Категория: 2.9. Транспортные системы

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

Posted on by

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

Posted on by

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

Posted on by

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

О необходимости и возможности снижения влияния зашумлённости в целях минимизации травматизма на авиапредприятиях

Posted on by

УДК 331.45:612.85:629.08

DOI 10.51955/2312-1327_2024_2_6

Евгений Юрьевич Старков

Николай Иванович Николайкин

Елена Эдуардовна Сигалева

Лилия Юрьевна Марченко

Игорь Николаевич Мерзликин

Наталья Васильевна Дегтеренкова

Галина Павловна Степанова

Аннотация. Приведены сводные данные о травматизме в России и на авиапредприятиях ГА за годы текущего столетия. Показано постоянное снижение травматизма. Статистически выявлены значимые актуальные факторы производственной среды, способствующие производственному травматизму, среди которых одним из главных является зашумлённость рабочих мест. Воздействие шума оказывает негативное влияние на слух и функциональное состояние центральной нервной системы, что снижает работоспособность, ведёт к ошибкам, способствует травматизму. Экспериментально подтверждена возможность парирования действия шума путём отопротекции аргонокислородной газовой смесью.

Ключевые слова: травматизм, зашумлённость рабочих мест, человеческий фактор, авиапредприятие, отопротекция, аргон.

Скачать 1,1 MB

Методологическое обеспечение имплементации международных стандартов по безопасности полетов в российских нормативных документах

Posted on by

УДК 629.735.33:004.021

DOI 10.51955/2312-1327_2024_1_37

Анатолий Григорьевич Гузий

Анастасия Андреевна Шпаковская

Алексей Станиславович Муравьев

Аннотация. В статье раскрыта проблема нормативного и методического обеспечения разработки и внедрения систем управления безопасностью полетов (СУБП) гражданских воздушных судов. Представлен подход к решению проблемы при имплементации международных стандартов безопасности (SARP) в государственных и корпоративных нормативных документах. Обоснована зависимость качества нормативных документов категории «СУБП» от степени совершенства соответствующих англоязычных версий SARP и их официальных переводов на русский язык. Приведены результаты анализа неточностей, неопределенностей, неоднозначностей, допускаемых в определениях основополагающих терминов и понятий в англо- и русскоязычных версиях документов SARP. Представлен анализ причин проблемы имплементации SARP в российских нормативных документах. Показано, что именно проблемой имплементации обуславливается несовершенство нормативной базы СУБП в России. По результатам анализа положительного опыта разработки и совершенствования нормативного и методического обеспечения СУБП, накопленного ведущими российскими эксплуатантами воздушных судов, предложены пути минимизации ошибок и неопределенностей в русскоязычных версиях международных стандартов при их имплементации в российских нормативных документах. Доказано, что совершенное государственное авиационное законодательство – необходимое условие выполнения требований по разработке СУБП поставщиками авиационных услуг.

Ключевые слова: международные стандарты, нормативные документы, имплементация, методическое обеспечение, безопасность, риск, факторы.

Скачать 462,0 kB

Способ прогнозирования вероятности возникновения опасных порывов ветра в зоне взлётно-посадочной полосы при посадке воздушного судна

Posted on by

УДК 629.7.073.7

DOI 10.51955/2312-1327_2024_1_57

Виталий Дмитриевич Рубцов

Елена Игоревна Трусова

Александра Леонидовна Рыбалкина

Аннотация. Предложен способ прогнозирования вероятности возникновения опасных порывов ветра в зоне взлетно-посадочной полосы (ВПП) за время посадки воздушного судна, основанный на использовании распределения абсолютных максимумов порывов ветра за время наблюдения. Данный способ даст возможность спроектировать систему посадки воздушных судов (ВС), позволяющую в зависимости от вероятности возникновения порывов ветра принимать различные управленческие решения: разрешение на посадку, отправку ВС на второй круг либо отправку на запасной аэродром.

Ключевые слова: порывы ветра, вероятностное описание, безопасность полётов, воздушное судно, теория выбросов случайных процессов, регистрирующее устройство на зондирующем луче.

Скачать 892,5 kB

Синтез алгоритма оценки параметров многопозиционной системы наблюдения и исследование эффекта расходимости процесса фильтрации

Posted on by

УДК 621.396.96

DOI 10.51955/2312-1327_2024_1_78

Вячеслав Владимирович Ерохин

Борис Валентинович Лежанкин

Дмитрий Юрьевич Урбанский

Аннотация. Точность измерения местоположения воздушных судов (ВС) напрямую влияет на безопасность полётов и является одной из важнейших тактических характеристик. Внедрение новых перспективных средств наблюдения, таких как многопозиционные системы наблюдения (МПСН), может значительно повысить уровень безопасности полётов, а также улучшить эффективность использования воздушного пространства. В статье рассматривается задача улучшения качества функционирования МПСН и повышения точности оценки координат воздушных судов (ВС). Точность определения местоположения определяется погрешностью измерения времени прихода сигнала в условиях влияния шумов и помех. Случайные возмущения необходимо учитывать для обеспечения качественной работы МПСН, что достигается путем применения методов Калмановской теории фильтрации. Поэтому для решения задачи оценивания переменных состояния МПСН предлагается использовать фильтр Калмана (ФК). Эффективность применения фильтра Калмана зависит от адекватности математических моделей и реальных процессов. Неточности моделей, связанные с функционированием навигационных систем, приводят к расходимости ФК. В работе приведены результаты теоретических исследований и имитационного моделирования процессов функционирования МПСН на основе реализации алгоритма ФК.

Ключевые слова: фильтр Калмана, расходимость процесса фильтрации, алгоритм оценивания, многопозиционная система наблюдения, случайные возмущения, воздушное судно.

Скачать 802,6 kB

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

Posted on by

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

Моделирование подтверждения данных АЗН-В с коррекцией температуры при оценке высоты полета на местных воздушных линиях (часть 2)

Posted on by

УДК 629.7.058.6 : 629.7.016.2

DOI 10.51955/2312-1327_2024_1_90

Андрей Сергеевич Калинцев

Аннотация. В первой части статьи была предложена модифицированная методика подтверждения данных АЗН-В, которая оценивает и сравнивает высоты полета воздушного судна: барометрическую (получаемую от барометрического высотомера) и геометрическую (получаемую от приемника ГНСС). В представленной работе выполнено моделирование применения модифицированной методики подтверждения данных геометрической высоты АЗН-В. При моделировании были использованы реальные данные, полученные от наземной станции АЗН-В, расположенной на аэродроме Мезень. Использованы реальные значения давления и температуры. Модифицированная методика учитывает значения показателей качества данных АЗН-В. Для одного полета МВЛ было показано превышение допустимого интервала (данные ГНСС, согласно методике, не подтверждены). Полученный результат согласуется с параметром геометрической вертикальной точности GVA. Для верификации модифицированной методики определения температуры по данным геометрической и барометрической высот, полученные данные температуры сравниваются со значениями модели прогнозирования ECMWF. Среднее значение RMSE для 11 рейсов составило 1,58ºС. Для ВС, набирающих высоту, максимальное значение RMSE составило 1,93ºС, для ВС, выполняющих посадку, максимальное RMSE = 2,7ºС.

Ключевые слова: безопасность полетов, АЗН-В, модель, местные воздушные линии, барометрическая высота, геометрическая высота, TAS, IAS.

Скачать 1,5 MB

Сенсорная и интерсенсорная модель системы пилот – воздушное судно

Posted on by

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

« Older Entries Recent Entries »