АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ И КОНСТРУКЦИЙ МОДУЛЬНЫХ ДРОНОВ

Опубликован 06.10.2025
ФИЗИКА-МАТЕМАТИКА Том 81 № 3 (2025)
Том 81 №3 (2025)
Авторы:
  • КЕРЕЕВ А.К.
  • САРТАБАНОВА Ж.Е.
  • РЫСДАУЛЕТОВА А.А.
PDF

В статье представлен анализ современных тенденций в области разработки модульных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), ориентированных на повышение эффективности эксплуатации, снижение эксплуатационных затрат и продление срока службы устройств. Рассмотрены три ключевых направления, определяющих инновационный потенциал дронов: использование бионического дизайна, аддитивного производства и методов топологической оптимизации. Показано, что бионические принципы позволяют улучшать аэродинамические характеристики и маневренность дронов, в то время как 3D-печать обеспечивает гибкость проектирования и ускоряет процесс создания прототипов. Применение топологической оптимизации позволяет значительно снизить вес конструкций без потери прочности, что ведет к росту времени полета и энергоэффективности.

Особое внимание уделено преимуществам модульной архитектуры. Такой подход обеспечивает возможность оперативной замены или модернизации отдельных компонентов без полной разборки устройства, что соответствует концепциям устойчивого развития и экономики замкнутого цикла. Модульность не только снижает расходы на техническое обслуживание, но и способствует сокращению электронных отходов за счет увеличения жизненного цикла дронов. Кроме того, стандартизация интерфейсов и совместимость модулей упрощают интеграцию новых технологий, что особенно важно в условиях стремительного прогресса в области сенсорных систем, аккумуляторных технологий и искусственного интеллекта.

Практическая значимость работы заключается в том, что модульные дроны находят широкое применение в различных сферах – от мониторинга сельскохозяйственных угодий и экологического контроля до промышленной диагностики, логистики и поиска пострадавших в чрезвычайных ситуациях. Возможность оперативной адаптации конфигурации дрона под конкретные задачи повышает эффективность его эксплуатации и делает подобные системы более универсальными и экономически целесообразными.

Таким образом, модульные конструкции дронов формируют новую стратегию в проектировании БПЛА, ориентированную на совместимость, адаптивность и долгосрочную надежность систем. Результаты анализа подчеркивают перспективность дальнейших исследований в области интеграции бионического дизайна, аддитивных технологий и топологической оптимизации, что позволит создавать легкие, энергоэффективные и экологически устойчивые беспилотные системы.

КЕРЕЕВ А.К.

PhD, доцент кафедры информатики и информационных технологий, Актюбинский региональный университет имени К. Жубанова, г.Актобе, Казахстан

Е-mail: akereyev@zhubanov.edu.kz, https://orcid.org/0000-0002-8283-5807

САРТАБАНОВА Ж.Е.

PhD, старший преподаватель, Актюбинский региональный университет имени К. Жубанова, Heriot Watt University, Aktobe Campus, г.Актобе, Казахстан,

E-mail: zhanar.sartabanova@zhubanov.edu.kz, https://orcid.org/0000-0003-4942-5117

РЫСДАУЛЕТОВА А.А.

Магистр, преподаватель, Актюбинский региональный университет имени К.Жубанова, г.Актобе, Казахстан

E-mail: 30.03.94.a@mail.ru, https://orcid.org/0009-0006-2335-8648

  1. Dalhammar, Carl, Jensen, Charlotte Louise, Olsson, Anna Richter, Quist, et al.. «Futures of Fixing: Exploring the life of product users in circular economy repair society scenarios» International Institute for Industrial Environmental Economics, Lund University, 2022, doi: https://core.ac.uk/download/541136934.pdf
  2. Behle, Riccarda, Kretschmar, Dominik, Lechner, Thomas, Trzesniowski, et al. «Module 4. Technical Skills Upgrade» Bellaterra: Universitat Autònoma de Barcelona. Edo-serveis, 2018, doi: https://core.ac.uk/download/491372781.pdf
  3. Maja & Stankoski, Marko & Berberu, Mihael & Atanasov, Aleksandar & Janevski, Jane & Jovanova, Jovana. (2020). Design and Analysis of a Modular VTOL Drone With Bat-Inspired Wings. 10.1115/SMASIS2020-2342.
  4. Akasheh, Firas & Shannon, David & Pippins, Ryan & Thompson, Eugene & Carter, Adrian & Baker, Stephen & Guiseppi, Brandon. Additive Manufacturing-Enabled Modular Drone Design Development by Multidisciplinary Engineering Student Team Additive Manufacturing-Enabled Modular Quadcopter Drone Design Development by Multidisciplinary Engineering Student Team. 2022, 10.18260/1-2--42122.
  5. Sucuoğlu, H. S. Design and analysis of optimized quadcopter type drone structure. Innovative Approaches to Engineering Problems, 2025, 1(1), 4-11.
  6. Halbert, Triston M., Johnson, Davin S.. «Plug and play acquisition (Implementing mosa)» Monterey, CA; Naval Postgraduate School, 2024, doi: https://core.ac.uk/download/643186473.pdf
  7. Zhang, ZIyue. «Review of the current industrial products for remote handling in fusion reactor» 2024, doi: https://core.ac.uk/download/630298220.pdf
  8. Li, Yunpeng. «A Smart Products Lifecycle Management (sPLM) Framework - Modeling for Conceptualization, Interoperability, and Modularity» Surface at Syracuse University, 2018, doi: https://core.ac.uk/download/215712850.pdf
  9. Hadiya, Rahul. «Applications of Artificial Intelligence in Construction Industry: A Review» Assam Don Bosco University, 2021, doi: https://core.ac.uk/download/478568655.pdf
  10. Allen, Gavin, Yang, Lichao, Zhang, Zichao, Zhao, et al. «Achieving on-site trustworthy AI implementation in the construction industry: a framework across the AI lifecycle», https://www.mdpi.com/2075-5309/15/1/21, 2024, doi: https://core.ac.uk/download/635930515.pdf
беспилотные летательные аппараты, модульная конструкция, дроны, топологическая оптимизация, аддитивное производство, энергоэффективность

Как цитировать

АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ И КОНСТРУКЦИЙ МОДУЛЬНЫХ ДРОНОВ. (2025). Научный журнал "Вестник Актюбинского регионального университета имени К. Жубанова", 81(3). https://doi.org/10.70239/