Остання редакція: 2023-05-26
Тези доповіді
Розглянуто актуальне для Європи на період активного розгортання на її території воєнних протистоянь питання розмінування водойм, річок та морських рейдів і портів. Тільки у морських територіальних водах України та в акваторіях її прісноводних водойм і річок за рік війни ворогом встановлено до тисячі різноманітних мін. Розмінування українських водних просторів моря, водойм та річок -- важлива соціальна та економічна проблема, вирішення якої не терпить зволікання та очікування на повне завершення воєнних дій.
Мета роботи – розробка принципових схем оптимізації просторових переміщень пошукових розміновувальних суден та створення алгоритмів розрахунків уточнених координат просторового розташування плавучих, якірних та донних мін засобами кінематичного проектування.
Методологією проведення досліджень було застосування положень теорії відображення координат та траєкторій просторових переміщень рухомих об’єктів засобами нарисної геометрії із врахуванням специфіки та динамічних особливостей кінематичного проектування.
Розроблено принципову схему просторового розташування пошукових катерів-тралівників та БПЛА або допоміжних пошукових плавучих засобів при пошуку мін. Також встановлено математичні залежності для уточненого розрахунку координат виявлених мін на підставі даних застосованої теорії та схем кінематичного проектування. Для пошуку плавучих мін запропонована оптимальна траєкторія пошукових переміщень безпілотних літальних апаратів по спіралі Архімеда. Визначено оптимальну кількість літальних апаратів, що одночасно здійснюють пошуки плавучих мін. Як один із найдієвіших варіантів знешкодження мін запропоновано їх підривання боєзарядами, скинутими із літального безпілотника-ліквідатора.
Основним результатом дослідження є створення методики розрахунків уточнених координат пошуку плавучих, якірних та донних мін у поєднанні із оптимізацією траєкторій пошукових переміщень літальних та плавучих пошукових засобів по спіралі Архімеда. Цим забезпечується не тільки збільшення на 25-30% обстежених і розмінованих площ, а і пропорційна економія палива за рахунок зменшення обсягів переходів пошукових катерів-тралівників. Встановлено, що при швидкостях просторових переміщень пошукових літальних апаратів або допоміжних плавучих засобів 5÷5,5м/с, використовуючи запропоновану схему пошуку, можна щогодинно обстежувати до 6 квадратних кілометрів акваторії моря. При цьому можна зекономити до третини витрат вартісного палива завдяки зменшенню переміщень катера-тралівника.
Ivan Aftanaziv, Lilia Shevchuk, Inha Svidrak, Orysia Strogan, Lesia Strutynska
Abstract. The issue of demining reservoirs, rivers and sea raids and ports, which is relevant for Europe during the period of active deployment of military confrontations on its territory, is considered. Only in the maritime territorial waters of Ukraine and in the water areas of its freshwater reservoirs and rivers, during the year of the war, the enemy laid up to a thousand different mines. Demining of the Ukrainian water spaces of the sea, reservoirs and rivers is an important social and economic problem, the solution of which does not tolerate delay and waiting for the full end of hostilities.
The purpose of the work is the development of principle schemes for optimizing the spatial movements of search and mine clearance vessels and the creation of algorithms for calculating the precise coordinates of the spatial location of floating, anchor and bottom mines by means of kinematic design.
The research methodology was the application of the theory of mapping coordinates and trajectories of spatial movements of moving objects by means of graphic geometry, taking into account the specifics and dynamic features of kinematic design.
A schematic diagram of the spatial location of search trawlers and UAVs or auxiliary search floats when searching for mines has been developed. Mathematical dependencies have also been established for the precise calculation of the coordinates of detected mines based on the data of the applied theory and kinematic design schemes. For the search for floating mines, the optimal trajectory of search movements of unmanned aerial vehicles along the Archimedean spiral is proposed. The optimal number of aircraft that search for floating mines at the same time has been determined. As one of the most effective options for the disposal of mines, their detonation with warheads dropped from an aerial liquidator drone has been proposed.
The main result of the study is the creation of a methodology for calculating the refined coordinates of the search for floating, anchor and bottom mines in combination with the optimization of the trajectories of the search movements of aerial and floating search vehicles along the Archimedean spiral. This ensures not only a 25-30% increase in surveyed and demined areas, but also a proportional saving of fuel due to a reduction in the number of crossings of search trawlers. It has been established that at speeds of spatial movements of search aircraft or auxiliary floating means of 5÷5.5 m/s, using the proposed search scheme, it is possible to survey up to 6 square kilometers of sea water area every hour. At the same time, it is possible to save up to a third of the cost of expensive fuel due to the reduction of movements of the trawler boat.
Key words: search, floating, anchor or bottom mines, mine clearance, trawler boat, aircraft, drone, additional floating means, calculation, coordinates, kinematic design.