В настоящее время образовательные организации гражданской авиации России, осуществляющие подготовку пилотов, полностью перешли на учебные воздушные суда нового поколения, особенностями которых являются высокая степень автоматизации управления и электронные системы отображения информации (EFIS – Electronic Flight Instrument System). При этом применяемые методы летного обучения основываются на исследованиях, проведенных для самолетов с аналоговыми системами отображения информации, что не позволяет в полной мере использовать широкие возможности нового поколения воздушных судов и тренажеров. Поэтому задача совершенствования методики первоначальной профессиональной подготовки пилотов, включающая обучение рациональным методам распределения и переключения зрительного внимания, является актуальной. Для решения этой задачи в 2017 году по заказу Федерального агентства воздушного транспорта Российской Федерации в Ульяновском институте гражданской авиации проведен комплекс научных исследований, позволивших разработать методику первоначальной летной подготовки пилотов с использованием воздушных судов с EFIS. При проведении исследований использовались окулометрические методы исследования распределения и переключения внимания курсантов (технология eye-tracking), что позволило более глубоко изучить формирование навыков пилотирования и влияние на них работы пилота с EFIS. Для оценки эффективности разработанной методики проведено две серии экспериментов, в которых участвовали курсанты Сасовского летного училища и Ульяновского института гражданской авиации, что позволило провести эксперименты на двух типах тренажеров самолетов: L-410 и DA40 NG. В статье предлагается использовать коэффициент корреляции и манхеттенское расстояние для оценки точности выдерживания параметров полета самолета в ходе тренажерной подготовки. По результатам первой серии экспериментов сделан вывод, что курсанты, отобранные в экспериментальную группу, имели более низкий исходный уровень летной подготовки по двум рассматриваемым критериям по сравнению с курсантами контрольной группы. Однако после проведенного обучения экспериментальной группы по разработанной методике уровень летной подготовки в обеих группах стал одинаковым. Для курсантов экспериментальной группы наблюдаются статистически значимые различия исходного и конечного уровней летной подготовки, в то время как курсанты контрольной группы завершили серию экспериментов без заметных изменений. Вторая серия экспериментов показала, что отсутствие летной практики у курсантов экспериментальной группы не помешало им продемонстрировать качественный уровень профессиональной подготовки при выполнении упражнений на летном тренажере. Такого результата помогла добиться проведенная с курсантами наземная подготовка по разработанной методике, что, несомненно, свидетельствует о ее эффективности.

Вследствие постоянно растущей интенсивности потоков воздушных судов норматив пропускной способности конкретного сектора воздушного пространства достигает своего максимального заданного значения. Более чем 60 % всего воздушного трафика Российской Федерации приходится на московскую воздушную зону, и его интенсивность постоянно растет. Эффективная организация воздушного движения в аэроузловом диспетчерском районе зависит от способности органов обслуживания воздушного движения грамотно согласовывать между собой очередность прибытия и вылета воздушных судов при имеющейся интенсивности воздушного движения, запретах и ограничениях на использование воздушного пространства, метеорологических условиях и иных факторах. В данной статье рассматриваются проблемные аспекты взаимодействия органов обслуживания воздушного движения, приводящие к задержкам вылетающих и заходящих на посадку воздушных судов, влияющие на безопасность, эффективность и регулярность воздушного движения. Описаны принципы организации взаимодействия смежных секторов органов обслуживания воздушного движения, осуществляющих аэродромное диспетчерское обслуживание в Российской Федерации. Приведено описание процесса взаимодействия органов обслуживания воздушного движения аэропорта Остафьево с диспетчерами смежных диспетчерских пунктов. Такими пунктами являются: диспетчерский пункт круга – ДПК Внуково, ДПК Домодедово, вспомогательный диспетчерский пункт подхода – ВДПП Внуково Подход-1 и ВДПП Внуково Подход-2, а также командный диспетчерский пункт государственной авиации. Произведен анализ существующей технологии взаимодействия органов обслуживания воздушного движения, осуществляющих управление воздушным движением в одном аэроузле. Представлены рекомендации, которые при их применении помогут улучшить взаимодействие органов обслуживания воздушного движения на рубежах приема-передачи управления.

