Preview

Научный вестник МГТУ ГА

Расширенный поиск
Научно-практический рецензируемый журнал

Научный Вестник МГТУ ГА издается с 1998 г., включен в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук, утвержденный Президиумом Высшей аттестационной комиссии Российской Федерации.
К публикации в Вестнике принимаются оригинальные, ранее не опубликованные и не предназначенные для публикации в другом издании статьи российских и иностранных ученых, преподавателей и научных работников, а также аспирантов высших учебных заведений, содержащие результаты фундаментальных, теоретико-прикладных и экспериментальных исследований.
Тематическая структура Вестника определяется основными направлениями деятельности Университета в области подготовки специалистов, фундаментальных и прикладных научных исследований. В Вестнике публикуются статьи по следующим научным направлениям:

Технические науки
05.02.00 – Машиностроение и машиноведение;
05.07.00 – Авиационная и ракетно-космическая техника;
05.12.00 – Радиотехника и связь;
05.13.00 – Информатика, вычислительная техника и управление;
05.22.00 – Транспорт.

 

Текущий выпуск

Том 22, № 2 (2019)
Скачать выпуск PDF

ТРАНСПОРТ

8-15 166
Аннотация
Согласно официальной статистике, причины большинства авиационных происшествий, произошедших с воздушными судами государственной авиации, обусловлены проявлениями так называемого человеческого фактора авиационных специалистов, участвующих в производстве полетов, как правило, негативными проявлениями личностного фактора летного состава во время подготовки и выполнения полетного задания. При этом учет и оценка влияния человеческого фактора на защищенность авиационной системы в настоящее время проводится фрагментарно и системного характера не имеет. Это препятствует применению системного подхода к проблеме влияния человеческого фактора на безопасность полетов. В связи с этим возникает необходимость количественно оценивать влияние личностного фактора на безопасность предстоящего полета с целью снижения этого влияния. Решение этой задачи потребует определить набор наиболее существенных показателей безопасности предстоящего полета со стороны личностного фактора летчика и обоснованно установить величину каждого указанного показателя. Но показатели потенциальной угрозы безопасности предстоящего полета со стороны личностного фактора летчика относятся к числу причинно-обусловленных явлений, признаки которых не поддаются точной количественной оценке. Поэтому наибольшую трудность представляет определение весовой доли каждого показателя опасности со стороны личностного фактора летчика. Для решения этой задачи необходимо иметь механизм оценки, позволяющий оценить степень влияния явлений, признаки которых не поддаются точной количественной оценке, на объект их воздействия или влияния. Ввиду отсутствия известных авторам инструментов оценки, в полной мере удовлетворяющих заявленным требованиям и позволяющих решить поставленную задачу, авторами разработан новый метод, с помощью которого возможно количественно оценить влияние на предмет исследования связанных с ним явлений, не имеющих числовых выражений.
16-27 43
Аннотация
На современных воздушных судах все большее распространение получают беспроводные сети, основанные на принципе и технологии Wireless Avionics Intra-Communications (WAIC), то есть беспроводной авионики или беспроводной бортовой внутренней связи (ББВС). Разработка и внедрение на борт воздушного судна (ВС) ББВС (WAIC) – сложнейшая задача, так как ее решение непосредственно связано с обеспечением безопасности полетов. Это требует предварительного тщательного научного анализа. В статье определены три этапа внедрения таких систем. На первом этапе (он уже идет) на борту ВС появляются ББВС, осуществляющие новые по сравнению с традиционными сетями функции, например функции обеспечения пассажиров доступом в интернет. На втором этапе (этот этап также уже начался) на борт ВС внедряются ББВС, осуществляющие уже существующие функции традиционных бортовых сетей наряду с ними. Например, функции технического обслуживания. На третьем этапе (он еще впереди) ББВС осуществляют функции, полностью или частично заменяя традиционные проводные сети. Например, выполнение функции управления полетом самолета без проводов. Примерно так же происходило внедрение управления полетом с помощью электродистанционных систем вместо традиционных механических. На основе анализа систем бортового оборудования в части возможности и целесообразности применения в них ББС определены параметры XY перспективных сетей свыше десяти самолетных систем. Наиболее перспективными системами для применения ББС являются топливная система, пожарное оборудование и шасси. Дальнейшие исследования требуют разработки беспроводных датчиков с автономным электропитанием, концентраторов информации, соответствующего программного обеспечения вычислителей, оценки влияния беспроводной передачи информации на надежность, отказоустойчивость и отказобезопасность как тех систем, где такая информация передается, так и смежных самолетных систем.
28-37 65
Аннотация
В статье дано описание проблем, связанных с определением необходимого количества топлива при планировании полетов по стандартным траекториям прибытия (STAR), имеющим участки для задержки воздушных судов. Новые маршруты прибытия, основанные на применении зональной навигации, позволили увеличить пропускную способность воздушного пространства, снизить загруженность диспетчеров УВД и экипажей воздушных судов. Все большее количество провайдеров аэронавигационного обслуживания внедряет современные траектории прибытия, составной частью которых являются участки для задержки воздушных судов. Участки для задержки воздушных судов используются как современная альтернатива краткосрочным зонам ожидания и векторению с целью задержки воздушного судна. Однако внедрение новых видов стандартных траекторий прибытия, без изменения подходов к планированию полетов по ним, привело к росту расхода авиационного топлива. В статье раскрывается суть проблемы планирования полета по новым видам траекторий прибытия на примере недавно спроектированных, опубликованных и введенных в эксплуатацию стандартных траекторий прибытия аэропорта Пулково, включающих участки для задержки воздушных судов. Приводятся расчеты с применением автоматизированных систем планирования полета, показывающие объем дополнительного расхода топлива. Описываются сопутствующие негативные факторы. Предлагаются методы решения проблем, позволяющие избежать роста расхода топлива и неблагоприятных выбросов в атмосферу. Описывается порядок использования нового подхода к планированию и выполнению полета по стандартным траекториям прибытия, имеющим участки для задержки воздушных судов. Внедрение нового подхода к проектированию, планированию и выполнению полетов по стандартным траекториям прибытия, имеющим участки для задержки воздушных судов, актуально для существующих и проектируемых траекторий прибытия.
38-48 41
Аннотация

В процессе эксплуатации таких машин, как авиационные двигатели и наземные газотурбинные установки, выполняется обязательный вибрационный мониторинг, направленный на предупреждение их возможных повреждений и разрушений при работе на резонансных режимах или из-за усталости материала. В настоящее время для такого контроля, как правило, используется штатная или дополнительная аппаратура, включающая в свой состав одноосевые датчики вибрации различных типов. Контроль в большинстве случаев осуществляется непрерывно, а частота регистрации может различаться от нескольких значений за полет до нескольких значений в секунду. Данные, полученные в ходе штатного вибромониторинга, представляют собой амплитудные значения вибраций. Их подвергают диагностической обработке с использованием допускового контроля и ряда способов сглаживания и оценкам тенденции изменения вибрации в процессе эксплуатации. Все больше распространяющиеся в настоящее время микроэлектромеханические системы (MEMS), как правило, позволяют получать данные о виброускорении, не предоставляя сведений о частотных характеристиках вибрации. Но и штатная аппаратура контроля вибрации, используемая в процессе эксплуатации рассматриваемых машин, не предоставляет сведений о частотных характеристиках вибрации. Однако микроэлектромеханические устройства позволяют получать данные с существенно более высокой частотой отсчета (в десятки и сотни раз), по сравнению с используемой в настоящее время массовой аппаратурой виброконтроля, и осуществлять одновременный контроль вибрации по трем осям при использовании одного датчика. Кроме того, фиксируется не просто амплитудное значение вибрации, но и положение относительно начала отсчета. Имеет ли больший диагностический потенциал информация, получаемая с учетом отмеченных выше особенностей? Не станет ли препятствием к оперативной обработке размерность массивов, получаемых в процессе контроля данных? Материалы настоящей статьи являются попыткой дать ответы на эти вопросы и составить представление о возможности и особенностях оценки технического состояния машин по результатам обработки временных рядов виброускорений, полученных с использованием микроэлектромеханических систем, и способах такой обработки. Представляется, что рассмотренный в статье способ обработки данных вибрационного мониторинга при достаточной простоте реализации позволяет решить задачу оценки технического состояния контролируемого объекта.

