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 21, № 6 (2018)
Скачать выпуск PDF

ТРАНСПОРТ

8-19 139
Аннотация

В статье рассматриваются плюсы и минусы перехода на давление QNH. Проведен анализ различных факторов, влияющих на безопасность полетов. Произведен сравнительный анализ двух видов отсчета высоты при подлете к аэродрому. Первый – это отсчет высоты относительно самого аэродрома, когда на поверхности аэродрома высота на высотомере будет равна нулю. Такое давление называется QFE. Второй – это отсчет от уровня моря, в данном случае должно учитываться превышение аэродрома. Такое давление называется QNH. Оба эти давления используются в авиации. Исторически сложилось, что давление QFE использовалось в СССР, и после распада страны продолжили использовать это давление в процессе взлета и посадки. В середине 2000-х годов большинство российский авиакомпаний перешло на использование иностранной техники, преимущественно на воздушные суда, выпущенные компаниями «Боинг» и «Аэрбас». Так как эти воздушные суда произведены в западных странах, они используют давление QNH, поэтому возникают проблемы с правильной установкой высот при подлете к аэродрому, что часто приводит к снижению воздушного судна ниже уровня, определенного схемой захода на посадку, и, как следствие, к снижению ниже минимальной безопасной высоты. На примере использования авиационной техники сделан вывод о необходимости перехода на давление QNH. В статье также объяснено, почему переход на полеты по QNH на территории РФ является первостепенным и необходимым шагом для поддержания должного уровня безопасности полетов.

20-30 69
Аннотация

В статье рассматривается формализация технологии обслуживания пассажиров вылетающего рейса в сетевую модель, которая является хорошей основой для улучшения и совершенствования технологии обслуживания, контроля за выполнением работ, определяющих длительность процесса, а также оптимизации услуги по стоимости и ресурсам. В статье приводится результат формализации технологии обслуживания пассажиров вылетающего рейса в сетевую модель, найден критический путь и определена длительность обслуживания. Для отыскания критического пути сетевого графа рекомендовано применять алгоритм пометок Дейкстры, он позволяет выявить все критические пути из начальной вершины в конечную, если таких путей несколько. Совершенствование процесса обслуживания возможно за счет сокращения длительности работ, лежащих на критическом пути, а также улучшения технологии обслуживания. При обслуживании пассажиров вылетающего рейса возможно появление факторов, приводящих к задержке вылета рейса по вине службы организации пассажирских перевозок. При анализе процесса обслуживания пассажиров вылетающего рейса учитываются дополнительные работы по устранению факторов задержки вылета рейса. Показана сетевая модель обслуживания в случае несвоевременного снятия багажа пассажира, неявившегося на рейс, определена длительность обслуживания и выявлены работы критического пути, требующие особого внимания. В анализе результатов приводится перечень работ критических путей сетевых моделей по нескольким причинам нарушения регулярности отправок. Сделан вывод о необходимости сокращать длительность выполнения работ критического пути графа для обеспечения вылета рейса по расписанию. Оптимизация сетевой модели предполагает рассмотрение нескольких возможных технологий обслуживания пассажиров вылетающего рейса с учетом дополнительных работ по устранению факторов, приводящих к задержке отправления рейса из аэропорта, с целью составления такой технологии обслуживания, которая обеспечила бы минимальные затраты при заданной длительности процесса обслуживания.