В статье рассматривается методика построения стандартных маршрутов прибытия с использованием профиля постоянного снижения (CDO) в воздушном пространстве зоны «подхода» с повышенной интенсивностью воздушного движения. Методика расчета эффективных значений элементов структуры воздушного пространства основана на вероятностных характеристиках потока прибытия, на основе которых итерационным способом определяются необходимые рабочие площади «тромбона» и «веера» в целях поддержания режима полета при постоянном снижении. В качестве результата применения указанной методики представлена примерная структура из трех стандартных маршрутов прилета в аэропорт Шереметьево, в которой на конечных участках маршрута прибытия применены «тромбоны». Расчет вероятностных характеристик бесприоритетного функционирования «тромбона» («веера») произведен исходя из пуассоновского закона потока поступления воздушных судов (ВС) на каждый маршрут и равномерного распределения случайной величины попадания ВС всех маршрутов на элементарный их общий участок (l). Проведена сравнительная оценка эффективности схем «тромбона» и «веера» по рабочей площади на основе характеристик потока движения воздушных судов. Получен существенный результат по преимуществу схемы типа «тромбон» не только относительно эффективности использования воздушного пространства, но и по характеристикам целостности прилетного потока воздушных судов, необходимого для применения CDO. Полученные результаты подтверждены проведенным моделированием в рамках условий задачи. В заключение статьи обозначены условия практического обеспечения режима постоянного снижения на участках CDO стандартных маршрутов прилета, в том числе при превышении расчетной интенсивности воздушного движения, предложены меры по минимизации отрицательных последствий от подобных возмущений прилетного потока.

В статье представлен анализ функционирования системы совместного принятия решений (A-CDM) аэропорта Шереметьево при работе аэропорта в час пик. Отечественные и международные программы развития организации воздушного движения (ОрВД) предполагают, что аэропорты будут полностью включены в сеть ОрВД как узлы этой сети. Будет использоваться кооперативное принятие решений, чтобы обеспечить «бесшовный» процесс планирования. Этот процесс будет проходить с участием пользователей воздушного пространства, поставщиков аэронавигационного обслуживания и аэропортов (с использованием автоматизированных средств управления прилетом, вылетом и движением по поверхности аэродрома) в интересах управления очередями для увеличения пропускной способности взлетно-посадочной полосы (ВПП). Оборудование ВПП должно быть усовершенствовано, уменьшены нормы эшелонирования между воздушными судами (ВС) на прилете и вылете, должны работать современные средства навигации и управления движением по поверхности аэродрома. ВПП относится к ресурсам, которые работают по принципу обслуживания только одного клиента. Влияние погодных условий (мокрая ВПП, сильный ветер, низкая видимость) определяют пропускную способность аэродрома. Управление прилетом и вылетом позволяет оптимизировать работу аэродрома с точки зрения стоимостной эффективности и экологии. Система совместного принятия решений для аэропорта – это комплекс процедур, направленных на повышение уровня организации потоков воздушного движения, пропускной способности аэродрома и воздушного пространства за счет повышения уровня предсказуемости событий и оптимизации процесса использования ресурсов. Система позволяет управлять информацией с целью получения модифицированных выходных данных для принятия решения. Основные задачи системы – повышение уровня временной точности возникновения события, а также его предсказуемости.

Перспективные технологии организации воздушного движения предполагают переход к гибкой маршрутизации на основе использования спутниковых систем навигации. Однако точность спутниковых систем навигации зависит от расположения навигационных спутников относительно определяющегося объекта и будет различной в предоставляемом воздушном пространстве. Поэтому конструируемая оптимальная траектория полета воздушного судна должна строиться с учетом точности ее выдерживания в переменном навигационно-временном поле (поле точности) спутниковой системы навигации. Поле точности спутниковых систем навигации можно характеризовать значениями геометрического фактора (пространственного, горизонтального и вертикального). Геометрический фактор спутниковой системы навигации определяется взаимным положением потребителя и спутников, по которым решается навигационная задача, и является детерминированной величиной. Ввиду орбитального движения спутников и перемещения потребителя геометрический фактор будет изменяться в пространстве и времени. Зная законы орбитального движения спутников, можно рассчитать геометрический фактор для любой точки воздушного пространства и для любого момента времени по известному альманаху системы. Это позволяет прогнозировать ожидаемую точность навигационно-временных определений при полете воздушного судна по конкретной воздушной трассе. Для конструирования траекторий полета воздушного судна в поле точности спутниковой системы навигации выбраны методы оптимизации на основе алгоритмов теории графов А-star и Дейкстры. Путем математического моделирования построены оптимальные траектории полета в полях точности ГЛОНАСС при их различной структуре в статичной и динамичной постановке задачи.

