Белов Дмитрий Владимирович, аспирант
127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49
Dmitriy V. Belov, postgraduate student
49 Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434
Андреев Сергей Андреевич, канд. техн. наук, доцент
127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49
Sergey A. Andreev, CSc (Eng), Associate Professor
49 Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434
В некоторых технологических процессах АПК беспилотное летательное средство (БПЛС) осуществляет доставку удобрений, средств защиты растений, воды и водных растворов. Сброс груза может контролироваться микропроцессором, установленным на БПЛС, с помощью программы, для которой необходим алгоритм. С целью разработки математической модели движения груза при его сбросе с низколетящего БПЛС и алгоритма для определения момента сброса груза для достижения им заданной точки приземления по известным параметрам полета проведены теоретические исследования. Выявлены факторы, влияющие на траекторию движения сбрасываемых объектов. Сформулирована задача определения расстояния от точки сброса груза с летательного средства до требуемой точки приземления. Представлены системы дифференциальных уравнений движения грузов без учета сопротивления воздуха и при квадратичной зависимости силы сопротивления воздуха от скорости падения. Построены кривые, позволяющие упрощенно определить момент сброса груза, используя скорость и высоту полета БПЛС. Приведены уравнения для вычисления конечной горизонтальной составляющей скорости падения груза, тангенса угла и продолжительности его падения, а также искомого расстояния. При этом аргументами найденных функций являются баллистический коэффициент, скорость и высота полета летательного средства. Отмечена необходимость уточнения полученных решений посредством учета зависимости параметров падения грузов от скорости и направления ветра, а также осадков и атмосферного давления. Приведен алгоритм автоматического определения момента сброса груза бортовым восьмиразрядным процессором с циклической реализацией продолжительности обработки поступающей информации.
In some agricultural processes, an unmanned aerial vehicle (UAV) delivers fertilizers, crop protection products, water and water solutions. The drop of material objects (load) can be controlled by a microprocessor installed on the UAV by means of an algorithm-based program. The authors conducted theoretical studies to develop a mathematical model of the load motion when it is dropped from a low-flying UAV and an algorithm for determining the moment of load drop to reach a given landing point using the known flight parameters. The study identified factors influencing the trajectory of the dropped material objects and posed the problem of determining the distance from the point of load dropping from the UAV to the required landing point. The article presents systems of differential equations of load motion without air resistance and with a quadratic dependence of the air resistance force on the drop velocity. Curves are constructed to determine the moment of load drop simplistically using the velocity and flight altitude of the UAV. The equations for calculating the final horizontal component of the loads drop velocity, the tangent angle and duration of its drop, as well as the required distance are given. The arguments of the found functions are ballistic coefficient, speed and flight altitude of the UAV. The authors note the necessity of refining the obtained solutions by taking into account the dependence of the parameters of the dropped loads on the wind speed and direction, as well as precipitation and atmospheric pressure. The article presents an algorithm of automatic control of the reset of material objects dropping by an on-board eight-bit processor with cyclic implementation of the duration of incoming information processing.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.