31-42 58
Аннотация

Система совместного принятия решений в аэропорту (A-CDM) – это инструмент для совместного управления процессами в соответствии с согласованными процедурами для повышения эффективности работы всех партнеров в любых ситуациях. Система A-CDM для аэропорта является звеном в цикле процессов управления прилетающим и вылетающим потоками воздушных судов, наземным обслуживанием и управлением по маршрутам полета. Внедрение элемента A-CDM «Неблагоприятные условия» в аэропорту Шереметьево позволяет контролировать снижение пропускной способности аэропорта и облегчает процесс быстрого ее восстановления. Данные по повышению показателей прогнозируемости после внедрения элемента A-CDM «Неблагоприятные условия» в аэропорту Шереметьево следующие: прогнозируемость времени посадки воздушного судна (ВС) – 98,7 % (повышение на 12,9 %); прогнозируемость времени занятости места стоянки (МС) – 93,1 % (повышение на 17,1 %); прогнозируемость времени руления ВС – 92,6 % (повышение на 2,5 %); прогнозируемость времени отправления ВС – 97,2 % (повышение на 2,1 %); пунктуальность отправления ВС по расписанию – 83,55 % (повышение на 0,3 %); пунктуальность отправления ВС по расчетному времени – 94 % (повышение на 1,2 %); количество задержанных рейсов более 15 мин – 16,45 % (сокращение на 22,6 %); среднее время руления от посадки до прибытия ВС – 7,5 мин (сокращение на 7 %); среднее время руления от отправления до взлета ВС – 11,9 мин (сокращение на 3 %). Разработанное совместно с ПАО «Аэрофлот» и специалистами Шереметьевского центра ОВД «Соглашение об утверждении сценариев расчета взлетно-посадочных операций для обеспечения максимального значения пропускной способности комплекса ИВПП» привязано к уровню изменения пропускной способности, что повышает гибкость системы планирования.

АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА

43-53 74
Аннотация

Эффективность работы несущего винта (НВ) вертолета на режиме висения очень важна, поскольку этот режим в значительной степени определяет летно-технические характеристики вертолета. Особенностью аэродинамики НВ является значительное индуктивное влияние друг на друга его лопастей, в существенной мере определяющее его аэродинамические характеристики на большинстве режимов. В статье рассмотрены вопросы влияния величины крутки лопасти и пространственной геометрической компоновки НВ на его аэродинамические характеристики на режиме висения для фиксированных значений заполнения. В качестве критерия эффективности работы винта на висении используется относительный коэффициент полезного действия (КПД). Результаты получены методом численного моделирования на основе нелинейной лопастной вихревой модели винта, разработанной на кафедре «проектирование вертолетов» МАИ. Модель позволяет учесть сложную пространственную форму свободного вихревого следа, отходящего от лопастей и определяющего их взаимовлияние. На примере четырехлопастного НВ с прямоугольными в плане лопастями проведено исследование влияния величины крутки лопастей на относительный КПД на режиме висения. Для различных значений тяги винта определены значения и диапазоны углов крутки лопасти, обеспечивающие максимальный положительный эффект прироста КПД на висении. Для фиксированного значения крутки прямоугольной в плане лопасти, величины заполнения НВ и одинаковых условий работы проведено исследование влияния различных схем и компоновок НВ на его КПД на висении. Рассмотрены одиночные НВ с различным количеством лопастей (от 2 до 6), Х-образный НВ, соосные НВ, НВ с перекрещивающимися лопастями типа «синхроптер». Получены значения прироста КПД на висении в зависимости от компоновки НВ по сравнению с базовым двухлопастным винтом. Представлен сравнительный анализ эпюр индуктивных скоростей и характера обтекания НВ схемы «синхроптер», НВ соосной схемы и эквивалентного соосному НВ одиночного НВ. Полученные результаты могут быть полезны на этапе предварительного проектирования вертикально взлетающих летательных аппаратов при выборе параметров их несущей системы.

