Theoretical Vulnerability Analysis of Individual Components of Class I: Micro Drone Against Small Arms Fire

• Autorzy: Pemčák Ivan , Baláž Teodor , Jasztal Michał , Kunikowski Mateusz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.9122

Warianty tytułu

PL

Teoretyczna analiza podatności poszczególnych komponentów mikrodronów klasy I na ostrzał z broni strzeleckiej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article is a continuation of a series of publications dealing with defence against Class I UAVs. Previous publications concerned the capabilities and range of detecting drones [1, 2], as well as experimental research on the effectiveness of using shotguns to defend against UAVs and the impact of such weapons on selected drone elements [3-5]. This paper examines the hit probability of individual drone components depending on the drone’s orientation in space. This work aims to theoretically determine the probability of disabling a drone with a single hit from an assault rifle. Due to its widespread use, the DJI Mavic 2 drone was chosen as an example for study. The theoretical knowledge and assumptions are elaborated in this thesis. One of the novelties in relation to previous works is the presentation in this article of the possibility of increasing the survivability of drones on the battlefield. Practical verification of the modelled data is the subject of further study and experiments

PL

Niniejszy artykuł stanowi kontynuację serii publikacji dotyczących zwalczania Bezzałogowych Statków Powietrznych (BSP) klasy I. Poprzednie publikacje dotyczyły możliwości i zasięgu wykrywania dronów [1, 2], jak również badań eksperymentalnych dotyczących skuteczności wykorzystania strzelb do obrony przed BSP wraz z określeniem wpływu użycia takiej broni na wybrane elementy dronów [3-5]. W prezentowanej pracy dokonano wyznaczenia oraz analizy prawdopodobieństwa trafienia poszczególnych elementów drona w zależności od orientacji sylwetki BSP w przestrzeni. Celem publikacji jest teoretyczne określenie prawdopodobieństwa eliminacji drona pojedynczym strzałem z karabinu szturmowego. Do badań wykorzystano dron DJI Mavic 2 z uwagi na jego powszechne wykorzystanie. Praca zawiera teoretyczny opis problemu oraz przyjętych założeń. Jedną z nowości w stosunku do poprzednich prac, jest przedstawienie w niniejszym artykule możliwości zwiększenia zdolności przetrwania drona na polu walki. Praktyczna weryfikacja przyjętych założeń będzie przedmiotem dalszych badań i eksperymentów

Słowa kluczowe

EN

drones; UAV; survivability; conditioned probability

PL

dron; BSP; wytrzymałość; prawdopodobieństwo warunkowe

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 15, Nr 4 (58)
• Strony: 9--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pemčák Ivan

• University of Defence Faculty of Military Technology Department of Weapons and Ammunition 65 Kounicova Str., 662 10 Brno, Czech Republic

• https://orcid.org/0009-0000-2224-4792

autor

Baláž Teodor

• University of Defence Faculty of Military Technology Department of Weapons and Ammunition 65 Kounicova Str., 662 10 Brno, Czech Republic

autor

Jasztal Michał

• Military University of Technology Faculty of Mechatronics, Armament and Aerospace 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

autor

Kunikowski Mateusz

• Military University of Technology Faculty of Mechatronics, Armament and Aerospace 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Racek, František, Teodor Baláž, Jaroslav Krejčí, Martin Macko, and Stanislav Procházka. 2017. Tracking, aiming and hitting the UAV with ordinary assault rifle. In Proceedings of the Conference on Counterterrorism, Crime Fighting, Forensics, and Surveillance Technologies (SPIE vol. 10441), 104410C (5 October 2017). https://doi.org/10.1117/12.2276310.
• [2] Krejčí, Jaroslav, Teodor Baláž, and Miroslav Švec. 2021. Methods for determining of UAS hit probability In Proceedings of the International Conference on Military Technologies (ICMT-2021). 08-11 June 2021, Brno: Czech Republic. DOI: 10.1109/ICMT52455.2021.9502765.
• [3] Pemčák, Ivan, Jiří Skala, and Josef Bača 2022. “Suitability of using different types of shotgun shells in defense against low-slow-small UAV”. Science & Military 17 (2) : 5-10. DOI: 10.52651/sam.a.2022.2.5-10.
• [4] Pemčák, Ivan, Jiri Skala, Kateřina Nováčková, and Jaroslav Krejčí. 2023. Probability of hitting the drone propeller by projectile. In Proceedings of the 9th International Conference on Military Technologies (ICMT 2023). 23-26 May 2023, Brno: Czech Republic. DOI : 10.1109/ICMT58149.2023.10171307.
• [5] Pemčák, Ivan, Kateřina Nováčková, and Jaroslav Krejčí. “Analysis of the influence of selected parameters on the success rate of shotgun firing on UAVs” (in press).
• [6] Willers, J. Cornelius, Maria S. Willers, and Alta de Waal. 2014. Aircraft vulnerability analysis by modeling and simulation. In Proceedings of the Conference on Technologies for Optical Countermeasures XI; and High- Power Lasers 2014: Technology and Systems (SPIE vol. 9251) 92510M, 7 October 2014. https://doi.org/10.1117/12.2073751.
• [7] Li, Jun, Wei Yang, Yugang Zhang, Yang Pei, Yunsong Ren, and Wei Wang. 2013. “Aircraft vulnerability modeling and computation methods based on product structure and CATIA”. Chinese Journal of Aeronautics 26 (2) : 334-342. DOI: 10.1016/j.cja.2013.02.010.
• [8] Stępień, Sławomir, Stanisław Szajnar, and Michał Jasztal. 2017. “Problems of military aircraft crew’s safety in condition of enemy counteraction”. Eksploatacja i niezawodność – Maintenance and reliability 19 (3): 441–446. http://dx.doi.org/10.17531/ein.2017.3.15.
• [9] https://www.dji.com/pl/mavic-2/info (2023).
• [10] https://www.forbes.com/sites/davidhambling/2023/05/18/run-roll-hide-or-play-dead-russian-soldiers-learn-the-game-of-survival-in-the-drone-age/ (2023).
• [11] https://kstatelibraries.pressbooks.pub/drone-delivery/chapter/explosives/ (2024).
• [12] https://www.dji.com/pl/mavic-2/info (2024).
• [13] https://www.combatsystems.cz/balisticke-platy/balisticky-plat-sapi-level-iii--stand-alone/ (2024).
• [14] https://www.digitaltrends.com/cool-tech/quadcopter-can-fly-with-three-rotors/ (2024).
• [15] Sun, Sihao, Giovanni Cioffi, Coen de Visser, and Davide Scaramuzza. 2021. "Autonomous Quadrotor Flight Despite Rotor Failure With Onboard Vision Sensors: Frames vs. Events". IEEE Robotics and Automation Letters 6 (2) : 580-587. DOI: 10.1109/LRA.2020.3048875.
• [16] https://twitter.com/Silah_Report/status/1180848527028740096 (2019).
• [17] https://www.economist.com/the-economist-explains/2023/03/24/how-racing-drones-are-used-as-improvised-missiles-in-ukraine (2023).
• [18] Dekking, Frederik Michel, Corneluis Kraaikamp, Hendrik Paul Lopuhaä, and Ludolf Erwin Meester. 2005. A Modern Introduction to Probability and Statistics. London: Springer. ISBN 978-1-85233-896-1.
• [19] https://www.combatsystems.cz/balisticke-platy/balisticky-plat-sapi-level-iii--stand-alone/ (2024).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).