Категория: Авиационная техника

Обнаружение и демодуляция сигналов с коэффициентами модуляции более единицы в задачах радиомониторинга авиационных линий связи

УДК 621.396.96

DOI 10.51955/2312-1327_2024_2_119

Муслим Амирович Межетов

Алексей Александрович Шалаев

Владислав Павлович Чурбаков 

Аннотация. Связь между воздушным судном и землёй является основным средством, позволяющим организовать управление воздушным движением и обеспечить безопасность и регулярность воздушных перевозок. В целях поддержания работоспособности каналов радиосвязи производится радиоконтроль. В статье рассмотрен вопрос создания алгоритма радиоконтроля, позволяющего классифицировать амплитудно-модулированные сигналы по глубине модуляции, а также показана возможность детектирования перемодулированных колебаний, позволяющая восстановить исходное информационное сообщение с достаточной для его восприятия точностью.

Ключевые слова: перемодуляция, балансная модуляция, анализ сигналов, обнаружение помех, когнитивное радио, радиоконтроль.

Скачать 1,7 MB

Нейросетевая система лазерной диагностики элементов остекления кабин самолетов

УДК 535.8/004.89

DOI 10.51955/2312-1327_2024_2_61

Павел Владимирович Павлов

Даниил Игоревич Тюрнев

Никита Владимирович Сухачев

Аннотация. Оценка технического состояния элементов остекления кабин самолетов оперативно-тактической авиации по-прежнему остается наиболее важной задачей в обеспечении безопасности полетов. Для повышения оперативности операций по неразрушающему контролю элементов остекления с использованием метода спекл-структур оптического излучения предлагается использовать нейросетевые технологии для автоматического определения контролируемых участков на кабине самолета. Для реализации данной задачи были использованы технологии искусственного интеллекта, основанные на алгоритмах семантической сегментации, классификации и обнаружения контролируемых участков по установленным маркерам на кабине за счет применения сверточной нейросети на архитектуре YOLOv8. Применение технологий машинного зрения позволило в реальном масштабе времени осуществлять измерение величины выхода остекления из заделки при создании избыточного давления внутри кабины и тем самым сократить время на оценку технического состояния не менее чем в 10 раз. Установлена причина расхождения результатов применения метода спекл-структур оптического излучения при определении величины выхода остекления из заделки с «ленточным» методом, выработаны рекомендации для снижения погрешностей измерений.

Ключевые слова: неразрушающий контроль, оптико-электронные системы, спекл, семантическая сегментация, сверточная нейросеть, YOLO, остекление.

Скачать 1,2 MB

Разработка методики идентификации и разрешения конфликтных ситуаций при оперативном планировании четырехмерной траектории полета

УДК 351.814.331

DOI 10.51955/2312-1327_2024_2_77

Нгуен Тхи Линь Фыонг

Евгений Сергеевич Неретин

Нгуен Ныы Ман

Аннотация. Обнаружение и разрешение конфликтов являются одной из ключевых задач в обеспечении безопасности и эффективности эксплуатации воздушного транспорта. В операциях на основе траекторий (от англ. TBO – Trajectory based operation) воздушным судам (ВС) предоставляется большая гибкость в планировании траекторий на маршруте и большая ответственность за самоэшелонирование друг от друга, при котором пилоту потребуется помощь для безопасного и эффективного выполнения задачи децентрализованного разрешения конфликтов в полете по маршруту. В настоящей работе разрабатывается методика идентификации и разрешения конфликтных ситуаций в крейсерском режиме полета на основе четырехмерных узлов сетки (4D-сетка) и алгоритма поиска кратчайшего пути A-star (далее – A*) для формирования оптимальной четырехмерной траектории (4D-траектория) обхода. Данный новый подход помогает избегать ложных предупреждений о потенциальных конфликтных ситуациях (ПКС) в воздухе из-за возможности своевременного их обнаружения и точного определения расстояния от рассматриваемого ВС до зон опасного сближения (ОС) с запретными для полетов зонами, зонами ограничения полетов, зонами сложных метеоусловий (СМУ) и другими ВС, что и позволяет автономно сформировать временно-пространственную траекторию их обхода. Для демонстрации эффективности предлагаемой методики идентификации и разрешения конфликтов при оперативном планировании 4D-траектории полета с использованием 4D-сетки и алгоритма поиска кратчайшего пути А-star (далее – А*) по заданным критериям оптимизации проведем три эксперимента в различных условиях воздушного пространства (при наличии зон опасного сближения и без них). Результаты проведенных экспериментов доказывают, что потенциальные опасные сближения ВС в полете эффективно идентифицированы и разрешены при применении предлагаемой методики.