54-64 45
Аннотация

В статье рассматривается вопрос обеспечения электроэнергией приемников первой категории в аварийном режиме работы систем электроснабжения перспективных и модернизируемых воздушных судов. Производится анализ опубликованных научных работ, выполненных как в России, так и за рубежом и направленных на решение задач анализа ненормальных режимов работы, синтеза систем электроснабжения и управления ими с целью предотвращения опасных последствий. Авторами рассмотрены оригинальные технические решения, направленные на обеспечение электропитанием необходимого качества приемников электрической энергии первой категории в аварийных режимах работы систем электроснабжения для безопасного завершения полета и посадки воздушного судна. Выполнена работа по анализу и обобщению данных по техническим характеристикам существующих агрегатов и устройств, разработанных ведущими мировыми производителями авиационного оборудования и применяемых в качестве аварийных источников электрической энергии на борту современных воздушных судов гражданской авиации. Определены преимущества и недостатки каждого технического решения, а также сформированы ограничения на область их применения. Проведен анализ перспективных вариантов аварийных источников электрической энергии, в том числе и таких, которые ранее не применялись в авиации из-за их недостаточного технического совершенства, например, водородных электрохимических генераторов. Определены преимущества и недостатки рассматриваемых вариантов, а также сформулированы ограничения на область их применения. На основании выполненного анализа предлагается решение, позволяющее улучшить режимы работы аккумуляторных батарей. Предложенное решение позволяет повысить надежность и долговечность аккумуляторных батарей, а также длительность питания от них приемников электрической энергии первой категории.

65-78 58
Аннотация

Законы реконфигурации комплексной системы управления при отказах приводов, рассчитанные без учета физических ограничений на амплитуды отклонения рулевых поверхностей, могут привести к полной потере управляемости и устойчивости воздушного судна. Несмотря на наличие большого числа научных публикаций в данной области, практические системные результаты получены только для односвязных систем с одним входом и одним выходом. Проблемы сходимости итерационных алгоритмов сужения множества допустимых решений и консервативности законов реконфигурации, построенных с использованием весовых матриц, не позволяют решить задачу учета таких ограничений в общем виде. Для сложных многосвязных систем до сих пор общепринятых универсальных подходов не существует. В работе ограничения на отклонения рулевых поверхностей предлагается учитывать по мощности затрачиваемого на реконфигурацию управления. Показывается, как за счет незначительной модификации метода псевдообращения можно получать приближенные псевдообратные (субоптимальные) решения с заранее известными для заданной степени приближения минимально возможными мощностью (нормой матрицы компенсации отказов) и ошибкой (нормой матрицы погрешности) реконфигурации. Это позволяет согласованно понижать мощность и повышать ошибку реконфигурации в несколько шагов вплоть до получения допустимого решения. За счет увеличения ошибки решения задачи на каждом шаге появляется дополнительная свобода в уменьшении мощности реконфигурации. Уменьшение мощности реконфигурации приводит к уменьшению амплитуд отклонений рулевых поверхностей, на которые перераспределяются сигналы с отказавших каналов управления. На модельном примере реконфигурации комплексной системы управления самолета при отказе привода стабилизатора показывается, что псевдообратное решение задачи реконфигурации приводит к значительному выходу элеронов за ограничения и потере управляемости. Решение, рассчитанное с учетом ограничений на управление, снижает в несколько раз отклонения рулевых поверхностей и обеспечивает эффективное решение задачи в допустимой области мощности и ошибки реконфигурации.

