Наука и технологические разработки: статья

ПРОСТЕЙШАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ГЕНЕРАЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПРОПЕЛЛЕРАМИ МАЛОРАЗМЕРНЫХ МУЛЬТИКОПТЕРОВ
Д.А. Жарков
Р.А. Жостков
В.В. Гравиров
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Журнал: Наука и технологические разработки
Том: 102
Номер: 1
Год: 2023
Страницы: 19-39
УДК: 537.612.2
DOI: 10.21455/std2023.1-2
Ключевые слова: БПЛА, математическое моделирование, магнитное поле вращающегося заряда, магнитное поле пропеллера, магнитное поле БПЛА
Аннотация: Предложена простейшая математическая модель генерации магнитного поля пропеллерами летательных аппаратов в виде поля, создаваемого совокупностью точечных зарядов, движущихся по окружностям (несколько зарядов, движущихся вокруг одного центра, соответствуют одному пропеллеру, а вокруг разных центров – мультироторному летательному аппарату). Получена в аналитическом виде формула для напряженности магнитного поля, создаваемого системой таких зарядов. Построены пространственные распределения таких магнитных полей, а также спектры и диаграммы направленности генерируемых сигналов для разных параметров источников.
Список литературы: Алѐшин И.М., Иванов С.Д., Корягин В.Н., Передерин Ф.В., Холодков К.И. Прототип БПЛА для геофизических исследований // Наука и технологические разработки. 2019а. Т. 98, № 3.

С.20–31. https://doi.org/10.21455/std2019.3-2

Алѐшин И.М., Соловьѐв А.А., Алѐшин М.И., Сидоров Р.В., Соловьѐва Е.Н., Холодков К.И. Перспективы использования беспилотных летательных аппаратов в геомагнитных исследованиях // Наука и технологические разработки. 2019б. Т. 98, № 3. С.32–48. https://doi.org/10.21455/std2019.3-3

Балков Е.В., Дядьков П.Г., Позднякова О.А., Кулешов Д.А., Евменов Н.Д., Карин Ю.Г., Гоглев Д.А. Высокоточная магнитная съемка с использованием БПЛА при поиске и исследовании курганов археологического памятника Новая Курья в Западной Сибири // Вестник НГУ. Сер. Информационные технологии. 2019. Т. 17, № 4. С.5–12. https://doi.org/10.25205/1818-7900-2019-17-4-5-12

Бомбизов А.А., Петров А.Б., Лощилов А.Г. Исследование электромагнитного и акустического излучения беспилотных летательных аппаратов в области низких частот // Доклады ТУСУР. 2018. Т. 21, № 1. С.57–61. https://doi.org/10.21293/1818-0442-2018-21-1-57-61

Гущин М.Е., Зудин И.Ю., Коробков С.В., Костров А.В., Микрюков П.А., Привер С.Э., Стриковский А.В., Сысоев В.С. Параметры высоковольтных разрядов на лопастях винтов вертолета и создаваемых ими электромагнитных помех // Письма в ЖТФ. 2020. Т. 46, № 2. С.19–21. https://doi.org/10.21883/PJTF.2020.02.48946.18063

Елохин А.П. Нетрадиционные методы радиационного контроля радиоактивного загрязнения окружающей среды // Ядерные измерительно-информационные технологии. 2013. № 1 (45). С.62–95.

Имянитов И.М. Электризация самолетов в облаках и осадках. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 210 с.

Калашник А.И., Запорожец Д.В., Калашник Н.А. Многоуровневая система мониторинга гидротехнических сооружений горнопромышленных предприятий и гидроэнергетики Мурманской области // Вестник КНЦ РАН. 2019. Т. 11, № 2. С.45–53. https://doi.org/10.25702/KSC.2307-5228.2019.11.2.45-53

Калиберда И.В., Брюхань Ф.Ф. Дистанционные измерения радиационного загрязнения территорий с помощью беспилотного дозиметрического комплекса // Вестник МГСУ. 2012. № 4. С.186–194.

Керимов И.А., Эзирбаев Т.Б. Использование мультиспектральной съемки при наблюдении за состоянием лесного покрова Земли // Геология и геофизика Юга России. 2022. Т. 12, № 3.

С.182–194. https://doi.org/10.46698/VNC.2022.58.33.001

Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики. Т. 2: Электричество и магнетизм. Изд. 12-е. М.: Физматлит, 2001. 410 с.

Мельников Н.Н., Калашник А.И., Калашник Н.А., Запорожец Д.В. Комплексная многоуровневая система геомониторинга природно-технических объектов горнодобывающих комплексов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2018. № 4. С.3–10. https://doi.org/10.15372/FTPRPI20180401 Михаленко Е.Б., Беляев Н.Д., Боголюбова А.А., Вилькевич В.В., Загрядская Н.Н., Ковязин А.В. Инженерная геодезия. Использование современного оборудования для решения геодезических задач. СПб.: СПбГПУ, 2014. 98 с.

