Взаимодействие залпа атакующих дронов и залпа зенитных дронов как компьютерная антагонистическая неньютоновская 2D-игра

Рассмотрена проблема ухода атакующего дрона от перехвата на заключительном этапе полета. Продолжительность этапа — несколько секунд. Дроны подлетают к цели, взрываются и погибают. Традиционно атакующий и зенитный дроны рассматривают независимо. Предложено рассматривать атакующий и зенитный дроны как единую колебательную систему с антагонистическими составляющими. Антагонистические составляющие соединены с помощью неньютоновского упругого элемента. Рассмотрены тестовая игра с фугасным дроном, тестовая игра с осколочным дроном и 2D-игра залпами. Игра в данном случае — это не традиционная задача оптимизации на минимакс, а моделирование компромиссного неустойчивого режима движения. Для 2D-игры залп из трех атакующих дронов работает по трем неподвижным целям. Зенитный залп включает в себя два фугасных и два осколочных дрона. Атакующие дроны «ничего не знают» о зенитном целераспределении, поэтому каждый из них уходит от всех зенитных дронов одновременно. Играет один оператор. Поэтому игра имеет только два параметра — два различных коэффициента жесткости любого неньютоновского упругого элемента. Исследуемая неньютоновская колебательная система является неосцилляционной. Имеют место нарушения известных осцилляционных теорем теории колебаний: с увеличением жесткости частота колебаний системы падает, формы колебаний приобретают дополнительные узлы и т. п.

Литература

[1] Сильников М.В., Лазоркин В.И. Активная защита мобильных объектов от роя ударных дронов. Защита и безопасность, 2020, № 4, с. 18–19.

[2] Сильников М.В., Карпович А.В., Лазоркин В.И. и др. Научно-методическое обоснование способов применения летательных аппаратов для разведки и поражения целей. Санкт-Петербург, НПО Специальных материалов, 2022, с. 355–364.

[3] Савин Л.В. Вариант будущей войны: роение боевых роботов. Стратегическая стабильность, 2017, № 1, с. 24–35.

[4] Проничев А.П., Чечулин А.А., Виткова Л.А. Подход к организации гетерогенного роя устройств. Информатизация и связь, 2020, № 5, с. 119–124, doi: https://doi.org/10.34219/2078-8320-2020-11-5-119-124

[5] Нистюк А.И., Турыгин Ю.В., Хворенков В.В. и др. Алгоритм получения характеристического полинома и передаточной функции динамической модели «роя» дронов. Интеллектуальные системы в производстве, 2018, т. 16, № 4, с. 122–129, doi: https://doi.org/10.22213/2410-9304-2018-4-122-129

[6] Нистюк А.И., Абилов А.В., Хворенков В.В. и др. Разработка роевой технологии для мобильных самоорганизующихся сетей. Идентификация динамических моделей. Вестник ИжГТУ имени М.Т.Д Калашникова, 2018, т. 21, № 4, с. 136–140, doi: https://doi.org/10.22213/2413-1172-2018-4-136-140

[7] Довгаль В.А., Довгаль Д.В. Анализ систем коммуникационного взаимодействия дронов, выполняющих поисковую миссию в составе группы. Вестник АГУ, 2020, № 4. URL: http://vestnik.adygnet.ru/files/2020.4/6465/87-94.pdf

[8] Васильев И.С., Кондраненкова Т.Е. Исследование применения нейроновых сетей для управления роем дронов. Сб. тр. конф. Проблемы современной науки и общества: сохранение и развитие наследия великой Победы. Нижний Новгород, НГИЭИ, 2021, с. 117–122.

[9] Брусов В.С., Волковой А.В., Друзин С.В. и др. Беспилотный летательный аппарат-перехватчик. Патент РФ 2669904. Заявл. 13.02.2018, опубл. 16.10.2018.

[10] Брусов В.С., Волковой А.В., Друзин С.В. и др. Беспилотный летательный аппарат-перехватчик. Патент РФ 2699148. Заявл. 13.02.2018, опубл. 03.09.2019.

[11] Nassi B., Ben-Netanel R., Shamir A. et al. Game of drones - detecting streamed POI from encrypted FPV channel. arXiv:1801.03074, doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.1801.03074

[12] Majd A., Loni M., Sahebi G. et al. Improving motion safety and efficiency of intelligent autonomous swarm of drones. Drones, 2020, vol. 4, no. 3, art. 48, doi: https://doi.org/10.3390/drones4030048

[13] Csengeri J. Counter-drone activity as a system. Security & Future, 2019, vol. 3, no. 1, pp. 31–34.

[14] Alsolami F., Alqurashi F.A., Hasan M.K. et al. Development of self-synchronized drones’ network using cluster-based swarm intelligence approach. IEEE Access, 2021, vol. 9, pp. 48010–48022, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3064905

[15] Yasin J.N., Mohamed S.A.S., Haghbayan M.H. et al. Navigation of autonomous swarm of drones using translational coordinates. EasyChair Preprint 2020, № 2971, 11 p.

[16] Park S., Kim H.T., Lee S. et al. Survey of anti-drone systems: components, design, and challenges. IEEE Access, 2021, vol. 9, pp. 42635–42659, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3065926

[17] Dbouk T., Dikakis D. Quadcopter drones swarm aeroacoustics. Phys. Fluids, 2021, vol. 33, no. 5, art. 057112, doi: https://doi.org/10.1063/5.0052505

[18] Гантмахер Ф.Р., Крейн М.Г. Осцилляционные матрицы и ядра и малые колебания механических систем. Москва. Гостехиздат. 1950. 360 с.

[19] Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. Москва. Наука. 1988. 548 с.

[20] Бабаков И.М. Теория колебаний. Москва. Наука. 1968. 560 с.

[21] Аринчев С.В. Теория колебаний неконсервативных систем. Москва. Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2002. 464 с.