79-91 65
Аннотация

Международной организацией гражданской авиации (ИКАО) опубликованы документы, регламентирующие деятельность по увеличению интенсивности полетов. Предлагается на основе технических достижений в области связи, навигации и наблюдения внедрить качественно новые принципы организации воздушного движения. Существующая технология диспетчерского обслуживания основана на принципе регулирования движения воздушных судов с помощью механизма обратной связи. В качестве модели процесса управления выступает план использования воздушного пространства. Отклонения измеряемых параметров движения самолетов от рассчитанных значений могут порождать предпосылки к потенциально конфликтным ситуациям и требуют диспетчерского вмешательства. Инструментом регулирования является новое распределение бортов по месту, времени и высоте. Следуя указаниям диспетчера, пилот либо переходит на обходной маршрут, либо меняет эшелон или скорость. Минимум вмешательств в действия пилота является одним из критериев оценки деятельности диспетчера. Суть предложений ИКАО состоит в переходе от «следящей» системы, реагирующей на отклонения от сбалансированной модели, к системе управления, прогнозирующей тенденции изменения воздушной обстановки в реальном времени. Для воплощения этой возможности необходимо, чтобы в каждом наземном центре и у каждого экипажа имелась непротиворечивая информация о реальной картине событий и ее развитии, чтобы каждое новое намерение (решение) моделировалось, согласовывалось с коллегами и фиксировалось в планах полетов. Для успеха совместного регулирования обстановки необходима компьютерная поддержка в сфере аэронавигационного обеспечения принятия решений, а также быстродействующие алгоритмы оценки текущих параметров процесса обслуживания воздушного движения, таких как текущая пропускная способность аэродромов и секторов, затрагиваемых готовящимися изменениями. В статье обсуждается динамическая модель коллективного формирования и обслуживания потоков с использованием общесистемной информации. Модель построена как многоканальная система с приоритетами. Приведены аналитические оценки пропускной способности. Критериями оценки выбраны показатели вероятности отказа и среднего времени ожидания обслуживания (отказами считаются направление борта на запасной аэродром, уход на второй круг, задержка вылета и т. п.). Предложенные аналитические зависимости подтверждены имитационными компьютерными экспериментами на статистической модели.

Машиностроение и машиноведение

92-104 57
Аннотация

Силоизмерительная техника широко применяется во всех отраслях народного хозяйства, и прежде всего в промышленности. Измерение силы используется с целью определения нагрузок, влияющих на работоспособность многообразных типов оборудования и их элементов, для обеспечения безопасной эксплуатации этого оборудования, а также при испытаниях и исследованиях систем и механизмов. Наиболее эффективными являются устройства, состоящие из упругого элемента и преобразователя его деформации в электрический сигнал. Анализ известных силоизмерительных приборов показывает, что при большом диапазоне нагрузок наиболее эффективной формой упругого элемента является кольцо. В качестве электрических преобразователей деформации в таких устройствах используются емкостные, индуктивные, струнные и тензометрические датчики. Недостатками существующих устройств являются высокая инерционность, пригодность для узкого диапазона нагрузок, малая надежность контактов, нелинейность характеристики. Видятся значительные перспективы в разработке датчиков кольцевого типа с оптоэлектронными преобразователями сигналов, что позволяет значительно повысить производительность, надежность и точность измерения сил. Принцип компенсации предлагается применять в динамометрических датчиках, у которых в качестве контролируемой входной переменной используется значение величины деформации упругого чувствительного элемента. Алгоритм управления схемой компенсации нежелательных отклонений управляемой переменной составляется таким образом, чтобы свести значение величины деформации к нулю. По этой причине функционирование динамометрического датчика, основанное на принципе силовой компенсации, осуществляется с большой точностью. Конструкция датчика содержит чувствительный нуль-орган, усилитель, обратную связь, измерительное устройство.

105-112 46
Аннотация

В статье дается краткий анализ состояний транспортной отрасли в разрезе предоставления услуг пассажирских перевозок, рассматриваются сложившиеся проблемы предприятий в условиях рыночной экономики, такие как отсутствие гарантий и ответственности поставщиков перед потребителями и наоборот (задержки и неплатежи, недобросовестные плательщики); вынужденное кредитование предприятий транспортными компаниями и агентствами, то есть использование банковских услуг в небанковском секторе; отсутствие разработанных для всех видов транспорта отечественных инвенторнодистрибутивных систем на основе единых требований; слабость существующей системы контроля и предупреждения опасных тенденций, что приводит к кризисам на рынке, цепной реакции несостоятельности участников. В связи с этим делается обоснование создания единой системы контроля и регулирования транспортно-сервисных услуг, целями которой будут являться обеспечение контроля и мониторинга состояния предприятий и всей системы в целом, предупреждение опасных тенденций и кризисов; обеспечение обоюдных гарантий и защиты рисков как поставщиков, так и потребителей; создание единого расчетного центра; выработка критериев оценки участников рынка (рейтинги состоятельности, надежности и другие методики оценок). Все это в комплексе позволит предотвращать негативные последствия для транспортных предприятий. Рассматривается структура такой комплексной системы, необходимые подсистемы и их функционал. Предлагаются конкретные решения, реализация которых позволит построить элементы единой системы контроля на базе существующих и эксплуатируемых в отрасли инвенторных и дистрибутивных систем, а также механизм регулирования и эффективного влияния на предприятия транспортной отрасли.

