Modeling of strike drone missions for conducting wave attacks in conditions of enemy anti-drone actions

Abstract

The actual problem of studying military logistics actions to form missions of a swarm of attack drones for conducting massive attacks on enemy targets is formed and solved. The research is aimed at planning military attacks with drones to provide for establishing military parity of forces in a military conflict zone. Therefore, the actual topic of the proposed publication, which explores the sequence of military logistics actions for planning and implementing wave attacks to inflict maximum damage on the enemy, is relevant. The goal of this publication is to create a set of mathematical, simulation and agent-based models that can be used to study and plan attack missions by waves of swarms of attack drones. This article analyzes the existing problems of using a new innovative technological tool of warfare in the form of a swarm of attack drones. A systematic analysis of military logistics for conducting massive attacks with strike drones is carried out. A set of strategies for using a swarm of drones on the battlefield is formed. Possible actions related to launching drones, forming a swarm in flight, and dividing the swarm into groups with their movement to separate enemy targets are considered. Risks of enemy military threats (use of electronic warfare, anti-drone warfare, etc.) that affect the formation of routes and the possible destruction of a portion of attack drones on approach to targets are taken into account. The swarm is rationally divided into groups in flight, considering the combat potential required to defeat the enemy’s current targets. A sequence of drone swarm waves is formed depending on the level of target damage (partial damage, complete damage). When planning each wave of the drone flight, one of the proposed strategies is used. Much attention is paid to the formation of flight routes for attack drones to ensure the suddenness of a massive attack despite enemy military threats. An algorithm for generating the shortest flight route in time despite enemy anti-drone operations has been developed. A map of the air situation on the battlefield with a set of separate local zones that have different values of threat risks is formed. The route is planned considering the military risks of each local zone. A simulation model was created to study the movement of attack drones to enemy targets in time. An agent-based model is being developed to plan military logistics actions for conducting wave attacks on enemy targets using swarms and groups of attack drones. An illustrated example of planning the flight routes of a swarm of attack drones is presented, taking into account the risks of military threats. The scientific innovation of the study is related to the solution of the actual scientific and applied problem of planning the missions of a swarm of attack drones to ensure successful operational and tactical actions on the battlefield. The results of the research should be used by the military to plan and conduct attacks on enemy targets in the form of waves of swarms of attack drones.

Формується та вирішується актуальна задача дослідження військових логістичних дій щодо формування місій рою ударних дронів для проведення масованих атак по цілях противника. Дослідження, яке проводиться спрямоване на планування бойових атак дронами для забезпечення становлення військового паритету сил у зоні воєнного конфлікту. Тому, актуальна тема запропонованої публікації, в якій досліджується послідовність військових логістичних дій для планування та здійснення хвильових атак для нанесення максимальних збитків противнику. Метою публікації є створення комплексу математичних, імітаційної та агентної моделей, за допомогою яких досліджуються та плануються місії атак хвилями рою ударних дронів. Проаналізовані існуючі проблеми використання нового інноваційного технологічного інструменту війни у вигляді рою ударних дронів. Проводиться системний аналіз військових логістичних дій щодо проведення масованих атак ударними дронами. Формується множина стратегій використання рою дронів на полі бою. Розглянуті можливі дії, які пов’язані з запуском дронів, формуванням рою у польоті, розподілом рою на групи з їх рухом до відокремлених цілей противника. Враховуються ризики військових загроз противника (використання засобів РЕБ, протидронова боротьба, тощо), які впливають на формування маршрутів та можливе знищення частки ударних дронів при підльоті до цілей. Проводиться раціональний розподіл рою на групи в польоті, з урахування бойового потенціалу необхідного для ураження актуальних цілей противника. Формується послідовність хвиль рою дронів в залежності від рівня ураженості цілей (часткове ураження, повне ураження). При плануванні кожної хвилі польоту дронів застосовується одна із запропонованих стратегій. Велика увага приділяється формуванню маршрутів польоту ударних дронів для забезпечення раптовості масованої атаки в умовах військових загроз противника. Розроблено алгоритм формування найкоротшого у часі маршруту польоту в умовах протидронових дій противника. Формується мапа повітряних обставин на полі бою з множиною відокремлених локальних зон, які мають різні значення ризиків загроз. Проведення маршруту здійснюється з урахуванням військових ризиків кожної локальної зони. Створена імітаційна модель для дослідження, у часі, руху ударних дронів до цілей противника. Розроблюється агентна модель для планування військових логістичних дій щодо проведення хвильових атак по цілям противника за допомогою рою та груп ударних дронів. Наведено ілюстрований приклад планування маршрутів польоту рою ударних дронів з урахуванням ризиків військових загроз. Наукова новизна дослідження пов’язана з вирішенням актуальної науково-прикладної задачі планування місій рою ударних дронів для забезпечення успішних оперативно-тактичних дій на полі бою. Результати дослідження доцільно використовувати військовими для планування та проведення атакуючих дій по цілям противника у вигляді хвиль рою ударних дронів.