Bachelor's Thesis

Aircraft Design for an Attack Drone Interception Mission

Final Thesis 3.33 MB

Author of thesis: Bc. Jan Pokorný

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Lukáš Dubnický, Ph.D.

Reviewer: Ing. Rostislav Koštial, Ph.D.

Abstract:

This bachelor's thesis deals with the conceptual design of a low-cost unmanned aerial
vehicle intended for the interception and elimination of attack drones and loitering
munitions. The thesis includes a review of threats and an analysis of counter-drone
technologies, supplemented by a comparative database, which served as the basis for
defining the target requirements. The design section further contains the selection of
the aerodynamic concept, the elaboration of a weight breakdown, and an aerodynamic
design supported by a simple software simulation to estimate flight performance.
Furthermore, the work addresses the integration of the propulsion unit and the specific
design of the weapon system, including an analytical calculation of a damping
mechanism to absorb recoil. The output is a comprehensive conceptual design of the
vehicle, which represents a response to the current challenges of the asymmetric
battlefield.

Keywords:

UAV, attack drones, loitering munitions, interceptor aircraft, conceptual design, cost asymmetry

Date of defence

10.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Študent prezentoval výsledky svojej bakalárskej práce komisii. Nasledovali otázky oponenta. Študent odpovedal na prvú otázku oponenta samostatne ku spokojnosti komisie. Študent odpovedal na druhú otázku oponenta samostatne ku spokojnosti komisie. Prvá otázka komisie k práci bola zameraná na tuhosť zvolenej pružiny a výpočet jej dĺžky. Študent odpovedal na otázku samostatne ku spokojnosti komisie. Druhá otázka komisie k práci bola zameraná na veľkosť škodlivého odporu. Otázka pokračovala na aerodynamickú poláru. Študent odpovedal na otázku z časti samostatne, z časti s pomocou. Tretia otázka komisie k práci bola zameraná na sily pôsobiace na lietadlo v ustálenom horizontálnom lete. Študent odpovedal na otázku obrázkom. Študent odpovedal na otázku samostatne ku spokojnosti komisie. Štvrtá otázka komisie k práci bola zameraná na princíp výpočtu programu OpenVSP. Študent základne objasnil problematiku fungovania programu. Následne sa prešlo na všeobecnú rozpravu.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Aerospace Engineering

Study programme

Fundamentals of Mechanical Engineering (B-ZSI-P)

Specialization

Fundamentals of Mechanical Engineering (STI)

Composition of Committee

Ing. Jan Navrátil, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Lukáš Dubnický, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Ivo Jebáček, Ph.D. (předseda)
Ing. František Vaněk, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Katrňák (člen)
Ing. Miroslav Červenka, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Lukáš Dubnický, Ph.D.

Student v předložené bakalářské práci zpracoval rešerši útočných bezpilotních prostředků a způsobů obrany proti nim. Vzhledem k povaze a dostupnosti informací o těchto prostředcích je třeba ocenit obsáhlost rešerše a práci s velkým množstvím zdrojů. Rešerše je přesto zpracována věcně a systematicky, v dobrém technickém jazyce vč. zhodnocení a vyvození závěrů. Další tabulky, obrázky a data jsou součástí příloh. Práci ubírá na kvalitě ne vždy vhodně zvolený formát citací, např. pro webové stránky apod. Na základě rešerše jsou stanoveny parametry, které by měl záchytný prostředek splňovat, a je zpracován koncepční návrh s předběžným výpočtem letových výkonů. Zvolený postup považuji za vhodný pro prvotní návrh. Práce se zaměřuje především na koncept z hlediska mechaniky a zástavby zbraně, další aspekty jako senzorické vybavení, mise - navedení na cíl apod. nejsou v práci dále diskutovány, což vzhledem k celkové obsáhlosti tématu lze chápat, ale ve stádiu konceptu by i tyto části bylo možné zahrnout. Cíle práce považuji za splněné a doporučuji práci k obhajobě s návrhem hodnocení A – výborně.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout B
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations B
Student's independence when working on the topic A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Rostislav Koštial, Ph.D.

Bakalářská práce je zaměřena na návrh prostředku pro záchyt útočných dronů.

Práce je rozdělena do dvou základních částí rešeršní a praktické. V rešeršní části je na začátku proveden rozbor vojenských bezpilotních systémů. Rozdělení je kategorizováno dle NATO STANAG 4670. Vzhledem k tomu, že dokument NATO STANAG 4670 je určen primárně jako požadavky na operátory bezpilotních prostředků, bylo by vhodné vzhledem na téma práce tuto část doplnit i o dokumenty NATO STANAG 4671 a 4703, které pokrývají stavební předpisy pro UAV zařízení do hmotnosti 20000 kg. Každá kategorie bezpilotních prostředků je pak dále rozpracovna. Tato část je poměrně kvalitně a podrobně popsána s pár drobnými nedostatky např. u bezpilotních prostředků s dlouhou vytrvalostí HALE autor uvádí, že dolety jsou v rozmezí 20000 – 40000 km, což ale neodpovídá realitě ani doletům a operačnímu dosahu vybraných prostředků dané kategorie.

Dále jsou popsány typy a druhy vyčkávací munice a způsoby jakým se dnes běžně mohou bezpilotní systémy eliminovat. K této části nemám výhrady.

Druhá praktická část práce se zabývá koncepčním návrhem vícenásobně použitelného záchytného bezpilotního letounu. Z důvodu vícenásobného použití zde autor práce, plánuje využívat hlavňovou výzbroj, pro eliminaci bezpilotních prostředků. Autor zde počítá i se zpětným rázem a návrhem zákluzového systému. Zde bych měl je drobnou výtku k zápisu, kde autor spočítal délku volné pružiny na 174,7 mm, ale v textu poté pracuje s hodnotou 210 mm. Poté byl proveden návrh samotného prostředku. Návrh je zjednodušený, ale pro bakalářskou práci dostatečný. Na konci by bylo vhodné, jelikož autor práce píše, že se jedná o nízkonákladový prostředek, provést jednoduchou nákladovou analýzu.

Práce je kvalitně a logicky uspořádána i po formální stránce, s několika drobnými nedostatky – např. na obr. 9 by mělo být uvedené měřítko atd.

Práci hodnotím jako kvalitní a doporučuji ji k obhajobě
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods B
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions B
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout B
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations A
Topics for thesis defence:
  1. Jak se lišily vstupní parametry pro výpočet pomocí analytické poláry a pro program Open VSP?
  2. Jak se určila energie zpětného rázu 50J?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová