cahtНаучный вестник МГТУ ГАCivil Aviation High Technologies2079-06192542-0119Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)10.26467/2079-0619-2020-23-6-40-52caht-1765Research ArticleТРАНСПОРТTRANSPORTСовершенствование алгоритма определения зон оперирования дальнемагистральных самолетовImproving the algorithm for determining the areas of operation of long-range aircraftКуцК. А.KutsK. A.

аспирант, 

г. Санкт-Петербург

Post Graduate Student, 

Saint-Petersburg

pilotkuts@ya.ruСанкт-Петербургский государственный университет гражданской авиацииРоссияSaint-Petersburg State University of Civil AviationRussian Federation2020311220202364052Copyright © Куц К.А., 20202020Куц К.А.Kuts K.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1765

Определение зон оперирования от маршрутных запасных аэродромов для дальнемагистральных самолетов авиакомпании является важным аспектом обеспечения безопасности предстоящего полета. В отечественной и зарубежной методической литературе по планированию полетов, в том числе в инструктивном материале к системам планирования полетов отсутствует единый обоснованный алгоритм построения зон оперирования дальнемагистральных самолетов в том числе и при использовании правил EDTO-ETOPS. Отсутствие методических материалов приводит к «свободному» определению авиакомпаниями значений зон оперирования для своих дальнемагистральных самолетов при построении маршрутов, в частности при определении зон оперирования на маршрут игнорируется уменьшение массы самолета в процессе сгорания топлива. Большой вопрос вызывает и вычисление «первоначальной» массы для определения значения зоны оперирования. В статье выявлены недостатки существующего алгоритма определения зоны оперирования на основании фундаментальных методов определения зоны оперирования. С помощью Microsoft Excel 2019 проведена полиномиальная аппроксимация таблично заданной функции зависимости радиуса зоны оперирования от массы дальнемагистрального самолета. На основе определенных уравнений разработан более совершенный алгоритм определения зон оперирования. Особое внимание в новом алгоритме уделено выбору исходного значения зоны оперирования. Расчеты в статье выполнены для Boeing 777 как для основного типа дальнемагистрального самолета, эксплуатирующегося в авиакомпаниях Российской Федерации. Разработанный алгоритм повышает гибкость прокладки маршрута за счет увеличения радиуса зоны оперирования от маршрутных запасных аэродромов и может быть использован в системах планирования полетов авиакомпаний.

The determination of operation area from en-route alternates for long-range airline aircraft is an important aspect of ensuring safety of the upcoming flight. In the domestic and foreign methodological literature on flight planning, including the guidance material for flight planning systems, there is no single reasonable algorithm for constructing operation areas of long-range aircraft, including the use of the EDTO-ETOPS rules. The lack of methodological materials leads to the «free» values determination of areas of operation by airlines for their long-range aircraft while building routes, in particular, when determining the areas of operation on the route, the decrease in the aircraft weight during fuel combustion is ignored. A big question is also the «initial» mass calculations to determine the value of operation areas. The article identifies shortcomings of existing algorithm for identifying the areas of operation based on the fundamental methods for determining area of operation. Microsoft Excel 2019 has been used to perform a polynomial approximation of the table-specific function of the dependence of operation radius on the mass of a long-range aircraft. Based on the certain equations, more advanced algorithm to determine areas of operation has been developed. The new algorithm pays special attention to the selection of the original value of operation area. The calculations in this article are made for the Boeing 777 as the main type of long-range aircraft operated by airlines in the Russian Federation. The developed algorithm increases the flexibility of the route by increasing the radius of operation areas from en-route alternates and can be used in flight planning systems of airlines.

