<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">mireabulletin</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Russian Technological Journal</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Russian Technological Journal</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2782-3210</issn><issn pub-type="epub">2500-316X</issn><publisher><publisher-name>RTU MIREA</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.32362/2500-316X-2024-12-4-40-50</article-id><article-id custom-type="edn" pub-id-type="custom">ECAQGY</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">mireabulletin-961</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>РОБОТИЗИРОВАННЫЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ. ТЕХНОЛОГИИ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MULTIPLE ROBOTS (ROBOTIC CENTERS) AND SYSTEMS. REMOTE SENSING AND NON-DESTRUCTIVE TESTING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Расчет основных эксплуатационных характеристик привязной высотной системы корабельного базирования</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Calculation of the main operational characteristics of a tethered high-altitude ship-based system</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0003-2926-718X</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Давлюд</surname><given-names>И. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Dawlyud</surname><given-names>I. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Давлюд Игорь Игоревич, к.т.н., докторант, кафедра артиллерийского и зенитного ракетного вооружения надводных кораблей</p><p>236022, Калининград, Советский пр-т, 82</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Igor I. Dawlyud, Cand. Sci. (Eng.), Doctoral Student, Department of Artillery and Anti-Aircraft Missile Armament of Surface Ships</p><p>82, Sovetsky pr., Kaliningrad, 236022</p></bio><email xlink:type="simple">sawefew2@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Балтийское высшее военно-морское училище имени адмирала Ф.Ф. Ушакова</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Admiral F.F. Ushakov Baltic Higher Naval School</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>05</day><month>08</month><year>2024</year></pub-date><volume>12</volume><issue>4</issue><elocation-id>40–50</elocation-id><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Давлюд И.И., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Давлюд И.И.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Dawlyud I.I.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.rtj-mirea.ru/jour/article/view/961">https://www.rtj-mirea.ru/jour/article/view/961</self-uri><abstract><p>Цели. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) активно применяются во многих военных и гражданских областях: мониторинг критических объектов, телекоммуникации, радиолокация, фото- и видеосъемка, картографирование и др. Основным недостатком автономных БПЛА является ограниченное время функционирования. Длительное функционирование БПЛА на кораблях могут обеспечить привязные высотные системы (ПВС), в которых электропитание двигателей и аппаратуры полезной нагрузки осуществляется от бортового источника энергии по тонкому кабель-тросу. Цель работы – выбор и обоснование облика ПВС, расчет необходимых эксплуатационных характеристик.Методы. В работе используются методы системного и функционального анализа параметров привязной системы, методы и модели теории отношений и измерения.Результаты. Рассмотрены вопросы проектирования и реализации нового поколения ПВС корабельного базирования. На основе существующих привязных платформ определен рациональный тип аэродинамической схемы БПЛА. Определена и обоснована оптимальная архитектура привязной системы, представлен ее облик и решение по размещению на корабле, а также описана ее работа. Выбраны и рассчитаны основные исходные параметры для проектирования высотных систем, такие как взлетная масса, оптимальная высота подъема, максимальная необходимая мощность для функционирования, структура системы передачи энергии, время развертывания и подъема на расчетную высоту.