Ключевые слова: обнаружение и разрешение конфликтов, самоэшелонирование, четырехмерная траектория, 4D-сетка, алгоритм A*.

Скачать 895,7 kB

Исследование влияния действующих нагрузок на микроструктурные изменения в сплаве Inconel 738LC

УДК 629.7.036.34

DOI 10.51955/2312-1327_2024_2_51

Олег Александрович Ратенко

Елизавета Васильевна Самойленко

Юрий Владимирович Петров

Аннотация. В современных экономических условиях одной из важных задач является перевод как можно большего количества элементов конструкции авиационных двигателей на эксплуатацию по состоянию при одновременном соблюдении баланса экономического эффекта и уровня безопасности полетов. Подобные меры в значительной степени позволят эксплуатантам воздушных судов снизить эксплуатационные расходы. Одним из кандидатов на переход на эксплуатацию по состоянию являются лопатки турбин газотурбинных двигателей (ГТД), изготовляемые из жаропрочных никелевых сплавов (ЖНС). Микроструктура ЖНС представляет собой γ-матрицу с включенными в нее дисперсными частицами — фазы, которые и являются элементами, обеспечивающими высокие прочностные свойства никелевых сплавов. Происходящие в ходе эксплуатации ГТД микроструктурные изменения в ЖНС лопаток турбин, связанные с увеличением размеров частицам — фазы, а также изменением их формы и объемной доли, приводят к деградации механических свойств изделий. Учет этих изменений может явиться тем инструментом, который позволит проводить расчеты, направленные на оценку технического состояния лопаток турбин ГТД в процессе их эксплуатации.

Ключевые слова: газотурбинный двигатель, лопатка турбины, жаропрочный никелевый сплав, — фаза, микроструктура сплава.

Скачать 732,0 kB

Система управления безопасностью полётов летательных аппаратов с базовой встроенной системой автоматического допускового контроля гидравлической системы и систем мониторинга и прогнозирования отказов

УДК 629.735     ББК 39.52

DOI 10.51955/2312-1327_2024_2_36

Михаил Арчилович Бобрин

Аннотация. В работе рассмотрена система встроенного допускового контроля с подсистемами мониторинга и прогнозирования отказов для системы управления безопасностью полётов летательных аппаратов (СУБП ЛА), что является актуальным в настоящее время. Работа посвящена эксплуатационной составляющей полей допусков гидравлической системы (ГС). Внутренним замеряемым параметром является давление, поэтому необходимо было найти алгоритм, отражающий зависимость его от условий эксплуатации, его коэффициента кинематической вязкости жидкости, её температуры, наработки, температуры окружающей среды и этапа полёта. Из полученного выражения для давления подстановкой граничных значений, входящих в эту зависимость параметров, можно получить эксплуатационную составляющую поля допуска.

Для каждого опроса датчиков системы автоматического контроля необходимо вычислить диапазон изменения параметра для данного этапа полёта и других условий с помощью полученных в работе алгоритмов вычисления поля допуска. При этом система контроля должна производить обработку большого объёма информации с использованием методов работы искусственного интеллекта (ИИ), что позволяет управлять безопасностью полётов летательных аппаратов (БП ЛА).