В работе ставится многокритериальная задача маршрутизации и планирования графиков полета беспилотной и пилотируемой гражданской авиации с использованием метода штрафных функций. Показана актуальность решаемой задачи для управления авиакомпанией в условиях существующих изменений динамической обстановки при большом разнообразии полетных ситуаций. Сформулирована математическая постановка задачи и предложен универсальный критерий оптимальности в виде суммы аддитивной и мультипликативной форм, включающих частные показатели качества. Поиск оптимальных и рациональных вариантов решения задачи оптимальной маршрутизации полетов с учетом имеющихся у компании ресурсов самолетного парка, предложений пользователей воздушного пространства, ограничений постоянного и переменного характера, связанных, к примеру, с неблагоприятными погодными условиями, может осуществляться с помощью однокритериального и многокритериального подхода, но в итоге предлагается использовать генетический алгоритм, обладающий невысокой трудоемкостью вычислений и предлагающий в качестве решений («предков») близкий к оптимальному и рациональному результат. При таком подходе в начале работы алгоритма образуется «элита», что позволяет затем на каждом шаге итерации (эволюции) выполнить операцию скрещивания. В итоге получаем новых «потомков», а путем перестановки хотя бы одного пункта из одного блока в соседний можно получить достаточно большое число представителей, из которых затем с помощью критерия может быть отобрана новая «элита». Практика использования генетических алгоритмов показала, что наряду с достижением с его помощью глобального экстремума процесс существенного улучшения результатов планирования достигается за несколько шагов эволюции, и их число явно меньше, чем число шагов при использовании численных методов параметрической оптимизации. Предлагаемый подход позволит значительно повысить эффективность и качество планирования выполнения полетов авиакомпании с учетом разнообразия самолетного парка, коммерческой загрузки и влияния внешней среды. Особую актуальность данная задача приобретает в условиях совместного управления (CDM), где в качестве дополнительных критериев могут рассматриваться аэронавигационные данные.

В статье представлена методика определения в летных испытаниях вероятности выхода летательного аппарата в информационный контакт с воздушными объектами. В основе методики лежит опытно-теоретический метод испытаний, базирующийся на применении математического моделирования. Методика отличается от известных тем, что использует современные информационные технологии, и принятая в ней математическая модель реализована в виде программы для ЭВМ. Кроме того, нахождение данного показателя эффективности в летных экспериментах нецелесообразно из-за существенных ресурсных затрат. Данная методика пригодна для практических целей испытаний и позволяет определить показатель эффективности летательного аппарата при поиске воздушных объектов – вероятность выхода в информационный контакт с типовым воздушным объектом. Представленная программа для ЭВМ обеспечивает выполнение расчетов показателя выхода для различных значений и сочетаний, влияющих на результат факторов. Выполнено моделирование и получены вероятности выхода летательного аппарата в информационный контакт с типовыми воздушными объектами в заданных условиях. Представлены результаты исследований влияния на вероятность выхода в информационный контакт групп факторов: характеристик летательного аппарата, характеристик воздушного объекта и качество исходной информации о нем, условия поиска. В результате работы установлены основные закономерности при решении задачи выхода летательного аппарата в информационный контакт с воздушным объектом. Созданная в рамках методики программа для ЭВМ обладает современным графическим интерфейсом и позволяет сократить время, затрачиваемое исследователем на обработку результатов испытаний. Разработанная методика позволяет выполнить сравнительную оценку возможностей летательных аппаратов по обнаружению воздушных объектов в испытаниях.

