Preview

Научный вестник МГТУ ГА

Расширенный поиск

Алгоритмическое обеспечение адаптивной системы предотвращения столкновения с рельефом (АСПСР)

https://doi.org/10.26467/2079-0619-2022-25-6-8-22

Полный текст:

Аннотация

В работе рассматриваются алгоритмы ограничений траекторных параметров движения самолетов. Рассматриваются три группы алгоритмов. Они различаются по объему бортовых баз данных о земной поверхности, о режимах применения самолетов. Первая группа (полный режим АСПСР) использует максимальную цифровую картографическую информацию (ЦКИ) о рельефе. В алгоритмах АСПСР рельеф аппроксимируется в виде плоскостей в пространстве в некоторой прогнозируемой, упрежденной области в направлении полета. Увод от препятствия осуществляется в пространстве в заданном направлении. Формируется уравнение близлежащей плоскости, вычисляется расстояние, темп приближения и время достижения плоскости. Вычисляется располагаемое ускорение сброса темпа приближения к плоскости ограничения при заданных управлениях на ограничение. Вычисляется потребное время для сброса темпа приближения к препятствию до нуля. Приравняв выражения для времен достижения и потребного, осуществляется переход к расстоянию до плоскости ограничения, на котором необходимо реализовать управления, выделенные на ограничение. Вторая группа (основной режим АСПСР) использует ЦКИ о рельефе в направлении линии пути в упрежденной области. Рельеф аппроксимируется линией в плоскости. В качестве управления используется заданная нормальная перегрузка. Увод от препятствия осуществляется в вертикальной или наклонной плоскостях. Далее используются те же процедуры, что и в первой группе. Третья группа (минимальный режим АСПСР) не использует ЦКИ. В качестве информационных систем о рельефе используются радио- и барометрические высотомеры. Данный режим АСПСР используется только для полетов в равнинной местности. В алгоритме используются те же процедуры, что в первой и второй группах. Приведен аналитический анализ, подтверждающий адаптивные свойства алгоритмического обеспечения, базирующийся на фундаментальном законе равнопеременного движения. Эффективность рассмотренных алгоритмов подтверждена обширным объемом моделирования. Представленные алгоритмы могут быть базовой основой для создания российских аналогов TAWS.

Об авторах

А. Н. Акимов
Объединенная авиастроительная корпорация
Россия

Акимов Александр Николаевич, доктор технических наук, профессор, главный специалист

Москва



В. А. Волошин
Объединенная авиастроительная корпорация
Россия

Волошин Владимир Андреевич, ведущий программист

Москва



А. А. Супряга
Объединенная авиастроительная корпорация
Россия

Супряга Андрей Алексеевич, заместитель начальника отдела

Москва



Список литературы

1. Буков В.Н. Адаптивные прогнозирующие системы управления полетом. М.: Наука, 1987. 232 с.

2. Буков В.Н. Оптимальные алгоритмы в задачах с ограничениями управляемых координат // Известия АН СССР. Техническая кибернетика. 1982. № 2. С. 210–217.

3. Акимов А.Н., Андреев В.В. Численный метод прямой оптимизации в задачах оптимального управления // Теория и системы управления. 1996. № 3. C. 37–43.

4. Акимов А.Н., Воробьев В.В. Методика и алгоритмы увода летательного аппарата от пространственной поверхности ограничения // Автоматика и телемеханика. 2001. № 7. С. 18–25.

5. Акимов А.Н., Воробьев В.В., Лукашов С.В. Ограничение предельных режимов полета: метод, алгоритмы, результаты: учеб. пособие. М.: ВВИА им проф. Н.Е. Жуковского, 2003. 119 с.

6. Воробьев В.В., Суполка А.А. Методика автоматического исправления отклонений учебно-боевого самолета при заходе на посадку // Наукоемкие технологии. 2008. Т. 9, № 3. С. 41–45.