зона оперированиямаршрутный запасной аэродромEDTOETOPSскорость ухода при отказе двигателя OEIскорость ухода при всех работающих двигателях AEOдальнемагистральный самолетБоинг 777area of operationen-route alternateEDTOETOPSone-engine inoperative speed OEIall-engine operative speed AEOlong-range aircraftBoeing 777ReferencesАбрамов Б.А., Акопян К.Э., Шапкин В.С. Проблемы эксплуатации воздушных судов иностранного производства // Научный Вестник МГТУ ГА. 2011. № 163. С. 14–23.Abramov, B.А., Akopyan, K.E. and Shapkin, V.S. (2011). Foreign-built aircraft operation problems. Nauchnyy Vestnik MGTU GA, no. 163, pp. 14–23. (in Russian)Коваленко Г.В., Микинелов А.Л., Чепига В.Е. Летная эксплуатация. Ч. 1: учебное пособие для вузов / Под ред. Г.В. Коваленко. 2-е изд. Санкт-Петербург: Наука, 2016. 462 с.Kovalenko, G.V., Mikinelov, A.L. and Chepiga, V.E. (2016). Letnaya ekspluatatsiya. Chast 1: uchebnoye posobiye dlyya VUZov [Flight operation. Part 1: Tutorial for universities], in Kovalenko G.V. (Ed.). 2nd ed. St.Petersburg: Nauka, 462 p. (in Russian)Кузнецов С.В., Марасанов Л.О., Перегудов Г.Е. Научно-практические аспекты производства полетов с использованием RVSM, PBN, CATII и CATIII, EDTO/ETOPS, TCAS, EGPWS и EFB // Научный Вестник МГТУ ГА. 2017. Т. 20, № 1. C. 177–185.Kuznetsov, S.V., Marasanov, L.O. and Peregudov, G.E. (2017). Scientific and practical aspects of flight operations with RVSM, PBN, CATII, CATIII, EDTO/ETOPS, TCAS, EGPWS, EFB. Civil Aviation High Technologies, vol. 20, no. 1, pp. 177–185. (in Russian)Рудельсон Л.Е. Алгоритмические задачи автоматизации планирования использования воздушного пространства // Научный Вестник МГТУ ГА. 2010. № 159. C. 113–120.Rudelson, L.E. (2010). Algorithmic problems of automatization of planning of use of air space. Nauchnyy Vestnik MGTU GA, no. 159, pp. 113–120. (in Russian)Abdelghany A., Abdelghany K., Azadian F. Airline flight schedule planning under competition // Computers and Operations Research. 2017. Vol. 87. Pp. 20–39. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cor.2017.05.013Abdelghany, A., Abdelghany, K. and Azadian, F. (2017). Airline flight schedule planning under competition. Computers and Operations Research, vol. 87, pp. 20–39. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cor.2017.05.013Shaolin H. The flight path programming with time constraint // Proceedings of the 24th Chinese Control Conference, 2005. Vols 1 and 2. Pp. 1339–1340.Shaolin, H. (2005). The flight path programming with time constraint. Proceedings of the 24th Chinese Control Conference, vols 1 and 2, pp. 1339–1340.Данилин П.Е., Кочнева Е.В., Кузнецов А.Г. Горизонтальные аспекты построения плана самолета // Труды МИЭА. Навигация и управление летательными аппаратами. 2011. № 3. C. 58–63.Danilin, P.E., Kochneva, E.V. and Kuznetsov, A.G. (2011). Horizontal aspects of the flight plan generation. Trudy MIEA. Navigatsiya i upravleniye letatelnymi apparatami, no. 3, pp. 58–63. (in Russian)Куц К.А. Противоречия правил EDTO-ETOPS // Проблемы летной эксплуатации и безопасность полетов. 2020. № 14. С. 119–127.Kuts, K.A. (2020). Contradictions of edto-etops regulations. Problemy letnoy ekspluatatsii i bezopasnost poletov, no. 14, pp. 119–127. (in Russian)Маркелов В.В. Реализация построения маршрутных траекторий для отображения на бортовых многофункциональных индикаторах / В.В. Маркелов, М.О. Костишин, И.О. Жаринов, В.А. Нечаев // Информационно-управляющие системы. 2016. № 1 (80). С. 40–49. DOI: 10.15217/issn1684-8853.2016.1.40Markelov, V.V., Kostishin, M.O., Zharinov, I.O. and Nechaev, V.A. (2016). Forming route trajectories for airborne multi-function displays. Information and Control Systems, no. 1 (80), pp. 40–49. DOI: 10.15217/issn1684-8853.2016.1.40. (in Russian)Orhan I., Kapanoglu M., Karakoc T.H. Planning and scheduling of airline operations // Pamukkale University Journal of Engineering Sciences. 2010. Vol. 16, no. 2. Pp. 181–191.Orhan, I., Kapanoglu, M. and Karakoc, T.H. (2010). Planning and scheduling of airline operations. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, vol. 16, no. 2, pp. 181–191.Щербаков Л.