Методика расчетной оценки границ слышимости винтовых беспилотных воздушных судов

Авиационная и ракетно-космическая техника

Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов


DOI: 10.34759/vst-2021-2-20-36

Авторы

Мошков П. А. 1*, Самохин В. Ф. 2**

1. «Региональные самолеты» - филиал Корпорации «Иркут», ул. Ленинская Слобода, 26, с. 5, Москва, 115280, Россия
2. Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского, ЦАГИ, ул. Жуковского, 1, Жуковский, Московская область, 140180, Россия

*e-mail: moshkov89@bk.ru, p_moshkov@ssj.irkut.com
**e-mail: samohin_vf@mail.ru

Аннотация

Рассмотрена проблема шума на местности винтовых беспилотных воздушных судов специального и гражданского назначения. Предложен новый подход к оценке шума на местности винтовых беспилотных воздушных судов и разработана методика расчетной оценки границ их слышимости. Представлен пример расчетной оценки координат границ зоны акустической заметности для винтового беспилотного воздушного судна самолетного типа с поршневым двигателем. Рассмотрена классификация беспилотных воздушных судов взлетной массой до 600 кг.

Ключевые слова:

беспилотное воздушное судно, шум на местности, слышимость, акустическая заметность

Библиографический список

  1. Евдокимов И.Е., Филиппов Г.С., Яковлев А.А. Проблемы снижения тепловой заметности двигателей ЛА // Научно-технический вестник Поволжья. 2012. № 6. С. 223–227.

  2. Николаенко В.С., Филиппов Г.С., Ященко Б.Ю. Проблемы снижения тепловой заметности двигателя летательного аппарата // Вестник Московского авиационного института. 2014. Т. 21. № 4. С. 109–114.

  3. Зайцев А.В., Амозов Е.В., Митрофанов Д.Г. и др. Радиолокационное устройство обнаружения беспилотных летательных аппаратов. Патент RU 136192 U1. Бюл. № 36, 27.12.2013.

  4. Разиньков С.Н., Баранов С.О., Разинькова О.Э. Анализ диаграмм направленности и бистатического рассеяния линейных антенных решеток беспилотного летательного аппарата со сниженной радиолокационной заметностью // Радиотехника. 2020. Т. 84. № 5(10). С. 43–52. DOI: 10.18127/j00338486-202005(10)-05

  5. Сапронов Д.И., Каменский И.В. Метод одновременного оценивания дальностей и скоростей целей в РЛС ближнего действия // Электросвязь. 2019.№ 8. С. 34–42.

  6. Мошков П.А., Остриков Н.Н., Самохин В.Ф. О проблеме шума на местности винтовых беспилотных летательных аппаратов // Труды Всероссийской акустической конференции: Сборник трудов III Всероссийской акустической конференции (21-25 сентября 2020; Санкт-Петербург). – СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2020. С. 582–588.

  7. Руденко О.В., Гусев В.А. Движущийся объект: спектры сигналов пассивной, активной локации и переходное излучение // Акустический журнал. 2020. Т. 66. № 6. С. 599–609. DOI: 10.31857/S032079192006009X

  8. Kartashov V.M., Oleynikov V.N., Sheyko S.A., Babkin S.I., Korytsev I.V., Zubkov O.V. Peculiarities of small unmanned aerial vehicles detection and recognition // Telecommunications and Radio Engineering. 2019. Vol. 78. No. 9, pp. 771–781. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v78.i9.30

  9. Афанасьева Е.М., Понькин В.А., Семенякин А.Ю. Устройство снижения оптической заметности летательных аппаратов. Патент RU 2327099 C1. Бюл. № 17, 20.06.2008.

  10. Карташов В.М., Олейников В.Н., Шейко С.А. и др. Особенности обнаружения и распознавания малых беспилотных летательных аппаратов // Радиотехника. 2018. № 195. С. 235–243.

