Категория: Авионика, авиационные электросистемы, пилотажно-навигационные комплексы и методы их эксплуатации

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

УДК 351.814.331

DOI 10.51955/2312-1327_2024_2_

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

Опыт технической эксплуатации совмещенной инерциально-воздушной системы ADIRS самолета А-320

УДК 629.7.05 ББК 39.56

DOI 10.51955/2312-1327_2023_1_134

Александр Леонидович Кивокурцев

Олег Аркадьевич Соколов

Александр Юрьевич Юрин

Аннотация. В статье представлен опыт технической эксплуатации совмещенной инерциально-воздушной системы ADIRS как на реальных ВС в авиакомпаниях, так и на процедурном тренажере при проведении практики «Тренажерная подготовка» в ВУЗе. Рассмотрены особенности построения системы ADIRS, показана её центральная роль в составе интегрированного комплекса бортового оборудования, как основного источника пилотажно-навигационной информации. Основным методом технической эксплуатации рассматриваемой системы является техническая эксплуатация по состоянию до появления опасного отказа, влияющего на безопасность полетов.

Путем натурных экспериментов, основанных на анализе работоспособности системы в реальных условиях, приводятся характерные отказы, рассматриваются нештатные ситуации, возможность реконфигурации системы. При наличии процедурного тренажера рассматривается экспериментальная возможность изучения особенностей эксплуатации системы, отработки методики выявления и устранения некоторых отказов.

В статье предлагается при обучении авиационных специалистов использовать непрерывную систему подготовки, состоящую из трех этапов. Первый этап – обсуждение особенностей построения, опыта технической эксплуатации изучаемых систем на локальной групповой научно-практической конференции. Второй – отработка практических заданий по изучаемым системам на процедурном тренажере. Третий – выполнение работ по технической эксплуатации систем на реальном ВС.

Ключевые слова: Air Data Inertial Reference System (ADIRS), Air Data Reference (ADR), Inertial Reference (IR), совмещенная инерциально-воздушная система, бесплатформенная инерциальная навигационная система (БИНС), система воздушных сигналов (СВС), опыт технической эксплуатации, техническая эксплуатация по состоянию, обучение авиационных специалистов, непрерывная система подготовки.

Скачать 1,0 MB

Выбор и обоснование параметров и показателей эффективности системы эксплуатационного контроля блоков бортового оборудования воздушных судов

УДК 629.735

DOI 10.51955/2312-1327_2022_4_70

Сергей Викторович Кузнецов

Аннотация. Система эксплуатационного контроля (СЭК) бортового оборудования (БО) воздушных судов (ВС) гражданской авиации (ГА) обеспечивает управление процессами технической эксплуатации. Ее качество проявляется в процессе эксплуатационного контроля. Эксплуатационный контроль – это совокупность процессов определения технического состояния (ТС) объектов контроля (ОК) на различных этапах эксплуатации: в полете, при оперативном техническом обслуживании (предполетный и послеполетный контроль), при периодическом техническом обслуживании, после демонтажа оборудования с борта. Анализ проблемы формирования и совершенствования СЭК БО показывает ее сложность, требующую применения системного подхода на основе соответствующего математического аппарата. Процесс эксплуатационного контроля характеризуется достоверностью контроля – свойством контроля технического состояния ОК, определяющим степень объективности отображения в результате контроля действительного вида технического состояния ОК. Количественными параметрами и показателями эффективности СЭК БО служат характеристики достоверности контроля (ХДК). Для их определения сформированы рациональные множества технических состояний и решений о технических состояниях блоков БО. На основании принадлежности к этим множествам определены три группы характеристик достоверности контроля. Первую группу составляют условные вероятности переходов процесса эксплуатационного контроля при различных видах контроля. Вторую группу составляют безусловные вероятности переходов процесса эксплуатационного контроля при различных видах контроля. Третью группу составляют апостериорные вероятности принятия решений в процессе эксплуатационного контроля при различных видах контроля. Определены аналитические зависимости для вычисления ХДК трех групп для блоков БО и взаимоотношения между ними.

Ключевые слова: система эксплуатационного контроля, процесс технической эксплуатации, техническое состояние, достоверность контроля, бортовое оборудование.

Скачать 775,5 kB

Экспериментальное исследование законов распределения выходных сигналов микроэлектромеханических навигационных датчиков беспилотного летательного аппарата

УДК 621.383 ББК 34.96

DOI 10.51955/23121327_2022_1_101

Андрей Анатольевич Санько

Алексей Алексеевич Шейников

Гафур Шокирович Туганов

Аннотация. В статье представлены результаты исследований законов распределения выходных сигналов микроэлектромеханических датчиков, используемых для бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС), устанавливаемых на беспилотные летательные аппараты (БЛА) малой массы. В качестве объекта исследования был использован датчик GY-91 (датчик), выполненный по микроэлектромеханической технологии и имеющий инерциально-измерительный блок, состоящий из трех ортогонально расположенных: измерителя угловой скорости, акселерометра, магнитометра и одноканального барометра. Приводятся формулы аппроксимации среднеквадратических отклонений показаний перегрузки, угла тангажа и угловой скорости от различных условий испытаний. Полученные зависимости рекомендуется использовать при выполнении калибровки акселерометров и датчиков угловых скоростей. Даются рекомендации по использованию различных методов фильтрации в зависимости от законов распределения выходных параметров датчика. Рассматриваются различные фильтры, используемые для датчиков БИНС, такие как: фильтр Калмана, медианный фильтр, АВ-фильтр и комплементарный фильтр. Проведен сравнительный анализ алгоритмов фильтрации выходных сигналов микроэлектромеханических датчиков по значению коэффициента сигнал/шум для БЛА самолетного типа при различных оборотах его винта. Даются рекомендации по использованию полученных результатов исследований для алгоритмического обеспечения навигационных систем БЛА малой массы.