Выводы. Представленная в статье методология расчета необходимых характеристик позволяет использовать ее для разработки и оценки ПВС. Данные системы способны выполнять различный спектр задач, при этом не требуя отдельного места хранения и запуска, что особенно актуально в корабельных условиях. Представленная система имеет значительные преимущества перед известными аналогами. </p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Objectives. Currently, UAVs are actively used in many military and civilian fields such as object surveillance, telecommunications, radar, photography, video recording, and mapping, etc. The main disadvantage of autonomous UAVs is their limited operating time. The long-term operation of UAVs on ships can be ensured by tethered high-altitude systems in which the power supply of engines and equipment is provided from the onboard energy source through a thin cable tether. This paper aims to select and justify the appearance of such system, as well as to calculate the required performance characteristics.Methods. The study used methods of systemic and functional analysis of tethered system parameters, as well as methods and models of the theory of relations and measurement.Results. The issues of design and implementation of new generation tethered high-altitude ship-based systems were considered. A rational type of aerodynamic design for unmanned aerial vehicles was determined based on existing tethered platforms. The optimal architecture of the tethered system was defined and justified. The paper presents the appearance and solution for placement onboard the ship, and describes its operation. The main initial parameters for designing high-altitude systems such as take-off weight, optimal lift altitude, maximum power required for operation, structure of the energy transfer system, as well as deployment and lift time to the design altitude were selected and calculated.Conclusions. The methodology for calculating the necessary characteristics described in the paper can be used for developing and evaluating tethered high-altitude systems. These systems are capable of performing a wide range of tasks, without requiring a separate storage and launch location, which is especially important in the ship environment. The system presented herein possesses significant advantages over well-known analogues.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>привязная высотная платформа</kwd><kwd>беспилотный аппарат</kwd><kwd>мощность</kwd><kwd>передача энергии</kwd><kwd>корабль</kwd><kwd>транспортно-пусковой контейнер</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>tethered high-altitude platform</kwd><kwd>unmanned aerial vehicle</kwd><kwd>power</kwd><kwd>energy transfer</kwd><kwd>ship</kwd><kwd>transport and launch container</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Khofiyah N.A., Maret S., Sutopo W., Nugroho B.D.A. Goldsmith’s Commercialization Model for Feasibility Study of Technology Lithium Battery Pack Drone. In: 2018 5th International Conference on Electric Vehicular Technology (ICEVT). IEEE; 2018. P. 147–151. https://doi.org/10.1109/ICEVT.2018.8628439</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khofiyah N.A., Maret S., Sutopo W., Nugroho B.D.A. Goldsmith’s Commercialization Model for Feasibility Study of Technology Lithium Battery Pack Drone. In: 2018 5th International Conference on Electric Vehicular Technology (ICEVT). IEEE; 2018. P. 147–151. https://doi.org/10.1109/ICEVT.2018.8628439</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Zikou L., Papachristos C., Tzes A. The Power-over-Tether system for powering small UAVs: Tethering-line tension control synthesis. In: Proceedings of the 2015 23rd Mediterranean Conference on Control and Automation (MED). IEEE; 2015. Р. 681–687. https://doi.org/10.1109/MED.2015.7158825</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zikou L., Papachristos C., Tzes A. The Power-over-Tether system for powering small UAVs: Tethering-line tension control synthesis. In: Proceedings of the 2015 23rd Mediterranean Conference on Control and Automation (MED). IEEE; 2015. Р. 681–687. https://doi.org/10.1109/MED.2015.7158825</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Соловьева В.В., Шаров С.Н. Судовые взлетные и посадочные устройства беспилотных летательных аппаратов. Морской вестник. 2015;1(53):65–69. URL: https://www.elibrary.ru/tjxpif</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Solovyeva V.V., Sharov S.N. Shipping take-off and alighting gears of unmanned flying vehicles. Morskoy Vestnik. 2015;1(53):65–69 (in Russ.). Available from URL: https://www.elibrary.ru/tjxpif</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вишневский В.