49-61 46
Аннотация
Статья посвящена анализу неточностей в терминологии и в описании процедур управления безопасностью полетов, связанных как с недостатками в документах Международной организации гражданской авиации (ИКАО), так и с некорректным, а местами просто ошибочным, переводом отдельных положений документов с английского на русский язык. Как известно, все документы ИКАО первоначально пишутся на английском языке, и корректный перевод чрезвычайно важен для их адекватного понимания и применения в практической деятельности. Для авиапредприятий РФ это особенно актуально, поскольку методических разработок по внедрению систем управления безопасностью полетов (СУБП) на государственном уровне недостаточно. Опыт разработки и внедрения СУБП в авиакомпаниях показывает, что из-за неточностей в документах ИКАО возникают дополнительные сложности. Соответственно, в авиапредприятиях наблюдается широкая и часто субъективная интерпретация ряда положений РУБП ИКАО, которая приводит к конфликту приоритетов и нерациональному использованию ресурсов авиакомпаний и других авиапредприятий. В статье отмечено с демонстрацией конкретных примеров, что в каждом новом документе ИКАО на русском языке меняются названия компонентов и элементов концептуальных рамок (структуры) СУБП поставщика обслуживания, хотя в исходном английском варианте эти названия постоянны с 2006 г. Основные методологические трудности при разработке и внедрении СУБП поставщиками обслуживания (услуг) связаны с управлением риском, и именно в этой части наблюдается наибольшее количество неточностей в документах. Показано, в частности, что термин «фактор риска» появился в РУБП ИКАО из-за ошибочного перевода на русский язык английского термина “Safety Risk”, а его использование параллельно с термином «фактор опасности» в документах высокого уровня (в Воздушном кодексе РФ, статья 24.1 и в Постановлении Правительства РФ от 18.11.2014 No 1215) вносит дополнительную путаницу на уровне авиапредприятий в понимание управления риском в рамках технократической концепции риска.

АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА

62-74 52
Аннотация
В данной работе представлен разработанный алгоритм деформации расчетной сетки для решения задач моделирования процесса обтекания несущего винта вертолета на режимах висения и косого обтекания при учете маховых, качательных движений и циклического изменения угла установки лопасти. В общем случае данный алгоритм может быть применен для моделирования аэродинамики твердых недеформируемых тел, отклоняющихся от своего начального положения на углы до 90 градусов в вертикальной и горизонтальной плоскостях относительно точки начала координат, а также совершающих вращательное движение на угол до 90 градусов вокруг оси, проходящей через центр координат и центр масс тела. В первой части представлен краткий обзор существующих методов деформации расчетной сетки для решения различных задач численного моделирования. К ним относятся методы перестроения сетки, подвижные сетки, сетки типа «Химера». Во второй части описаны алгоритмы выделения подобластей для деформации сетки и поиска конечной координаты узлов расчетной сетки при наличии заранее заданного закона управления лопастями. Приведены уравнения, описывающие форму зон деформации расчетной сетки, показано, какие переменные влияют на их размеры. В третьей части представлены результаты методических расчетов, подтверждающие работоспособность и ограничения при выборе зон деформации сетки. Также показано влияние размеров и формы зон деформации расчетной сетки на качество сеточных элементов. Данная работа носит методический характер и является предварительным этапом при проведении численного моделирования обтекания несущего винта вертолета с учетом автоматической балансировки винта и махового движения лопастей.
75-85 36
Аннотация
Устойчивый высокий рост авиаперевозок воздушным транспортом (4–5 % в год) приводит к чрезвычайной загруженности ряда крупных аэропортов, и как результат – задержка многих рейсов. Одним из способов облегчения этой растущей проблемы является передача обслуживания региональных винтовых самолетов пригородным аэропортам. Это потребует как модернизации местных аэропортов, так и разработки нового поколения региональных самолетов с короткими дистанциями взлета и посадки (КВП). Возможность самолетов эксплуатироваться с коротких полос не только зависит от удельной нагрузки на крыло и уровня его несущих свойств, но также определяется эффективностью органов управления. Последнее часто становится одной из основных причин ограничения подъемной силы крыла на режиме КВП. Таким образом, успешное применение высоконесущей механизации крыла обуславливает необходимость как повышения эффективности существующих органов управления самолета, так и разработки некоторой альтернативной формы поперечного управления, не требующей значительной части размаха крыла. Формы бокового управления, рассмотренные в этой статье, включают интерцептор, зависающие элероны, элероны с установленным мини-щитком, а также одну из альтернативных форм с использованием дифференциального отклонения секций закрылка. Несколько мини-щитков с различной хордой рассмотрены также для увеличения располагаемого путевого момента руля направления. Эффективность вышеупомянутых поверхностей управления исследована в малоскоростной аэродинамической трубе Т-102 ЦАГИ на модели двухдвигательного легкого самолета с повышенным уровнем несущих свойств во взлетной и посадочной конфигурациях. Испытания проведены при числах Маха 0,15 и Рейнольдса Re »1×106.

РАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬ

86-95 42
Аннотация
Для имитации на компьютерных моделях процесса проектной разработки в полном объеме, включая виртуальные испытания радиолокатора с синтезированной апертурой на воздушном носителе, в модельных средах разработана структурная схема концептуального проектирования радиолокатора с синтезированной апертурой на воздушном носителе. Схема инвариантна относительно типа воздушного носителя с радиолокатором с синтезированной апертурой – самолета, вертолета, беспилотного летательного аппарата и подобных: воздушный носитель «входит» в нее только системой автоматического управления, моделью траекторных нестабильностей и спектром частот упругих колебаний своей конструкции. Для выполнения компьютерного моделирования радиолокационных систем с полным поляризационным зондированием предложена модель матричной взаимнокорреляционной функции зондирующего и отраженного векторных сигналов. В качестве модели рассеивающего объекта принята совокупность независимых точечных отражателей, распределенных по пространству и имеющих в общем случае разные скорости движения. Отраженный сигнал представляет собой сумму элементарных сигналов, форма которых полностью повторяет форму излученного сигнала, а амплитуда, фаза и поляризация определяются соответственно координатными, скоростными и поляризационными параметрами элементарных отражателей, образующих пространственно-протяженный объект. С учетом разработанных моделей формирования векторного зондирующего сигнала и матричной функции отклика распределенного радиолокационного объекта, предложена блок-схема модели матричной взаимнокорреляционной функции излученного и отраженного векторных сигналов. Блок-схема является основой для разработки алгоритма и программы компьютерного моделирования процесса первичной обработки сигналов в радиолокационной станции с полным поляризационным зондированием.

ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ

96-108 44
Аннотация
В статье рассмотрено применение трех мультиагентных методов для оптимизации элементов конструкций летательных аппаратов. Описаны стратегии поиска решения с использованием трех мультиагентных метаэвристических алгоритмов: метода, имитирующего поведение стаи рыб; метода, имитирующего поведение стаи криля, и метода, имитирующего империалистическую конкуренцию. Работа этих методов основана на процессах, происходящих в среде, имеющей множество агентов. Агенты имеют возможность обмениваться информацией для того, чтобы найти решение задачи. Эти методы позволяют найти лишь приближенное решение, но тем не менее с большим успехом используются на практике. Описанные метаэвристические алгоритмы применены для задач оптимизации элементов конструкций летательных аппаратов, таких как сварная балка, сосуд высокого давления, редуктор и натяжная пружина. В работе приведены постановки этих задач: указана целевая функция, набор ограничений и множество допустимых решений, даны рекомендации по выбору параметров применяемых методов. Для решения задач оптимизации элементов конструкций летательных аппаратов был сформирован комплекс программ в среде разработки Micrsoft Visual Studio на языке C#. Данный комплекс программ позволяет решать приведенные задачи каждым из описанных мультиагентных методов. Программное обеспечение позволяет выбирать задачу и применяемый метод, подбирать его параметры и значения коэффициентов штрафной функции. Результаты решения сравнивались между собой и с известными решениями. По полученным численным результатам можно сделать вывод о том, что созданное алгоритмическое и программное обеспечение позволяет найти близкое к точному решение за приемлемое время.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.