Ключевые слова: система управления техническим состоянием летательных аппаратов, система управления безопасностью полетов летательных аппаратов, система автоматического контроля гидравлических систем летательных аппаратов, эксплуатационное поле допуска давления жидкости.

Скачать 799,4 kB

Управление траекторией полета беспилотного летательного аппарата при различной конфигурации источников навигационной информации

УДК 621.396.94

DOI 10.51955/2312-1327_2024_1_113

Борис Валентинович Лежанкин

Вячеслав Владимирович Ерохин

Николай Павлович Малисов

Аннотация. В реальных условиях применения для высокоточного позиционирования и управления траекторией беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) при полете по маршруту проявляется недостаточная помехозащищенность и точность функционирования приемников спутниковых навигационных систем. В связи с этим актуальным является исследование возможных методов и средств обеспечения высокоточных навигационных определений, в том числе на основе комплексной обработки сигналов от различных источников навигационной информации при решении задачи вывода БПЛА в терминальное множество.

В статье представлены результаты разработки алгоритма управления траекторией БПЛА на основе методов статистической теории оптимального управления, реализация которого позволит повысить точность выдерживания заданного маршрута полета. Рассмотрены характеристики для анализа ошибок выдерживания траектории полета.

Приведены результаты моделирования и исследования характеристик алгоритма управления траекторией при различных конфигурациях источников навигационной информации (ИНИ) и показана зависимость точности выдерживания заданного маршрута полета БПЛА от ошибок оценок навигационных параметров.

Ключевые слова: управление траекторией, беспилотный летательный аппарат, алгоритм Летова-Калмана, источники навигационной информации, автоматическое зависимое наблюдение.

Скачать 965,8 kB

Сенсорная и интерсенсорная модель системы пилот – воздушное судно

УДК 629.7.073

DOI 10.51955/2312-1327_2024_1_67

Геннадий Владимирович Коваленко

Артем Андреевич Федоров

Андрей Валерьевич Федоров

Аннотация. В этой статье представлен обзор компонентов модели пилота, используемой для проектирования системы управления полетом, в которой особое внимание уделяется физиологическим аспектам и аспектам ручного управления. Использована структура многоэлементной системы, раскрывающая совокупность взаимодействия пилота с воздушным судном при реализации ручного управления. Ручное управление является наиболее сложным процессом при выполнении полета воздушного судна, требующего большого опыта и высоких навыков пилота. Рассмотрены сенсорная и интерсенсорная модели системы «пилот – воздушное судно». Применение этих моделей требует знания механизмов и процессов, которые непосредственно участвуют в развитии пространственной ориентации пилота при ручном управлении воздушным судном. Разработка метода и математической модели формирования навыка по ведению пространственной ориентации является актуальной задачей научных исследований.

Ключевые слова: пилот, модель, пространственная дезориентация, воздушное судно, органы чувств, человеческий фактор.