М. Методы и алгоритмы проектирования и реализации привязных высотных беспилотных телекоммуникационных платформ. В сб.: XIII Всероссийское совещание по проблемам управления: Сборник трудов. (ВСПУ – 2019). М.: Институт проблем управления; 2019. С. 40–42. URL: https://vspu2019.ipu.ru/proceedings/0040.pdf</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vishnevskii V.M. Methods and algorithms for designing tethered high-altitude unmanned telecommunication platforms. In: The 13th All-Russian Conference on Management Problems: Collection of Proceedings. (VSPU 2019). Moscow: Institute of Control Science RAS; 2019. P. 40–42 (in Russ.). Available from URL: https://vspu2019.ipu.ru/proceedings/0040.pdf</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ботов М.И., Вяхирев В.А. Основы теории радиолокационных систем и комплексов. Красноярск: Сиб. федер. ун-т; 2013. 530 с. URL: https://vii.sfu-kras.ru/images/libs/Osnovi_teorii.pdf</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Botov M.I., Vyakhirev V.A. Osnovy teorii radiolokatsionnykh sistem i kompleksov (Fundamentals of the Theory of Radar Systems and Complexes). Krasnoyarsk: Siberian Federal University; 2013. 530 p. (in Russ.). Available from URL: https://vii.sfu-kras.ru/images/libs/Osnovi_teorii.pdf</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вишневский В.М., Ширванян А.М., Бряшко Н.Н. Расчет необходимой мощности для функционирования привязной беспилотной платформы в условиях турбулентной атмосферы. Информационные технологии и вычислительные системы. 2020;3:71–84. https://doi.org/10.14357/20718632200307</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vishnevsky V.M., Shirvanyan A.M., Bryashko N.N. Calculation of the required power for the operation of a tethered unmanned platform in a turbulent atmosphere. Informatsionnye tekhnologii i vychislitel’nye sistemy = Journal of Information Technologies and Computing Systems. 2020;3:71–84 (in Russ.). https://doi.org/10.14357/20718632200307</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лопухов А.А., Осипов Ю.Н., Ершов В.И., Симанов С.Е. Особенности формирования полезной нагрузки и технического облика беспилотной авиационной системы ретрансляции сигналов управления для наземных робототехнических комплексов. Актуальные вопросы пожарной безопасности. 2022;2(12):33–40. https://doi.org/10.37657/vniipo.avpb.2022.40.70.004</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lopukhov A.A., Osipov YU.N., Ershov V.I., Simanov S.E. Formation features of effective load and technical characteristics of unmanned aircraft system of signal retranslation for ground-robotic systems control. Aktual’nye voprosy pozharnoi bezopasnosti = Current Fire Safety Issues. 2022;2(12):33–40 (in Russ.). https://doi.org/10.37657/vniipo.avpb.2022.40.70.004</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Wang G., Samarathunga W., Wang S. Uninterruptible Power Supply Design for Heavy Payload Tethered Hexaroters. Int. J. Emerging Eng. Res. Technol. 2016;4(2):16–21.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Wang G., Samarathunga W., Wang S. Uninterruptible Power Supply Design for Heavy Payload Tethered Hexaroters. Int. J. Emerging Eng. Res. Technol. 2016;4(2):16–21.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вишневский В.М., Ширванян А.М., Тумченок Д.А. Математическая модель динамики функционирования привязной высотной телекоммуникационной платформы в условиях турбулентной атмосферы. В сб.: Распределительные компьютерные и телекоммуникационные сети: управление, вычисление, связь. Материалы 21 Международной научной конференции DCCN-2018. М.: РУДН; 2018. С. 402–414.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vishnevsky V.M., Shirvanyan A.M., Tumchenok D.A. Mathematical model of the dynamics of functioning of a tethered high-altitude telecommunications platform in a turbulent atmosphere. In: Distributed Computer and Communication Networks: Control, Computation, Communications. Proceedings of the 21st International Scientific Conference DCCN 2018. Moscow: RUDN University; 2018. P. 402–414 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Меркин Д.Р. Введение в механику гибкой нити. М.: Наука; 1980. 240 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Merkin D.R. Vvedenie v mekhaniku gibkoi niti (Introduction to Flexible Filament Mechanics). Moscow: Nauka; 1980. 