполнительных механизмов. Существующие алгоритмы управления электромеханической частью силовых установок и исполнительных механизмов обеспечивают уровень достаточный для решения задач общего назначения. Однако в задачах управления компонентами технического комплекса защиты объектов от БПЛА, по своим параметрам не могут обеспечить необходимый прецизионный уровень стабильности тяги силовых установок и позиционирования исполнительных механизмов.
Таким образом, необходимым и актуальным является исследование и разработка специальных электроприводов (включая алгоритмы управления), обеспечивающих прецизионный уровень стабильности тяги силовых установок и позиционирования исполнительных механизмов для специализированных задач управления мультисенсорными системами обнаружения БПЛА.
Одним из способов повышения дальности работы мультисенсорных систем обнаружения БПЛА является их подъем на максимально возможную высоту от уровня земли. Одним из перспективных подходов для этого считается использование аэромобильных платформ продолжительного времени функционирования. При этом необходимо решить ряд научно-технических вопросов, среди которых наиболее актуальными являются: выбор оптимального принципа полета и аэродинамической компоновки; согласование работы мультисенсорных систем обнаружения с режимами функционирования их электромеханического привода; исследование принципов обеспечения корректного функционирования мультисенсорных систем обнаружения с учетом их модификации под аэромобильное исполнение.
Другим способом повышения дальности работы мультисенсорных систем обнаружения БПЛА является их размещение на поверхности воды при помощи специализированных платформ. Перспективным является использование гидромобильной безэкипажной платформы типа катамаран. При этом актуальными научно-техническими задачами являются разработка методики проектирования изделия, включая конструкцию, массогабаритные параметры, системы управления и мехатронные элементы, движитель, батареи и т.д. Практическое исполнение подобной гидромобильной платформы требует разработки системы управления способной работать в автономном режиме при отсутствии ГНСС, а также обеспечивающая возможность ручного управления.
В связи с этим, разработка и исследование принципов создания технического комплекса защиты объектов от беспилотных летательных аппаратов на основе мультисенсорных систем обнаружения является актуальной и востребованной.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
9
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
149999.267
|
| Дата начала |
2025-05-01
|
| Дата окончания |
2026-12-31
|
| Номер контракта |
№ 075-03-2025-392/4
|
| Дата контракта |
2025-08-05
|
| Количество отчетов |
2
|
| УДК |
621.396.967; 621.396.962
|
| Количество просмотров |
26
|
| Руководитель работы |
Пастернак Юрий Геннадьевич
|
| Руководитель организации |
Проскурин Дмитрий Константинович
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
|
| Заказчик |
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
Развитие авиационной промышленности
|
| Основание НИОКТР |
Государственное задание
|
| Последний статус |
2025-10-10 19:42:23 UTC, 2025-10-10 19:42:23 UTC
|
| ОКПД |
Средства связи, выполняющие функцию систем управления и мониторинга, не включенные в другие группировки
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
беспилотный летательный аппарат; акустическое обнаружение; оптическое обнаружение; мультисенсорный комплекс обнаружения; система обнаружения; радиоэлектронное обнаружение; радиолокационное обнаружение; антенная система
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Разработка новых материалов, научно-методических материалов, продуктов, процессов, программ, устройств, типов, элементов, услуг, систем, методов, методик, рекомендаций, предложений, прогнозов
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
47.49.29 - Радиолокационные системы, станции; 47.45.29 - Антенны; 47.49.43 - Оптические системы локации; 47.05.17 - Методы приема и обработки сигналов; 47.49.41 - Акустические системы локации
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Другая техника и технологии
|
| Приоритеты научно-технического развития |
д) противодействие техногенным, биогенным, социокультурным угрозам, терроризму и экстремистской идеологии, деструктивному иностранному информационно-психологическому воздействию, а также киберугрозам и иным источникам опасности для общества, экономики и государства, укрепление обороноспособности и национальной безопасности страны в условиях роста гибридных угроз;
|
| Регистрационные номера |
ikrbs: {'card_list': [{'id': '4MOSPQ06M61QB9OTJGSB4JKY'}]}; nioktr: {'id': 'IG7W3203A4Q826BBLQNJQZ0W'}; nioktr: {'id': 'CJL1I0NE85A3BLCD10SUF1PK'}; nioktr: {'id': 'A5KATIXHR29XZO47J99A8T66'}; nioktr: {'id': 'GYGGJNH6TJGKYDZRBVRLWE5V'}; nioktr: {'id': 'AH0FYN2X5P9UFWD77AHE97QD'}; nioktr: {'id': 'MFTX6W7GRKOAZNIS1BBKFKYN'}; nioktr: {'id': 'WZL23HT4W5N96D0HJYGFTNI4'}; nioktr: {'id': 'X50P43T9WLSGUD8PAD9T7MC9'}; nioktr: {'id': '2A6FL1HLD4S8PD9A4LRAMZS9'}; nioktr: {'id': 'M9J28PPATYBI2BJNC7HQH0ZA'}; nioktr: {'id': 'DSMYDBA0U48WKR9HMD0VS42C'}; nioktr: {'id': 'R3YXJRVHZKQSK4GAXV6X6YWC'}; nioktr: {'id': 'ZQA92422KVSNX1IOMS1RM2AG'}; nioktr: {'id': 'PFWHYTKXG0JJGN4U6XKNRIW6'}; nioktr: {'id': '0IUJOP2OMHLG1IADHSSHOVOT'}; nioktr: {'id': 'J4ABLMMUVTF1I88M3JRESZAZ'}; nioktr: {'id': 'NMSIAZ8DAVQKYXOZ3KKUEIM5'}; nioktr: {'id': 'MRPHXX64ABFQ4TADY28GSS0Q'}; nioktr: {'id': 'MU21JTVJ3BGX1GB8U8LNTNVL'}
|