Скачать 547,8 kB

К вопросу применения закона аберрации в радионавигации и авиационном наблюдении

УДК 629.7.058.6

DOI 10.51955/2312-1327_2023_4_63

Евгений Андреевич Рубцов

Аннотация. Проанализирован потенциал использования закона аберрации, который описывает отклонение измеряемых параметров наблюдаемого объекта при изменении его местоположения относительно наблюдателя. Этот закон был исследован с точки зрения его применения в средствах радионавигации и авиационного наблюдения. В ходе исследования были получены зависимости отклонений в значениях наблюдаемых и реальных (истинных) характеристик объекта наблюдения для таких средств радиотехнического обеспечения полетов, как первичный радиолокатор, радиомаяк дальномерный (DME) и наземная станция автоматического зависимого наблюдения. При этом скорость движения объекта наблюдения задавалась равной 250 м/с (характерна для существующих самолетов) и 600 м/с (характерна для перспективных сверхзвуковых самолетов). Из результатов расчетов следует, что эффект аберрации не может быть обнаружен для задач определения наклонной дальности или длительности импульса в связи с несовершенством существующих средств измерения. Однако, эффект аберрации может быть зафиксирован при решении задач определения временного интервала между зондирующими импульсами первичного радиолокатора или сообщениями автоматического зависимого наблюдения, а также при определении частоты сигнала DME. Это достигается за счет достаточно большого динамического диапазона измеряемых величин. Для приведенной в работе методики оценки эффекта аберрации была произведена оценка чувствительности к ошибкам измерения скорости движения объекта наблюдения, а также к погрешностям измеряемых величин. Подтверждена возможность применения закона аберрации на практике в средствах радионавигации и авиационного наблюдения, что позволит увеличить точность определения координат и параметров движения ВС, а также расширить возможности имеющегося оборудования.

Ключевые слова: аберрация, истинные параметры, наблюдаемые параметры, средства радионавигации, средства авиационного наблюдения.

Скачать 543,6 kB

Исследование помехоустойчивости мультисистемного GNSS приемника*

УДК 621.391:621.396

ББК 39.57-5

DOI 10.51955/2312-1327_2023_2_28

Роман Олегович Арефьев

Олег Николаевич Скрыпник

Муслим Амирович Межетов

Аннотация. В статье представлены результаты исследования помехоустойчивости мультисистемного GNSS приемника ATGM336H к влиянию узкополосной помехи на частоте L1, поставленной для одной из систем (ГЛОНАСС или GPS). Выполнен обзор существующих работ по исследованию помехоустойчивости приемников спутниковой навигации. Представлена методика проведения экспериментов. В качестве источника сигнала от навигационных спутников использовался имитатор СН-3803М. Проведен анализ результатов, полученных в ходе экспериментов при воздействии узкополосной помехи различной мощности по каналам GPS и ГЛОНАСС.

*Работа выполнена при финансовой поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (грант Т23-029).

Ключевые слова: GPS, ГЛОНАСС, геометрический фактор, помехоустойчивость.

Скачать 879,4 kB

Подтверждение достоверности сообщений АЗН-В путем оценки высоты полета воздушного судна

УДК 629.7.058.6 : 629.7.016.2

DOI 10.51955/2312-1327_2023_1_118

Александр Петрович Плясовских

Евгений Андреевич Рубцов

Андрей Сергеевич Калинцев

Владислав Юрьевич Давиденко

Аннотация. Предложена методика подтверждения данных АЗН-В, основанная на анализе информации о высоте воздушного судна и параметрах атмосферы. Для подтверждения достоверности сообщений АЗН-В предлагается сравнивать геометрическую высоту, полученную по данным спутниковой системы навигации, с высотой, рассчитанной для реальной атмосферы (по информации от метеослужбы о давлении и температуре). Для реализации предлагаемой методики необходимы следующие входные данные: давление на уровне метеостанции, температура на уровне метеостанции и на высотах выполнения полетов и передаваемые в сообщении АЗН данные о геометрической и барометрической высотах. Установлено, что наибольшую погрешность при выполнении расчетов вносит температура на высоте полета ВС. С целью снижения влияния ошибок определения температуры предложено использование данных от метеозондов. С помощью разработанной методики выполнен расчет с использованием реальных данных о высотах, передаваемых в сообщении АЗН-В и требуемых данных от метеослужбы. Были использованы сообщения, полученные от наземной станции АЗН-В НС-1А производства АО «ВНИИРА», установленной на аэродроме Мезень. Разработанную методику предлагается применять для подтверждения данных АЗН-В на региональных аэродромах с малой интенсивностью полетов.

Ключевые слова: АЗН-В, 1090 ES, метеозонд, барометрическая высота, геометрическая высота, давление, температура, формула Лапласа, ISA.

Скачать 496,5 kB

« Older Entries