Оцінювання сценарно-функціональної придатності безпілотних авіаційних систем до виконання завдань виявлення хімічного та радіоактивного зараження

Andrii  Bachynskyi

doi:10.33445/sds.2026.16.3.17

Andrii Bachynskyi Central Research Institute of the Armed Forces of Ukraine https://orcid.org/0009-0001-3251-0326

DOI: https://doi.org/10.33445/sds.2026.16.3.17

Keywords: Unmanned Aerial System, Chemical Contamination, Radioactive Contamination, Scenario-Functional Suitability, Multi-Criteria Assessment, Reference Requirements, Relevance Matrix

Abstract

Purpose. Development of a matrix-vector multi-criteria model for assessing the scenario-functional suitability of unmanned aerial systems for chemical and radioactive contamination detection tasks, taking into account the application scenario.

Method: The study is based on a systems approach, structural-functional analysis, multi-criteria assessment method, and a scenario-level approach.

Findings: A model for assessing the scenario-functional suitability of an unmanned aerial system is proposed. A set of assessment criteria is formed; their division into structural-scenario and resource-logistic criteria is substantiated; a criteria relevance matrix and a system of matrices of lower and upper reference boundaries are introduced; and a procedure for normalizing partial assessments and determining a generalized indicator for a specific unmanned aerial system model is developed.

Theoretical implications: The theoretical value of the study lies in the formalization of an approach to assessing the suitability of unmanned aerial systems not through their relative comparison with one another, but by determining the degree of compliance of a specific unmanned aerial system with the formalized set of requirements of a given scenario and operational level.

Practical Implications. The proposed assessment model can be used for the preliminary selection of unmanned aerial systems for chemical and radiation reconnaissance tasks, the formation of a rational composition of detection assets, the planning of platform application under different operational conditions, and the development of computational decision-support tools.

Future research: Further research should focus on determining the numerical values of reference boundaries, validating the model using real or simulation datasets, and integrating the indicator into the general methodology for assessing the effectiveness of chemical and radioactive contamination detection.

Paper type: Analytical research article of theoretical and applied character.

Downloads

Download data is not yet available.

References

CBRN International. Flying UAV Laboratory: Wide-area monitoring, when and where it’s needed. URL: https://www.cbrninternational.com/Flying_UAV_Lab.html (дата звернення: 21.05.2026).

Крячок С. Д. Застосування безпілотних літальних апаратів для виконання радіаційного моніторингу. “Technical Sciences and Technologies”. 2024. № 3(37). С. 247–261. https://doi.org/10.25140/2411-5363-2024-3(37)-247-261.

Бондар Д. В., Гурник А. В., Литовченко А. О., Хижняк В. В., Шевченко В. Л., Ядченко Д. М. Застосування безпілотних авіаційних систем у сфері цивільного захисту: монографія / за заг. ред. П. Б. Волянського. Київ: Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту, 2022. 312 с.

Harmata W. Aerial detection of contamination with the use of unmanned vehicles. “Scientific Journal of the Military University of Land Forces”. 2018. Vol. 50, No. 1(187). P. 26–46. DOI:10.5604/01.3001.0011.7353.

Волканін Є. Є. Схемотехніка безпілотних літальних апаратів : навч. посіб. Харків: Харківський національний університет внутрішніх справ, 2024. 192 с.

Tachinina O., Lysenko O., Alekseeva I., Novikov V., Sushchenko O. Classification of Modern Unmanned Aerial Vehicles. “Electronics and Control Systems”. 2022. No. 3(73). P. 70–78. https://doi.org/10.18372/1990-5548.74.17354.

Методика оцінювання ефективності застосування безпілотних систем у бригадах бойового складу ЗСУ: військова публікація, Київ: Центральний науково-дослідний інститут Збройних Сил України, 2025. 65 с.

Ramirez-Atencia C., Rodriguez-Fernandez V., Camacho D. A revision on multi-criteria decision making methods for multi-UAV mission planning support. URL: https://arxiv.org/abs/2402.18743 [дата звернення 15.06.26].

Гутченко О. А., Гутченко К. С., Гутченко А. Г. Удосконалена методика оцінювання ефективності захисту військ від хімічних, біологічних, радіаційних та ядерних загроз. “Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони”. 2025. № 2(53). С. 17–25. https://doi.org/10.33099/2311-7249/2025-53-2-17-25.

Коробка В. П., Журавський О. М., Ткаченко В. В. Підвищення ефективності ведення радіаційної, хімічної та біологічної розвідки шляхом застосування безпілотних літальних апаратів. Наука і оборона. 2013. № 2. С. 29–34.

Akhundov R., Hashimov E. Enhancing the Efficiency of the Military Environmental Security System through the Implementation of Advanced Technical Means. “Modeling, Control and Information Technologies”. 2025. https://doi.org/10.31713/MCIT.2025.108

Akhundov R., Islamov I. Military Environmental Security under Radiation and Chemical Threats. “Modeling, Control and Information Technologies”. 2025. https://doi.org/10.31713/MCIT.2025.129.

Šmídl V., Hofman R. Tracking of atmospheric release of pollution using unmanned aerial vehicles. “Atmospheric Environment”. 2013. Vol. 67. P. 425–436. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2012.10.054.

Tang X.-B. et al. Efficiency calibration and minimum detectable activity concentration of a real-time UAV airborne sensor system with two gamma spectrometers. “Applied Radiation and Isotopes”. 2016. URL: https://iint.nuaa.edu.cn/_upload/article/files/66/8b/96ef4d3d4d5aab25bc707bb7 b35f/b8db4ee2-61f0-4d2d-9f04-61cb4ec4f60b.pdf. [дата звернення: 15.06.26].

van der Veeke S., Limburg J., Koomans R. L., Söderström M., van der Graaf E. R. Optimizing gamma-ray spectrometers for UAV-borne surveys with geophysical applications. “Journal of Environmental Radioactivity”. 2021. Vol. 237. Article 106717. DOI: 10.1016/j.jenvrad.2021.106717.

Данильян О. Г., Дзьобань О. П. Методологія наукових досліджень: підручник. Харків : Право, 2019. 368 с.

Згуровський М. З. Сценарний аналіз як системна методологія передбачення. Київ: НТУУ “КПІ”, 2002.

Аналіз структурно-функціональний. Велика українська енциклопедія. 2020. URL: https://vue.gov.ua/ [дата звернення 15.06.26].

Бачинський А. Компаративний аналіз безпілотних авіаційних систем для виявлення хімічного, біологічного, радіоактивного зараження. Вибір оптимальної платформи тактичного рівня. “Збірник наукових праць Національної академії Державної прикордонної служби України”. Серія: військові та технічні науки. 2025. Т. 100, № 3. С. 4–18. https://doi.org/10.32453/3.v100i3.1903.