Размещение бортового оборудования в пространстве фюзеляжа беспилотного летательного аппарата с применением генетического алгоритма

Современный этап развития беспилотных авиационных комплексов характеризуется широким внедрением автоматизированных и интеллектуальных электронных систем. Одним из наиболее сложных и ответственных этапов разработки беспилотных летательных аппаратов является определение оптимальных мест размещения бортового оборудования в пространстве фюзеляжа. Для решения этой задачи в работе предложен подход для определения оптимальных мест инсталляции бортового оборудования в пространстве фюзеляжа беспилотного летательного аппарата. Подход основан на применении генетического алгоритма. Сформулирована содержательная и математическая постановка задачи по определению оптимальных мест инсталляции бортового оборудования в пространстве фюзеляжа беспилотного летательного аппарата. Разработаны критерии и ограничения. В качестве критериев оптимизации в первую очередь рассматриваются критерии электромагнитной совместимости, которые характеризуются минимизацией чувствительности бортового оборудования над уровнем напряженности электромагнитного поля в местах инсталляции бортового оборудования, а также ограничение на превышение порогового уровня восприимчивости бортового оборудования над электромагнитной обстановкой, сложившейся в результате электромагнитных воздействий или взаимодействий. Дополнительно рассматриваются критерии по минимизации общей взвешенной длины кабельных соединений, и ограничивается максимальная грузоподъемность отсеков фюзеляжа беспилотного летательного аппарата. Разработан план инсталляции бортового оборудования в пространстве фюзеляжа с использованием разработанной программы, реализующей генетический алгоритм.

1. Кириллов В.Ю., Фуентес Р.К. Алгоритм проектирования бортовой кабельной сети подвижных объектов с учетом электромагнитной совместимости. Технологии электромагнитной совместимости. 2008;(2):47–50.

2. Gainutdinov R.R., Chermoshentsev S.F. Methodology for Studying the Electromagnetic Resistance of Technical Systems under External Electromagnetic Effect from Several Sources. Russian Aeronautics. 2023;66(2):146–153. DOI: 10.3103/S1068799823010208.

3. Gaynutdinov R.R., Chermoshentsev S.F. Metaelement Parameters Optimization for Creation Metamaterial with Given Electromagnetic Properties. In: 2021 International Russian Automation Conference, RusAutoCon 2021, 05-11 September 2021, Sochi, Russia. IEEE; 2021. p. 775–779.

4. Averin S.V., Kirillov V.Yu., Mashukov E.V., Reznikov S.B., Shevtsov D.A. Ensuring the electromagnetic compatibility of onboard cables for unmanned aerial vehicles. Russian Aeronautics. 2017;60(3):442–446. DOI: 10.3103/S1068799817030175.

5. Gainutdinov R.R., Chermoshentsev S.F. Methodology to ensure the intrasystem electromagnetic compatibility of UAV avionics. Russian Aeronautics. 2016;59(4):613–618. DOI: 10.3103/S1068799816040279.

6. Гладков Л.А., Курейчик В.В., Курейчик В.М. Генетические алгоритмы. М.: Физматлит; 2006. 320 с.

7. Belousov A.O., Gazizov T.T., Gazizov T.R. Multicriteria optimization of four-conductor modal filter by genetic algorithms. In: 2017 International Multi-Conference on Engineering, Computer and Information Sciences (SIBIRCON), 18-22 September 2017, Novosibirsk, Russia. IEEE; 2017. p. 445–448.

8. Suzdaltsev I.V., Chermoshencev S.F., Bogula N.Yu. Bionic algorithms for multi-criteria design of electronic equipment printed circuit board. In: 2017 XX IEEE International Conference on Soft Computing and Measurements (SCM), 24-26 May 2017, Saint-Petersburg, Russia. IEEE; 2017. p. 394−396.

9. Tsarev I.V. Planning the aircraft cable assembly lines, taking into account intersystem electromagnetic compatibility. In: IEEE 6th International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Ecology, 21-24 June 2005, Saint-Petersburg, Russia. IEEE; 2005. p. 163−166.