Исследования по перестроению маршрута в процессе полета воздушного судна

Публикацией данной статьи авторы продолжают исследования в части разработки и апробации методики перестроения маршрута воздушного судна в процессе его выполнения, начатые в ранее опубликованных статьях в «Научном Вестнике МГТУ ГА». В данной статье приводятся результаты исследования в части расширения возможностей методики от реконфигурации маршрута полета для гипотетического воздушного судна и препятствий в горизонтальной плоскости, которые были продемонстрированы ранее, до перестроения маршрута полета как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости для двух различных типов препятствий: 1) наземного естественного или искусственного (гора, опора ЛЭП и т. п.); 2) воздушного (грозовой фронт, запретная область полета и т. п.) и их сочетания на примере полета по маршруту вертолета типа Ми-8 с использованием реальной цифровой карты местности. Напомним, что, как было отмечено ранее, большое количество авиационных происшествий связано с потерей управления в полете, а также со столкновением с землей в управляемом полете (категории LOC-I, CFIT, LALT). В результате расследования данных авиационных происшествий выявлено, что зачастую указанные авиационные происшествия обусловлены необходимостью быстрого изменения маршрута полета вследствие выявления на пути следования воздушного судна препятствий, например грозового фронта. При определении альтернативных маршрутов облета возникшего препятствия, а также в процессе реализации выбранного маршрута облета экипаж совершает ошибки ввиду повышенной психофизиологической нагрузки и дефицита времени. Предлагаемая авторами методика и алгоритмы позволяют оценить безопасность исходного маршрута, рассчитать варианты альтернативных маршрутов облета обнаруженных в процессе полета препятствий, проверить их на реализуемость с учетом летно-технических характеристик воздушного судна, ограничений на управляющие параметры, а также выбрать среди найденных маршрутов облета оптимальный с точки зрения какого-либо критерия, например исходя из минимизации увеличения протяженности маршрута полета, сокращения дополнительных затрат топлива, времени, необходимого на реализацию нового маршрута полета и т. д.

1. Киселев М.А. Методика перестроения маршрута полета воздушного судна в процессе его выполнения / М.А. Киселев, Ю.С. Калюжный, А.В. Карпов, С.Ф. Бородкин // Научный Вестник МГТУ ГА. 2023. Т. 26, № 6. С. 33–46. DOI: 10.26467/2079-0619-2023-26-6-33-46

2. Altun A.T., Hasanzade M., Saldiran E. et al. AMU-LED cranfield flight trials for demonstrating the advanced air mobility concept [Электронный ресурс] // Aerospace. 2023. Vol. 10, iss. 9. ID: 775. DOI: 10.3390/aerospace 10090775 (дата обращения: 09.09.2023).

3. Stevenson G. Testing the helicopter obstacle avoidance system / G. Stevenson, H.R. Verdun, P.H. Stern, W. Koechner // Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering, 1995. Pp. 93–103. DOI: 10.1117/12.212025

4. Kahana А. Obstacle-avoidance displays for helicopter operations: spatial versus guidance symbologies // Journal of Aerospace Computing, Information and Communication. 2015. Vol. 12, no. 7. Pp. 455–466. DOI: 10.2514/1.I010306

5. Yang X., Wei P. Autonomous free flight operations in urban air mobility with computational guidance and collision avoidance // IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems. 2021. Vol. 22, no. 9. Pp. 5962–5975. DOI: 10.1109/TITS.2020.3048360

6. Богаткин О.Г. Основы авиационной метеорологии: учебник. СПб.: РГГМУ, 2009. 339 c.

7. Левицкий С.В., Левицкая Е.В. Методика оценки транспортной эффективности магистрального пассажирского самолета // Научный Вестник МГТУ ГА. 2014. № 205. С. 99–106.

8. Горбунов В.В. Особенности изменения некоторых психофизиологических показателей летчика при различных режимах труда и отдыха в длительных полетах // Медицина труда и промышленная экология. 2009. № 5. С. 5–9.

9. Лысаков Н.Д. Психологические аспекты человеческого фактора в авиации // Вестник университета. 2014. № 2. С. 250–253.

10. Шумилов И.С. Авиационные происшествия. Причины возникновения и возможности предотвращения. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 384 с.

11. Левицкий С.В., Свиридов Н.А. Динамика полета: учебник для вузов. М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2008. 527 с.

12. Володко А.М. Основы аэродинамики и динамики полета вертолета. М.: Транспорт, 1988. 342 с.

13. Ahrenhold N. Enabling green approaches by FMS-AMAN coordination / N. Ahrenhold, I. Stasicka, R. Abdellaoui, T. Mühlhausen, M.-M. Temme [Электронный ресурс] // Aerospace. 2023. Vol. 10, iss. 3. P. 278. DOI: 10.3390/aerospace10030278/ (дата обращения: 04.01.2023).

14. Eger T.W. Operational requirements for helicopter operations low-level in degraded visual environment [Электронный ресурс] // Proceedings-SPEI. The International Society for Optical Engineering. 2013. Vol. 8737. DOI: 10.1117/12.2015311 (дата обращения: 09.09.2023).