Ключевые слова: датчики, гироскоп, акселерометр, погрешности, закон распределения.

Скачать 897,9 kB

Анализ проблем, возникающих при выполнении маршрутов четырёхмерной навигации в гражданской авиации, и определение основных путей их решения

УДК 681.518.3 ББК 39.56

DOI 10.51955/2312-1327_2021_1_37

Александр Сергеевич Будков

Аннотация. Работа посвящена анализу проблем при выполнении маршрутов четырёхмерной навигаций в гражданской авиации, определению минимально необходимых требований для системы поддержки принятия решения, которая бы обеспечивала решение этих проблем, а также разработке методики поиска оптимального четырёхмерного маршрута.

Ключевые слова: гражданский самолёт, четырёхмерная навигация, система самолётовождения, система поддержки принятия решения.

Скачать 546,3 kB

Анализ автоматизированных средств верификации систем авионики, применяемых при разработке современных гражданских самолётов

УДК 681.518.3 ББК 39.56

DOI 10.51955/2312-1327_2021_1_30

Сергей Александрович Дяченко

Артём Сергеевич Савельев

Аннотация. В работе проведён анализ существующих автоматизированных средств верификации систем авионики, применяемых при разработке современных гражданских самолётов. Рассмотрены основные представленные на рынке продукты, а также определены их достоинства и недостатки. По результатам проведённого анализа установлено, что перспективным направлением развития данного типа средств является обеспечение автоматизации тестирования визуальной и графической информации в рамках стендовых испытаний. Задача актуальна не только для авиационной промышленности, но также для любых технических объектов, использующих человеко-машинный интерфейс (космическая отрасль, автомобилестроение, судостроение и пр.).

Ключевые слова: анализ, автоматизация, верификация, программное обеспечение, гражданский самолёт, авионика, система автоматизированного проектирования, безопасность полета.

* Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) в рамках научного проекта №20-31-90028 «Применение модельно-ориентированного подхода к оценке безопасности гражданских воздушных судов на примере комплекса бортового оборудования», выполняемого в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)». Руководитель проекта – кандидат технических наук, доцент Е. С. Неретин.

Скачать 250,6 kB

Разработка методики управления информационным полем кабины экипажа гражданского самолета

УДК 681.518.3 ББК 39.56

Иванов А. С.

Неретин Е. С.

В работе предложена методика управления информационным полем кабины экипажа гражданского самолета, позволяющая снизить нагрузку на экипаж за счёт применения единого подхода к управлению всеми элементами индикации.

Ключевые слова: гражданский самолёт, кабина экипажа, эргономика, бортовое оборудование.

Скачать 628,0 kB

Использование микроконтроллеров для модернизации аналоговых блоков систем авиационного оборудования

УДК 681.513 ББК 39.56

Мишин С. В.

В статье представлены материалы, подтверждающие возможность и поясняющие алгоритм частичной модернизации аналоговых блоков бортового комплекса оборудования на примере противообледенительной системы вертолета Ми-8. Предложенное решение позволяет снизить массу и стоимость, повысить надежность функционирования сложных технических систем.

Ключевые слова: модернизация, авиационное оборудование, цифровой блок управления, микроконтроллер.

Скачать 832,5 kB

Классификационный анализ аналитических и вероятностных методов прогнозирования состояния сложных систем

УДК 681.518.3 ББК 32.965.07

Брусникин П. М.

Дудкин С. О.

Неретин Е. С.

В работе рассматривается класс аналитических методов прогнозирования, класс вероятностных методов и методы искусственных нейронных сетей для решения задачи прогнозирования состояния сложных систем на борту ЛА, такие как: математическое моделирование, операторный метод, метод прогнозирования одномерных временных рядов, метод потенциальных функций, метод зон и метод обобщенной точки.

Ключевые слова: гражданский самолёт, интегрированная модульная авионика, бортовая система технического обслуживания, распределенная архитектура, бортовое радиоэлектронное оборудование, предиктивные модели.

Скачать 193,7 kB

Метод определения подхода отказобезопасности критического оборудования на этапе системного проектирования

УДК 519.718.4 ББК 39.56

Савельев А. С.

Неретин Е. С.

Дяченко С. А.

Берсуцкая О. Д.

Иванов А. С.

Обеспечение безопасности полетов является приоритетом для разработчиков гражданских воздушных судов. В связи с этим, параллельно процессу разработки протекает процесс оценки безопасности, как на уровне самолета, так и на уровне его отдельной системы. Настоящая работа посвящена анализу потенциальных проблем, которые могут возникнуть в ходе выполнения мероприятий, посвященных оценке безопасности систем на примере комплекса бортового оборудования и способов их решения. Данная работа является первой в цикле статей, посвященных разработке стратегии модельно-ориентированного подхода к оценке безопасности.

Ключевые слова: проектирование, гражданская авиация, бортовое оборудование, оценка безопасности, надежность, модельно-ориентированный подход.

* Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) в рамках научного проекта № 20-31-90028\20 «Применение модельно-ориентированного подхода к оценке безопасности гражданских воздушных судов на примере комплекса бортового оборудования», выполняемого в МАИ. Руководитель проекта – к. т. н., доцент Е. С. Неретин

Скачать 204,2 kB

« Older Entries