240 p. (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Tognon M., Franchi A. Theory and Applications for Control of Aerial Robots in Physical Interaction Through Tethers. Part of the book series: Springer Tracts in Advanced Robotics. (STAR, vol. 140). Cham, Switzerland: Springer; 2021. 156 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tognon M., Franchi A. Theory and Applications for Control of Aerial Robots in Physical Interaction Through Tethers. Part of the book series: Springer Tracts in Advanced Robotics. (STAR, vol. 140). Cham, Switzerland: Springer; 2021. 156 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вишневский В.М., Тумченок Д.А., Ширванян А.М. Оптимальная структура высоковольтного кабеля для передачи энергии с земли на борт привязной высотной беспилотной телекоммуникационной платформы. В сб.: Распределительные компьютерные и телекоммуникационные сети: управление, вычисление, связь. Материалы 20 Международной научной конференции DCCN-2017. М.: Техносфера; 2017. С. 197–205.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vishnevsky V.M., Tumchenok D.A., Shirvanyan A.M.M. Optimal structure of a high-voltage cable for transmitting energy from the ground to a tethered high-altitude unmanned telecommunications platform. In: Distributed Computer and Communication Networks: Control, Computation, Communications. Proceedings of the 20 International Scientific Conference DCCN 2017. Moscow: Tekhnosfera; 2017. P. 197–205 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Герасимов В.А., Комлев А.В., Найденко Н.А., Филоженко А.Ю. Исследование и разработка системы энергообеспечения привязного подводного робота с модернизированным источником электропитания. Подводные исследования и робототехника. 2021;3(37):82–89. https://doi.org/10.37102/1992-4429_2021_37_03_08</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gerasimov V.A., Komlev A.V., Naidenko N.A., Filozhenko A.Yu. Research and development of an energy supply system for a tethered underwater robot with an upgraded power source. Podvodnye issledovaniya i robototekhnika = Underwater Investigations and Robotics. 2021;3(37):82–89 (in Russ.). https://doi.org/10.37102/1992-4429_2021_37_03_08</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Масюков М.В., Лукашов П.П. Привязная мониторинговая платформа с системой питания: пат. № 2724509 РФ. Заявка № 2019106709; заявл. 11.03.2019: опубл. 23.06.2020.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Masyukov M.V., Lukashov P.P. Tethered Monitoring Platform with Power System: RF Pat. 2724509. Publ. 2020.06.23 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ахобадзе Г.Н. Система электроснабжения привязного летательного аппарата: пат. № 2782805 РФ. Заявка № 2022116012: заявл. 14.06.2022: опубл. 02.11.2022.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Akhobadze G.N. Electrical Supply System for Tethered Aircraft: RF Pat. 2782805. Publ. 2022.11.02 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вишневский В.М., Терещенко Б.Н., Тумченок Д.А., Ширванян А.М. Сравнительный анализ вариантов построения проводной системы передачи энергии земля–борт для привязных высотных телекоммуникационных платформ. В сб.: Распределительные компьютерные и телекоммуникационные сети: управление, вычисление, связь. Материалы 21 Международной научной конференции DCCN-2018. М.: РУДН; 2018. С. 387–401.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vishnevsky V.M., Tereshchenko B.N., Tumchenok D.A., Shirvanyan A.M. Comparative analysis of options for constructing a wired ground-to-air power transmission system for tethered high-altitude telecommunication platforms. In: Distributed Computer and Communication Networks: Control, Computation, Communications. Proceedings of the 21st International Scientific Conference DCCN 2018. Moscow: RUDN University; 2018. P. 387–401 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Нгуен Т.Л., Кузин Н.А., Юрков Н.К. К проблеме формирования облика перспективных беспилотных летательных аппаратов. Надежность и качество сложных систем. 2022;1(37):55–66. https://doi.org/10.21685/2307-4205-2022-1-7</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nguen T.L., Kuzin N.A., Yurkov N.K. On the problem of forming the appearance of promising unmanned aerial vehicles. Nadezhnost’ i kachestvo slozhnykh system = Reliability and Quality of Complex Systems. 2022;1(37):55–66 (in Russ.). https://doi.org/10.21685/2307-4205-2022-1-7</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