113-123 80
Аннотация

Нынешняя глобализация мировой экономики тесно связана с развитием воздушного транспорта, который является одной из самых быстрорастущих отраслей экономики, обеспечивая дальние перевозки, прежде всего пассажиров. Повысилась мобильность населения, образовалось единое транспортное пространство. Экономика гражданской авиации после кризиса 2015–2016 годов характеризуется быстрым ростом, увеличением пассажирооборота, высоким процентом занятости кресел, изменением самой структуры рынка авиаперевозок. Состояние рынка авиаперевозок характеризуют глобализация, дерегулирование, информация, приватизация. Выставляемые авиакомпаниями на рынок услуги относятся к высокотехнологичному продукту. В то же время современные условия требуют от авиакомпаний принятия мер для повышения их эффективности функционирования с учетом внутренних и внешних факторов, воздействующих на этот бизнес, а также комплекса мер стимулирования труда работников отрасли. Рассмотрены процессы дерегулирования отрасли, приведены некоторые примеры моделей функционирования рынка, выделены их основные характеристики, показаны некоторые варианты принятия управленческих решений. Оценка эффективности – необходимое условие реализации стратегий развития авиакомпаний. Принципы рыночной экономики потребовали перестройки системы распределительных отношений и материального стимулирования. В этой связи обобщен опыт ряда решений в области оплаты труда как составной части управления авиапредприятием. В статье дан обзор характеристик современного рынка авиаперевозок, выявлены проблемы и перспективы развития. Актуальность статьи обусловлена расширением присутствия авиакомпаний на мировом рынке и, как следствие, необходимостью исследования современных тенденций развития рынка, выявления основных факторов, определяющих конкурентоспособность авиакомпаний. Статья представляет интерес как для специалистов в области авиации, так и для читателей, интересующихся авиационной тематикой.

124-140 64
Аннотация
Задача обеспечения безопасности полетов решается как на стадии проектирования и изготовления авиационной техники, так и при ее эксплуатации. На безопасность полетов влияют три группы факторов: человеческий фактор, технический фактор и неблагоприятные внешние условия. Несмотря на то, что только около 3 % авиационных происшествий обусловлены влиянием неблагоприятных внешних условий, во многих случаях имело место сочетание человеческого фактора как основного при наличии сопутствующих неблагоприятных внешних условий, в первую очередь неблагоприятных метеоусловий. В статье приведен сравнительный анализ уровня безопасности полетов в коммерческой гражданской авиации РФ и США, выполнен анализ статистики авиационных происшествий, связанных с влиянием метеоусловий. Так как наибольшее количество авиационных происшествий, связанных с влиянием неблагоприятных метеоусловий, произошло с вертолетами, в работе рассмотрена возможность повышения безопасности полетов вертолетов путем создания методики оценки рисков, связанных с влиянием неблагоприятных метеоусловий, перед выполнением конкретных полетов. Проанализированы методики оценки риска, такие как матрица оценки рисков ИКАО, контрольный перечень CFIT, FRAT, и показана целесообразность использования методики FRAT. На основе методики FRAT, после доработки раздела «Условия эксплуатации ВС», была получена методика оценки рисков на предстоящий полет для вертолетов. Для интерпретации полученных значений уровня риска была предложена шкала допустимости уровня риска для предстоящего полета.


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