7. Воробьев В.В., Беляцкая А.П., Суполка А.А. Методика устранения отклонений воздушного судна при предпосадочном снижении для предотвращения происшествий категории CFIT // Научный Вестник МГТУ ГА. 2020. Т. 23, № 4. С. 33–44. DOI: 10.26467/2079-0619-2020-23-4-33-44

8. Beliatskaia A.P., Vorobev V.V., Eliseev B.P. Research of the methods of collision avoidance of aircraft with the ground in controlled flight during landing // 18th Technical Scientific Conference on Aviation Dedicated to the Memory of N.E. Zhukovsky, TSCZh 2021. Moscow, 29–30 May 2021. Moscow: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc. Pp. 1–6. DOI: 10.1109/TSCZh53346.2021.9628239

9. Воробьев В.В., Гриценко Н.А., Старикова И.О. Основные принципы обеспечения безопасной эксплуатации беспилотных летательных аппаратов на стадиях жизненного цикла // Инновации в гражданской авиации. 2016. № 4. С. 62–70.

10. Воробьев В.В., Мозоляко Е.В. Проблемы предотвращения столкновения гражданских воздушных судов в управляемом полете // Научный Вестник МГТУ ГА. 2012. № 183. С. 109–113.

11. Кравцов М.С. Апробация метода «виртуальных полигонов» / М.С. Кравцов, И.И. Бублик, В.И. Журавель, А.А. Супряга // Актуальные вопросы исследований в авионике: теория, обслуживание, разработки: сборник научных статей III Всероссийской НПК «АВИАТОР». 11–12 февраля 2016 г. В 2-х тт. Т. 2. Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2016. С. 73–76.

12. Апрельский Е.Н. Прогнозирование движения маневренного самолета в задаче повышения противоперегрузочной защиты летчика / Е.Н. Апрельский, В.В. Воробьев, А.С. Куренков, В.Н. Чернуха // Наукоемкие технологии. 2009. Т. 10, № 2. С. 82–88.

13. Воробьев В.В. Безопасность полетов гражданских воздушных судов: учебник / В.В. Воробьев, Л.Г. Большедворская, Б.В. Зубков, И.Н. Мерзликин, О.В. Пахомов, П.М. Поляков, С.Е. Прозоров, А.Л. Рыбалкина, В.Д. Шаров. М.: Издательский дом Академии имени Н.Е. Жуковского, 2021. 440 с.

14. Wilkinson N. Latest Developments of the TERPROM® Digital terrain system / N. Wilkinson, T. Brookes, A. Price, M. Godfrey // Paper presented at the Joint Navigation Conference, USA: Orlando, Florida, June 2009. 16 p.

15. Fuller J.G., Hook L.R. Understanding general aviation accidents in terms of safety systems // 2020 AIAA/IEEE 39th Digital Avionics Systems Conference (DASC), 2020. Pp. 1–9. DOI: 10.1109/DASC50938.2020.9256778

16. Causse M. Mirror neuron based alerts for control flight into terrain avoidance / M. Causse, J. Phan, T. Ségonzac, F. Dehais. In book: Advances in Cognitive Engineering and Neuroergonomics, 2012. Chapter 17. 10 p. DOI: 10.1201/b12313

17. Baldwin J., Cassell R., Smith A. GPS-based terrain avoidance systems – a solution for general aviation controlled flight into terrain // Proceedings of the 1995 National Technical Meeting of The Institute of Navigation, CA: Anaheim, 18–20 January 1995. Pp. 413–417.

18. Августов Л.И. Навигация летательных аппаратов в околоземном пространстве / Л.И. Августов, А.В. Бабиченко, М.И. Орехов, С.Я. Сухоруков, В.К. Шкред. М.: Научтехлитиздат, 2015. 589 c.

19. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: Астрель, 2006. 991с.

20. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. 5-е изд. М.: Физматлит, 2010. 560 с.


Рецензия

Для цитирования:


Акимов А.Н., Волошин В.А., Супряга А.А. Алгоритмическое обеспечение адаптивной системы предотвращения столкновения с рельефом (АСПСР). Научный вестник МГТУ ГА. 2022;25(6):8-22. https://doi.org/10.26467/2079-0619-2022-25-6-8-22

For citation:


Akimov A.N., Voloshin V.A., Supryga A.A. Algorithmic support of the adaptive system of controlled flight into terrain avoidance (CFITA). Civil Aviation High Technologies. 2022;25(6):8-22. (In Russ.) https://doi.org/10.26467/2079-0619-2022-25-6-8-22

Просмотров: 57


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


ISSN 2079-0619 (Print)
ISSN 2542-0119 (Online)