  11. Guo J., Ahmad I., Chang K. Classification, positioning, and tracking of drones by HMM using acoustic circular microphone array beamforming // EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking. 2020. No. 9, 19 p. DOI: 10.1186/s13638-019-1632-9

  12. Yamada T., Itoyama K., Nishida K., Nakadai K. 3D Sound Source Tracking for Drones Using Direction Likelihood Integration // QUIET DRONES: International e-Symposium on UAV/UAS Noise (19-21 October 2020; FNTP, Paris, France), 7 p.

  13. Insausti X., Hogstad B.O., Pa#tzold M. Modelling and Simulation of Ego-Noise of Unmanned Aerial Vehicles // 2020 IEEE 91st Vehicular Technology Conference – VTC2020-Spring (25-28 May 2020; Antwerp, Belgium, Belgium). DOI: 10.1109/VTC2020-Spring48590.2020.9128572

  14. Qayyum, A., Hassan, K., Anika A. et al. DOANet: a deep dilated convolutional neural network approach for search and rescue with drone-embedded sound source localization // Eurasip Journal on audio, speech and music processing. 2020. No. 16. DOI: 10.1186/s13636-020-00184-2

  15. Cabrera-Ponce1 A.A., Martinez-Carranza1 J., Rascon C. Detection of nearby UAVs using a multi-microphone array on board a UAV // International Journal of Micro Air Vehicles. 2020. Vol. 12. DOI: 10.1177/1756829320925748

  16. Furukawa K., Okutani K., Nagira K., Otsuka T., Itoyama K., Nakadai K., Okuno H.G. Noise correlation matrix estimation for improving sound source localization by multirotor UAV // IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. (3-7 November 2013; Tokyo, Japan), pp. 3943–3948. DOI: 10.1109/IROS.2013.6696920

  17. Blanchard T., Thomas J.H. UAV’s localization from a microphone array by exploiting the harmonic structure of the sound produced // QUIET DRONES: International e-Symposium on UAV/UAS Noise (19-21 October 2020; FNTP, Paris, France), 10 p.

  18. Go Y., Choi J.S. Signal-to-Noise Ratio Enhancement Method for Improving Sound Source Detection of Drone-mounted Phased Microphone Array // QUIET DRONES: International e-Symposium on UAV/UAS Noise (19-21 October 2020; FNTP, Paris, France), 8 p.

  19. Борзов А.Б., Лихоеденко К.П., Павлов Г.Л. и др. Нейросетевая адаптивная система распознавания объектов по их акустическим излучениям // Патент RU 2513719 C1. Бюл. № 11, 20.04.2014.

  20. Blass M., Graf F. A Real-Time System for Joint Acoustic Detection and Localization of UAVs // QUIET DRONES: International e-Symposium on UAV/UAS Noise (19-21 October 2020; FNTP, Paris, France), 18 p.

  21. Мошков П.А., Самохин В.Ф. Экспериментальное определение роли поршневого двигателя в суммарном шуме силовой установки легкого винтового самолета // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 2. С. 50–61.

  22. Мошков П.А., Самохин В.Ф. Методы снижения шума и заметности беспилотных летательных аппаратов с винтомоторной силовой установкой // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 1. С. 38–48.

  23. Мошков П.А., Самохин В.Ф. Проблемы проектирования легких винтовых самолетов с учетом требований по шуму на местности // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 1. С. 19-34. DOI: 10.34759/vst-2021-1-19-34

  24. Беляев И.В., Валиев А.В., Мошков П.А., Остриков Н.Н. Исследование акустических характеристик беспилотного летательного аппарата «Птеро-G0» в заглушенной камере АК-2 // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 4. С. 52–62.

  25. Moshkov P., Ostrikov N., Samokhin V., Valiev A. Study of Ptero-G0 UAV Noise with Level Flight Conditions // 25th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference (20-23 May 2019; Delft, The Netherlands). AIAA 2019-2514. DOI: 10.2514/6.2019-2514

  26. Самохин В.Ф., Остроухов С.П., Мошков П.А. Экспериментальное исследование источников шумности беспилотного летательного аппарата с винто-кольцевым движителем в толкающей компоновке // Труды МАИ. 2013. № 70. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=44459

  27. Pinel Lamotte L., Baron V., Bouley S. UAV detection from acoustic signature: requirements and state of the art // QUIET DRONES: International e-Symposium on UAV/UAS Noise (19-21 October 2020; FNTP, Paris, France), 13 p.

