Methods of a Priori Statistical Analysis of Disturbed Motion of Aircraft in Turbulent Environments

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

The article discusses the methods of a priori statistical analysis used for predicting perturbed motion of aircraft in turbulent environments. Theoretical approaches such as the comparative method and mathematical modeling method are used to analyze the a priori analysis methods. The paper also utilizes statistical methods to evaluate the effectiveness of stochastic models to account for random perturbations caused by turbulence. Special attention is paid to the use of Bayesian analysis, maximum likelihood method and Monte Carlo method applied for probabilistic prediction of the aircraft trajectory. The presented models are illustrated with formulas that describe the dynamics of vehicle motion in turbulent conditions, including equations of motion based on Newton’s and Euler’s laws. The parameters that determine the dynamics of the perturbed motion of the aircraft in a turbulent environment, such as linear and angular velocities, turbulence intensity, aerodynamic forces, moments of inertia and meteorological conditions, are studied to evaluate the correctness of the calculations. This allows the effects of turbulence on the control and flight trajectory of the aircraft to be taken into account. The results of the study demonstrate the high accuracy of the proposed methods in predicting aircraft motion deviations and emphasize the importance of further development of computational approaches to integrate these methods into real-time control systems, especially for application in conditions of uncertainty and complex external influences. Further research could focus on improving the adaptability of models for different types of aircrafts, taking into account the optimization of computational methods to reduce computational complexity. This will make it possible to improve the efficiency of forecasts in a shorter time and reduce resource costs.

Sobre autores

Alexander Ermilov

RUDN University

Email: eemilov-sasha@yandex.ru
ORCID ID: 0009-0007-4549-172X

Postgraduate student of the Department of Mechanics and Control Processes, Academy of Engineering

Moscow, Russia

Olga Saltykova

RUDN University

Autor responsável pela correspondência
Email: saltykova-oa@rudn.ru
ORCID ID: 0000-0002-3880-6662
Código SPIN: 3969-6707

Cand. Sc. (Physics and Mathematics), Associate Professor of the Department of Mechanics and Control Processes, Academy of Engineering

Moscow, Russia

Bibliografia

  1. Rassadin AA, Ryakhovsky AV. Modeling turbulent flow: a case study of wing profile streamlining. Advances in Cybernetics. 2024;5(2):64-74. (In Russ). https://doi.org/10.12345/jcyb.ru/issue5/64-74
  2. Kurnyshev DA, Mitin TA, Nyrkov DD. The problem of the stability of the disturbed and undisturbed motionof the aircraft. Modern Scientific Research: Current Issues, Achievements, and Innovations. Collection of articles of the XXXIV International Scientific and Practical Conference. Penza, August 15, 2023. 2023:22-27. (In Russ.) EDN: XRTCHK
  3. Raol JR, Singh J. Flight mechanics modeling and analysis. CRC Press; 2023.
  4. Kozhevnikov YuV, Shibanov GP. Optimum average of high-speed to describe of aircraft by the flying-tests. Mechatronics, Automation, Control. 2023;24(9):489-495. (In Russ). https://doi.org/10.31857/S0234-202310050
  5. Sirois J, Desjardins S, Peter G. Vortex-breakdown efficiency of planar regular grid structures - towards the development of design guidelines. Fluids. 2024;9(2):43. https://doi.org/10.3390/fluids9020043
  6. Kreerenko SS, Kreerenko OD. Parametric identi-fication of aerodynamic characteristics of a transport category aircraft using recurrent semi-empirical neural networks in the tensorflow environment. Mathematical modeling and computational methods. 2024;43(3):81-99. (In Russ.) https://doi.org/10.18698/2309-3684-2024-3-8199
  7. Astakhov SA, Ivanov VP, Sergeev IA. Aerody-namic interaction simulation during track testing of aircraft products. PNRPU Aerospace Engineering Bulletin. 2023;(72):5-20. (In Russ.) https://doi.org/10.15593/2224-9982/2023.72.01
  8. Kong Y, Mahadevan S. Identifying Anomalous Behavior in Aircraft Landing Trajectory Using a Bayesian Autoencoder. J Aerosp Inf Syst. 2024;21(1):19-27. https://doi.org/10.2514/1.J062834
  9. Bayat S, Amiri R. Advances in UAV-Assisted Localization: Joint Source and UAV Parameter Estimation. IEEE Trans Veh Technol. 2023;72(11):14268-78. https://doi.org/10.1109/TVT.2023.3190744
  10. Fedulov VA, Bykov NV, Baskakov VD. Estimat-ing of the effectiveness of the weapon system against of small unmanned aerial vehicles by computer simulation. Systems of Control, Communication and Security. 2023;(4):63-104. (In Russ.) https://doi.org/10.24412/2410-9916-2023-4-63-104
  11. An Z, Wang Y, Zhang Q. Learning spatial regu-larization correlation filters with the Hilbert-Schmidt independence criterion in RKHS for UAV tracking. IEEE Trans Instrum Meas. 2023;72:1-12. https://doi.org/10.1109/TIM.2023.3256114
  12. Israfilov A. Contemporary challenges in cyber-security of unmanned aerial systems. Universum: Technical Sciences. 2024;119(2):19-21. (In Russ.) EDN: SOIKHN
  13. Soldatov AS, Soldatov ES, Bogomolov AV. Tech-nological platform for digital twin synthesis of an aircraft based on cyber-physical systems technology. Large-Scale Systems Management (MLSD’2023): Proceedings of the Sixteenth Conference. Moscow, September 26-28, 2023, 2023:1092-1099. (In Russ.) https://doi.org/10.25728/mlsd.2023.1092
  14. Qiao W, Wu S. The Modeling and Simulation of Turbulence for Civil Aircraft Compliance Verification Test. J Phys Conf Ser. IOP Publishing. 2023;2658(1):012056. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2658/1/012056
  15. Mohamed A, Cai W, Zhang R. Gusts encountered by flying vehicles in proximity to buildings. Drones. 2023;7(1):22. https://doi.org/10.3390/drones7010022
  16. Yoshimura R, Ishikawa S, Tanaka T, Nakamura Y. Clear air turbulence resolved by numerical weather pre-diction model validated by onboard and virtual flight data. Geophys Res Lett. 2023; 50(12):e2022GL101286. https://doi.org/10.1029/2022GL101286
  17. Jiang W, Gao L, Zhang X. An Investigation of Sudden Plunging Motion Mechanisms for Transport Aircraft during Severe Clear-Air Turbulence Encounter. J Aerosp Eng. 2023;36(3):04023011. https://doi.org/10.1061/(ASCE)AS.1943-5525.0001533

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».