Для повышения качества распознавания воздушных объектов предложено использование априорной информации, содержащейся в эталонных портретах, которые формируются адаптивно к условиям наблюдения. Сформулировано решающее правило об отнесении наблюдаемой цели к k-й группе в предположении, что сигнал и фон являются нормальными стационарными случайными процессами с нулевыми средними значениями и известны ковариационные матрицы портретов. Предложен критерий качества распознавания, итогом выполнения которого является принятие решения с вероятностью не ниже требуемой Ptr. Платой за выполнение этого критерия является изменение содержания решения. Для реализации системы радиолокационного распознавания (РЛР) со структурно-параметрической адаптацией РЛС предложено ввести в данную систему устройство прогноза качества и управления, которое проводит оценку (прогноз) количества информации и изменение решающего правила системы РЛР в соответствии с полученной оценкой. Введен показатель количества информации, извлекаемой системой распознавания из радиолокационного портрета (РЛП), под которым понимается мера снижения неопределенности в процессе принятия решения о группе цели с помощью системы РЛР. Показано, что количество извлекаемой информации зависит не только от параметров РЛП, но и от алгоритма его обработки. Определено потенциальное количество информации о цели k-й информационной группы, содержащейся в РЛП, введено понятие достаточно информативного портрета при распознавании целей всех групп. Формализованы понятия дифференциальной и интегральной контрастности в случае произвольно коррелированного РЛП. Введенные понятия дифференциальной и интегральной контрастностей для частного случая некоррелированного РЛП распространены на общий случай произвольно коррелированного РЛП.

В настоящее время в районах крупных городов наблюдается устойчивая тенденция к увеличению пространственной плотности телекоммуникационных систем. Насыщенность радиоспектра аналоговыми и цифровыми системами, используемыми для решения задач радиосвязи и телевидения, позволяет на их основе совершенствовать технологии полуактивного радиолокационного обнаружения и определения координат воздушных объектов (ВО). Осуществление радиолокационного наблюдения с использованием передатчиков нерадиолокационного назначения часто называют полуактивной радиолокацией с использованием сторонних или «паразитных» источников излучения. Преимуществами систем являются минимизация затрат на развертывание, незначительные эксплуатационные энергозатраты, низкая вероятность постановки помех, скрытность факта работы, экологичность и отсутствие требований к выделению радиочастотного ресурса. Относительно большие высоты поднятия антенн связных и телевизионных передатчиков при существующей излученной мощности создают благоприятные условия для обнаружения маловысотных ВО. Цифровые сигналы современных телекоммуникационных систем имеют ширину спектра, обеспечивающую приемлемое разрешение и точность измерения суммарной дальности и угловых координат. В общем случае системы такого типа представляют собой полистатическую (многопозиционную) систему, состоящую из одного или нескольких источников излучения и одной или нескольких приемных позиций, разнесенных в пространстве. Перспективной задачей, решаемой такими системами наряду с контролем воздушного пространства, является управление воздушным движением (УВД). В работе рассмотрены варианты определения прямоугольных координат ВО в системе бистатических радиолокационных станций, использующих для обнаружения целей радиоизлучение сторонних источников. Рассмотрены варианты местоопределения воздушных объектов при различном составе первичных измерений координат и количестве передающих позиций. Приведены аналитические выражения для расчета проекций вектора скорости цели на оси декартовой системы координат. Произведена оценка точности определения местоположения воздушных объектов для многопозиционных радиосистем такого типа.

Метеорологическое обеспечение полетов (МОП) гражданской авиации (ГА) является одним из видов обеспечения полетов и осуществляется в целях обеспечения безопасности, регулярности и эффективности полетов путем предоставления требуемой метеорологической информации пользователям воздушного пространства, органам, осуществляющим организацию воздушного движения. Основу международного и национального регулирования МОП ГА составляют рекомендации Всемирной метеорологической организации (ВМО) и ИКАО, а также Федеральные авиационные правила и другие нормативные и руководящие документы. В Российской Федерации МОП ГА осуществляет «Авиаметтелеком Росгидромета», который представляет собой организацию с регионально-распределенной сетью структурных подразделений, включающих головную организацию и 15 филиалов. Непосредственное метеорологическое обеспечение осуществляют аэродромные метеорологические органы. В настоящее время в МОП ГА существует ряд проблем, а именно: наличие нормативно-правовых актов и норм, позволяющих использование авиационными потребителями метеорологической информации, поставляемой вне официально уполномоченных провайдеров метеорологической информации; недостаточная техническая оснащенность современным метеооборудованием аэродромных метеорологических органов; моральное старение существующих технических средств проведения метеонаблюдений и предоставления метеорологической информации; нехватка квалифицированных специалистов-метеорологов; сокращение подразделений «Авиаметтелеком Росгидромета»; для ряда регионов Российской Федерации отсутствие достоверных методов прогноза погоды и опасных явлений погоды для авиации; недостаточное покрытие территории страны сетью метеорологических радиолокационных станций и аэрологических станций. Основные пути совершенствования МОП ГА должны идти по нескольким направлениям одновременно: совершенствование нормативно-правовой базы МОП ГА; разработка и внедрение современных технических средств проведения метеонаблюдений и измерений; разработка и внедрение систем автоматизированного прогнозирования на основе современных численных методов и методик прогнозирования; централизация процессов прогнозирования и обмена метеоинформацией.