  28. EDIDP-CUAS-2020 (European Defence Industrial Development Programme), https://ec.europa.eu/info/funding-tenders/opportunities/portal/screen/opportunities/topicdetails/edi...

  29. Wieland M., Liebsch R., Vyshnevskyy M. Noise requirements of Unmanned Aircraft due to European Regulation 2019/945 // QUIET DRONES: International e-Symposium on UAV/UAS Noise (19-21 October 2020; FNTP, Paris, France), 8 p.

  30. Commission delegated regulation (EU) 2019/945 of 12 March 2019 on unmanned aircraft systems and on third-country operators of unmanned aircraft systems (OJ L 152, p.1); amended by Commission delegated regulation (EU) 2020/1058 of 27 April 2020.

  31. Commission implementing regulation (EU) 2019/947 of 24 May 2019 on the rules and procedures for the operation of unmanned aircraft (OJ L 152, p.45); amended by Commission implementing regulation (EU) 2020/639 of 12 May 2020 and Commission implementing regulation (EU) 2020/746 of 4 June 2020.

  32. ГОСТ Р ИСО 3744-2013 Акустика. Определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Технический метод в существенно свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью. – М.: Стандартинформ, 2014. – 109 с.

  33. Мошков П.А. Прогнозирование и снижение шума на местности легких винтовых самолетов: Дис. канд. техн. наук. – М.: МАИ, 2015. – 143 с.

  34. Мошков П.А., Самохин В.Ф., Яковлев А.А. Выбор критерия слышимости беспилотных летательных аппаратов с винтомоторной силовой установкой // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2018. № 2. С 3–9.

  35. Кажан В.Г., Мошков П.А., Самохин В.Ф. Природный фон при проведении акустических испытаний самолетов на аэродроме базирования малой авиации // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2015. № 7. С. 146-170. DOI: 10.7463/0715.0782827

  36. Дмитриев В.Г., Самохин В.Ф. Комплекс алгоритмов и программ для расчета шума самолетов на местности // Ученые записки ЦАГИ. 2014. Т. 45. № 2. С. 137–157.

  37. Мошков П.А., Самохин В.Ф. Исследование влияния зазора между толкающим воздушным винтом и крылом на уровень шума легкого самолета на местности // Ученые записки ЦАГИ. 2016. Т. 47.№ 6. С. 55–60.

  38. Мошков П.А., Самохин В.Ф. Интегральная модель шума силовой установки легкого винтового самолета // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т.23. № 4. С. 36–44.

  39. Дмитриев В.Г., Самохин В.Ф., Маслова Н.П. Влияние компоновки силовой установки на уровни шума на местности дозвукового самолета // Полет. Общероссийский научно-технический журнал. 2019. № 8. С. 3–21.

  40. Ostrikov N.N., Denisov S.L. Mean flow effect on shielding of noncompact aviation noise sources // 22nd AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference (30 May – 1 June 2016; Lyon, France). AIAA 2016-3014. DOI: 10.2514/6.2016-3014

  41. Мошков П.А. Исследование вихревого шума вращающихся лопастей // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2020. № 2(89). С. 85–98. DOI: 10.18698/1812-3368-2020-2-85-98

  42. Власов Е.В., Самохин В.Ф. Исследование аэродинамического шума планеров // Акустический журнал. 1977. Т. 23. № 4. С. 550–556.

  43. Molin N. Airframe noise modeling and prediction // CEAS Aeronautical Journal. 2019. Vol. 10. No. 1. pp. 11-29. DOI: 10.1007/s13272-019-00375-4

  44. Афанасьев В.А., Дегтярев Г.Л., Мещанов А.С. Формирование программных пространственных траекторий полета беспилотных летательных аппаратов // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2017. № 3. С. 29–37.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2021