К. О проблемных вопросах запасных аэродромов ДФО [Электронный ресурс] // Aviation Explorer-содружество авиационных экспертов. URL: https://www.aex.ru/docs/4/2019/4/3/2903/ (дата обращения 15.07.2020).Scherbakov, L.K. (2019). O problemnykh voprosakh zapasnykh aerodromov DFO [About problematic issues of Far East Airfields] Aviation Explorer-sodruzhestvo aviatsionnykh ekspertov. Available at: https://www.aex.ru/docs/4/2019/4/3/2903/ (accessed 15.07.2020). (in Russian)Murat Afsar H., Espinouse M., Penz B. Building flight planning for an airline company under maintenance constraints // Journal of Quality in Maintenance Engineering. 2009. Vol. 15, no. 4. Pp. 430–443. DOI: https://doi.org/10.1108/13552510910997788Whelan, C. (1999). Operating in the North Atlantic MNPS airspace. The Journal of Navigation, vol. 52, no. 1, pp. 11–27. DOI: https://doi.org/10.1017/S0373463398008091Kaiser M., Schultz M., Fricke H. Enhanced jet performance model for high precision 4D flight path prediction // ATACCS '11: Proceedings of the 1st International Conference on Application and Theory of Automation in Command and Control Systems, 2011. Pp. 33–40.Murat Afsar, H., Espinouse, M. and Penz, B. (2009). Building flight planning for an airline company under maintenance constraints. Journal of Quality in Maintenance Engineering, vol. 15, no. 4, pp. 430–443. DOI: https://doi.org/10.1108/13552510910997788Mashford J., Marksjö B. Airline base schedule optimization by flight network annealing // Annals of Operations Research. 2001. Vol. 108. Pp. 293–313. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1016027516013Kaiser, M., Schultz, M. and Fricke, H. (2011). Enhanced jet performance model for high precision 4D flight path prediction. ATACCS '11: Proceedings of the 1st International Conference on Application and Theory of Automation in Command and Control Systems, pp. 33–40.Whelan C. Operating in the North Atlantic MNPS airspace // The Journal of Navigation. 1999. Vol. 52, no. 1. Pp. 11–27. DOI: https://doi.org/10.1017/S0373463398008091Mashford, J. and Marksjö, B. (2001). Airline base schedule optimization by flight network annealing. Annals of Operations Research, vol. 108, pp. 293–313. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1016027516013Пэнди М. Новые правила FAA относительно полетов ETOPS // Проблемы безопасности полетов. 2008. № 1. С. 13a.Pandey, M. (2008). Novyye pravila FAA otnositelno poletov ETOPS [New FAA rules regarding ETOPS flights]. Problemy bezopasnosti poletov, no. 1, p. 13a. (in Russian)Proctor P. Airline pilots coalition fights 207-min. ETOPS plan // Aviation Week & Space Technology. 2000. Vol. 152, no. 12. P. 52.Proctor, P. (2000). Airline pilots coalition fights 207-min. ETOPS plan. Aviation Week & Space Technology, vol. 152, no. 12, p. 52.Опрышко Ю.В. Моделирование величины эксплуатационных затрат дальнемагистрального самолета // Конкурентоспособность в глобальном мире: экономика, наука, технологии. 2017. № 11 (58). C. 764–778.Opryshko, U.V. (2017). Modelirovaniye velichiny ekspluatatsionnykh zatrat dalnemagistralnogo passazhirskogo samoleta [Modeling the value of long-range aircraft operating costs]. Konkurentosposobnost v globalnom mire: ekonomika, nauka, tekhnologii, no. 11 (58), pp. 764–778. (in Russian)Doz̆ic S., Kalić M. Three-stage airline fleet planning model // Journal of Air Transport Management. 2015. Vol. 46. Pp. 30–39.Doz̆ic, S. and Kalić, M. (2015). Three-stage airline fleet planning model. Journal of Air Transport Management, vol. 46, pp. 30–39.Мезенцев Ю., Эстрайх И. Оптимальное распределение флота и проблема планирования полетов для авиакомпании // Труды Российской Высшей школы Академии наук. 2018. № 3 (40). C. 74–90. DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1727-2769-2018-3-74-90Mezentsev, U. and Estraykh, I. (2018). An optimal fleet assignment and flight scheduling problem for an airline company. Proceedings of the Russian Higher School Academy of Sciences, no. 3 (40), pp. 74–90. DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1727-2769-2018-3-74-90. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.