عنوان مقاله :
استفاده از نگاشت همديس در حوزه برنامه‌ريزي مسير وسايل پروازي
عنوان به زبان ديگر :
Use of Conformal Mapping in the Field of Flying Vehicle Route Planning
پديد آورندگان :
كوثري، اميررضا دانشگاه تهران - دانشكده علوم و فنون نوين - گروه مهندسي هوافضا، تهران , كسائي، ايمان دانشگاه تهران - دانشكده علوم و فنون نوين - گروه مهندسي هوافضا، تهران , رستم‌پور، عليرضا دانشگاه تهران - دانشكده علوم و فنون نوين - گروه مهندسي هوافضا، تهران , سيدزماني، سهيل پژوهشگاه فضايي ايران - پژوهشكده سامانه‌هاي ماهواره، تهران
كليدواژه :
برنامه‌ريزي مسير , نگاشت همديس , اجتناب از موانع و عوارض زمين , پرواز ارتفاع پايين , كنترل بهينه
چكيده فارسي :
در اين مقاله روشي نوين براي طرح‌ريزي مسير و تعيين گذرگاه‌هاي قابل پرواز يك هواپيما براساس راهكار نگاشت همديس معرفي مي‌شود. در اينجا مساله طراحي گذرگاه پروازيِ ارتفاع پايين براي يك هواپيما مطرح شده است. در اين مساله حفظ تلاش كنترلي براي كاهش ارتفاع و افزايش سرعت با محدوديت اجتناب از برخورد با موانع و عوارض زميني، استراتژي اصلي اين مانور عملكري است. در رويكرد ارايه‌شده سعي بر تبديل فضاي واقعي شامل موانع و عوارض زميني كه عموماً اطلاعات آن توسط نقشه‌هاي ديجيتالي ماهواره‌اي يا هوايي موجود است، به يك فضاي مجازي شامل موانع هموارشده يا فاقد ارتفاع است. در اين راستا از مفهوم نگاشت‌هاي همديس به عنوان يك ابزار رياضياتيِ تسهيل‌كننده براي اين تبديل فضاي حل مساله بهره گرفته شده است. تبديل فضاي حل مساله تحت نگاشت ياد شده به‌گونه‌اي منجر به حل مساله‌اي متاثر از انعكاسِ ديناميك، معيار عملكرد و محدوديت‌هاي ارتفاعي حقيقي روي فضاي مجازي مي‌شود. اين نكته قابل توجه است كه در طراحي مسير گذر در فضاي تبديل يافته جديد، تاثير موانع بر شكل‌دهي مسير پروازي، به نوعي در معادلات بيان‌شده در فضاي مجازي گنجانده مي‌شود. نتايج مطالعات موردي و بهينه‌سازي‌هاي عددي انجام پذيرفته با لحاظ موانع با اشكال هندسي دوبُعدي پايه نشان‌گر تطبيق مناسب نتايج با قواعد عملكردي پروازي است. روش پيشنهادي پتانسيل پياده‌سازي در هر دو حالت برنامه‌ريزي مسير به‌صورت برخط و خارج از خط را داراست.
چكيده لاتين :
In this paper, a novel method for designing the flight paths of an aircraft is presented based
on the concept of conformal mapping. Here, a low-altitude route-planning problem has been
considered. In this problem, maintaining the control effort to reduce aircraft’s altitude and
increasing the speed with the limitations of Terrain Following (TF) and Terrain Avoidance
(TA) issues, is the main strategy of this performance maneuver. In the proposed approach,
attempts are made to convert the real space including terrains and obstacles, in which their
data are provided using a digital elevation map, into a pseudo obstacle-free virtual space with
no barriers and altitude constraints. In this regard, the concept of conformal mapping has been
used as a facilitating mathematical tool for this problem-solving space transformation. The
transformation of the problem-solving spaces under the mapping leads to solving the problem
of dynamic reflection, the performance criterion, and the real altitude constraints in the virtual
space. It is noteworthy that in designing a path in a newly converted space, the effect of barriers
on the formation of flight routes is somehow included in the equations expressed in the virtual
space. The results of multiple case studies and numerical optimizations performed for 2D
geometrical terrains and obstacles show that the proposed approach is more consistent with
the basic flight concepts as well as real-world applications.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك مدرس