В статье рассматривается возможность оценки скорости движения хаотических сред с использованием информации из «узких» спектральных интервалов стационарных случайных сигналов, генерируемых движением таких сред на датчиках, расположенных в двух точках вдоль направления движения среды. Вопрос о физическом смысле минимального спектрального интервала, необходимого для таких измерений с заданной точностью, обсуждается на основе соотношений, приводимых в статье и сформулированных с использованием теории однородной изотропной турбулентности. Показано, что в рамках предложенных соотношений процесс фильтрации может быть описан с использованием турбулентного члена. Поэтому результаты фильтрации можно рассматривать как виртуальную турбулентную диссипацию. Последнее позволило полуколичественно описать результаты численных расчетов, представленных в статье, и сформулировать пути дальнейшего развития предложенного подхода, который после соответствующих усовершенствований можно было бы назвать «полным корреляционным анализом с фильтрацией» (FFCA). В качестве направлений такого развития обсуждается метод измерения скорости турбулентной диссипации посредством использования двух (или более) фильтров с различными полосами пропускания, применяемых к сигналам в двух точках измерений взаимной корреляции, а также оценка оптимального числа фурье-гармоник в представлении сигнала, прошедшего фильтр, и оценка формы спектра турбулентности. Помимо этого, с использованием соотношений, приведенных в статье, известный факт о том, что доплеровские измерения не применимы к дистанционному зондированию с использованием широкополосных сигналов в качестве носителя информации, а также причина, по которой такие измерения применимы в случае сигналов с узкими спектрами, получают более ясное физическое объяснение. Последнее позволяет сформулировать с точки зрения кросскорреляционного анализа определение монохроматического сигнала как такового.

Метеорологическое обеспечение авиации является необходимым элементом комплексной системы организации воздушного движения, т. к. неверная метеорологическая информация об опасных метеоявлениях оказывает значительное влияние на уровень безопасности полетов и на все аспекты деятельности управления воздушным движением. В настоящее время в России на государственном уровне принят ряд решений, в соответствии с которыми осуществляется широкомасштабная программа по развитию инфраструктуры районов Крайнего Севера и Арктики, освоению территорий, побережья Северного морского пути, разработке месторождений полезных ископаемых. Климат Арктики – один из самых суровых на Земле. Неустойчивость метеорологической обстановки выражается в резком изменении направления и скорости ветра, понижении высоты облачности, быстром натекании тумана с моря на побережье. Сильные ветры вызывают снежную пургу и поземку, летом под влиянием мощного циклона возможно резкое повышение температуры воздуха. Эти природные факторы в своей совокупности создают сложные, порой экстремальные климатические условия, которые приводят к возникновению опасных для авиации метеорологических явлений. Эти явления носят труднопрогнозируемый и значительный по силе воздействия характер. Выполнение взлетно-посадочных операций в Арктике, как правило, связано с повышенным риском. Это обуславливается тем, что временные аэродромы и посадочные площадки имеют минимальную оснащенность в плане аэродромного оборудования, на них почти или полностью отсутствует метеорологическое обеспечение, нет статистических данных об особенностях погоды в месте совершения взлета и посадки. Проблема обслуживания посадочных площадок заключается в использовании устаревшего оборудования, нехватке или невозможности постоянного проживания в районе площадки обслуживающего персонала. Учитывая изложенные выше факты, для эффективного и безопасного использования авиации в Арктическом регионе необходимо максимально автоматизировать процессы получения, обработки и доведения до экипажей данных о метеорологической обстановке в районе посадочной площадки и на маршруте полета. В статье рассматривается необходимость использования автоматизированных систем сбора, обработки и передачи метеоинформации для информирования экипажей воздушных судов, осуществляющих взлетно-посадочные операции в районах самолетных и вертолетных посадочных площадок Арктической зоны, о состоянии приземного слоя атмосферы и высотах, на которых возможно обледенение.