Овсюченко А.Н., Собисевич А.Л., Ляменков М.В., Жостков Р.А. Новые данные о сильных землетрясениях в Арктической зоне Российской Федерации по результатам геологогеофизических исследований на острове Белуха // Докл. РАН. 2021. Т. 499, № 1. С.60–64. https://doi.org/10.31857/S2686739721070070

Овсюченко А.Н., Едемский Д.Е., Жостков Р.А. Активная тектоника восточной Арктики: новые данные геолого-геофизических исследований на мысе Фомы (запад острова Врангеля) // Геотектоника. 2022. № 3. С.3–19. https://doi.org/10.31857/S0016853X22030055

Ознамец В.В., Белоконев Г.В., Дрыга Д.О., Мочалов А.В. Выполнение инженерно-геодезических изысканий для реконструкции берегов канала имени Москвы с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) // Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в Российской Федерации: Материалы докладов 14-й Общероссийской научно-практической конференции и выставки изыскательских организаций, Москва, 11–14 декабря 2018 г. М.: Геомаркетинг, 2018. С. 678–685.

Палѐнов А.Ю., Черкасов С.В., Стерлигов Б.В., Золотая Л.А., Коснырева М.В. Изучение магнитного поля беспилотного летательного аппарата (БПЛА) с целью создания аппаратного комплекса для аэромагнитной съемки // Инженерная, угольная и рудная геофизика-2015. Современное состояние и перспективы развития: Материалы конференции, Сочи, 28 сентября – 2 октября 2015 г. М.: ЕАГО, 2015. С.175–177.

Подрезов Ю.В. Особенности применения беспилотных летательных аппаратов для мониторинга чрезвычайных лесопожарных ситуаций // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2019. № 3. С.64–72.

Руденко О.В., Собисевич Л.Е., Собисевич А.Л. Электромагнитное поле вращающегося воздушного винта // Доклады Академии наук. 1996. Т. 351, № 2. С.260–263.

Рудик Е.А., Гура Д.А. Проведение топографической съемки с применением спутниковых систем и электронных тахеометров // Науки о земле на современном этапе: Материалы IV Международной научно-практической конференции, Москва, 25 апреля 2012 г. М.: Спутник+, 2012. С.118–120.

Фирсов А.П., Злыгостев И.Н., Дядьков П.Г., Савлук А.В., Вайсман П.А., Вальд А.К., Шеремет А.С., Евменов Н.Д. Применение высокочастотного магнитометра для лѐгких БПЛА при геолого-геофизическом изучении трубок взрыва // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2015. Т. 2, № 2. С.299–304. Харичкин М.В. Компенсация магнитных свойств летательных аппаратов // Вестник КРАУНЦ. Сер. Науки о Земле. 2007. № 2 (10). С.133–137.

Хахулина Н.Б., Нестеренко И.В. Возможности технологий лазерного сканирования для получения геопространственных данных // Модели и технологии природообустройства (региональный аспект). 2018. № 1 (6). С.141–149.

Холодков К.И., Иванов С.Д., Алѐшин И.М., Передерин Ф.В., Корягин В.Н., Холодков И.Н., Алѐшин М.И., Матвеев М.А., Морозов Ю.А. Опыт применения беспилотных летательных аппаратов для построения цифровой модели рельефа // Наука и технологические разработки.

2021. Т. 100, № 4. С.44–56. https://doi.org/10.21455/std2021.4-4 Швед Ю.В. Перспективы и трудности применения беспилотных летательных аппаратов в сельском хозяйстве // Качество и жизнь. 2018. № 4 (20). С.374–381.

Шевченко А.В., Мигачев А.Н. Обзор состояния мирового рынка беспилотных летательных аппаратов и их применения в сельском хозяйстве // Робототехника и техническая кибернетика. 2019. Т. 7, № 3. С.183–195. https://doi.org/10.31776/RTCJ.7303

Floreano D., Wood R.J. Science, technology and the future of small autonomous drones // Nature.

2015. V. 521. P.460–466. https://doi.org/10.1038/nature14542

Generic risk assessment 4.5: working with helicopters. London: TSO, 2010. 27 p.

Hassanalian M., Abdelkefi A. Classifications, applications, and design challenges of drones: A review // Progr. Aerospace Sci. 2017. V. 91. P.99–131. https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2017.04.003

Sathyamoorthy D. A review of security threats of unmanned aerial vehicles and mitigation steps // J. Def. Secur. 2015. V. 6, N 1. P. 81–97.