Методологические основы обеспечения безопасности полетов воздушных судов в условиях влияния когерентных вихревых структур

Представлены методологические основы решения проблемы безопасности полетов воздушных судов оперативно-тактической авиации в условиях влиянии когерентных вихревых структур в атмосфере на наиболее сложных этапах полета: взлет и посадка на аэродромах совместного базирования, в том числе в составе группы или на горных аэродромах, дозаправка топливом в воздухе и групповой полет. Решение этой проблемы может быть основано на следующих частных задачах: формировании когерентных вихревых структур, их влиянии на аэродинамику воздушного судна, использовании теоретических методов оценки безопасности полетов. Вводятся понятия «аэродинамическое свойство воздушного судна», «система "Аэродинамические свойства воздушного судна – когерентные вихревые структуры – безопасность полетов"». Определены показатели компонент системы и их связь в системе. Указано, что качественное и количественное значение этих показателей являются основой для поиска условий обеспечения безопасности полетов с допустимой вероятностью. Доказано, что важными характеристиками для воздушных судов оперативно-тактической авиации можно считать зависимости располагаемого времени вмешательства и коэффициента запаса располагаемого момента крена, полученные в условиях влияния когерентных вихревых структур.

1. Большедворская Л.Г., Воробьев В.В., Зубков Б.В. и др. Безопасность полетов гражданских воздушных судов: учебник. 2 е изд. М.: Дашков и К°, 2022. 430 с. DOI: 10.29030/978-5-394-05052-7-2022

2. Воеводин А.В., Вышинский В.В., Судаков Г.Г. База данных по вихревым следам за пассажирскими самолетами // Техника воздушного флота. 2005. Т. 79, № 5 (676). С. 1–7.

3. Желанников А.И. Вихревая безопасность при полете на заданном эшелоне // Научный вестник МГТУ ГА. 2024. Т. 27, № 3. С. 81–91. DOI: 10.26467/2079-0619-2024-27-3-81-91

4. Желанников А.И. Исследование влияния вихревого следа за самолетом А-380 на воздушные суда класса МС-21 // Научный вестник МГТУ ГА. 2021. Т. 24, № 1. С. 23–31. DOI: 10.26467/2079-0619-2021-23-31

5. Желанников А.И. Особенности распространения вихревого следа за воздушными судами на режимах взлета и посадки при наличии бокового ветра // Научный вестник МГТУ ГА. 2016. № 223 (1). С. 5–11.

6. Вышинский В.В., Зоан К.Т. Обтекание горного ландшафта в окрестности аэропорта Дананг атмосферным ветром и вопросы безопасности полета // Научный вестник МГТУ ГА. 2021. Т. 24, № 6. С. 27–41. DOI: 10.26467/2079-0619-2021-24-6-27-41

7. Гайфуллин А.М., Анимица О.В., Босняков И.С. и др. Моделирование пролета самолета через вихревой след // Прикладная механика и техническая физика. 2019. Т. 60, № 2 (354). С. 148–157. DOI: 10.15372/PMTF20190212

8. Ransquin I. Wake vortex detection and tracking for aircraft formation flight / I. Ransquin, D-G. Caprace, M. Duponcheel, Ph. Chatelain // Journal of Guidance, Control and Dynamics. 2021. Vol. 44, no. 12. Pp. 2225–2243. DOI: 10.2514/1.G006028

9. Гиневский А.С., Желанников А.И. Вихревые следы самолетов. М.: Физматлит, 2008. 172 с.

10. Вышинский В.В., Зоан К.Т. Аэродинамика самолета в возмущенной атмосфере // Труды МФТИ. 2021. Т. 13, № 2 (50). С. 40–48. DOI: 10.53815/20726759_2021_13_2_40

11. Вышинский В.В., Замятин А.Н., Судаков Г.Г. Теоретическое и экспериментальное исследование эволюции вихревого следа за самолетом, летящим в пограничном слое атмосферы // Техника воздушного флота. 2006. № 3-4. С. 25–38.

12. Михайлов Ю.С. Моделирование воздействия вихревого следа на модель самолета в аэродинамической трубе // Научный вестник МГТУ ГА. 2012. № 175. С. 62–69.

13. Желанников А.И. Особенности распространения вихревого следа за воздушными судами с винтами // Научный вестник МГТУ ГА. 2023. T. 26, № 3. С. 103–113. DOI: 10.26467/2079-0619-2023-26-3-103-113

14. Желанников А.И., Замятин А.Н., Чинючин Ю.М. Влияние состояния атмосферы на взаимодействие вихревых и конденсационных следов воздушных судов // Научный вестник МГТУ ГА. 2022. Т. 25, № 2. С. 70–80. DOI: 10.26467/2079-0619-2022-25-2-70-80

15. Вышинский В.В. О возможности обнаружения когерентных вихревых структур при полете в атмосфере / В.В. Вышинский, А.В. Головнев, С.М. Данилов, АА. Кривощапов // Ученые записки ЦАГИ. 2025. Т. 56, № 1. С. 42–50.

16. Хаустов А.А. Динамика крена воздушного судна в спутном следе // Научный вестник МГТУ ГА. 2009. № 150. С. 11–18.

17. Головнев И.Г. Принципы построения бортовой системы раннего предупреждения пилота о вхождении в вихревой след от другого воздушного судна / И.Г. Головнев, В.В. Вышинский, А.И. Желанников, К.В. Лапшин // Научный вестник МГТУ ГА. 2018. Т. 21, № 4. С. 84–95. DOI: 10.26467/2079-0619-2018-21-4-84-95

18. Michel D.T., Dolfi-Bouteyre A., Goular D. и др. Onboard wake vortex localization with a coherent 1.5 μm Doppler LIDAR for aircraft in formation flight configuration // Optics Express. 2020. Vol. 28, no. 10. Pp. 14374–14385. DOI: 10.1364/OE.377049