Preview

Научный вестник МГТУ ГА

Расширенный поиск
Том 23, № 4 (2020)
https://doi.org/10.26467/2079-0619-2020-23-4

ТРАНСПОРТ

8-19 80
Аннотация
В статье проводится анализ процесса управления безопасностью полета. Показана структура системы управления безопасностью полета и субъектно-объектное взаимодействие, на котором построено функционирование этой системы. Мотивирована незаменимость разработки и внедрения интеллектуальных бортовых систем управления на борту воздушного судна. Обозначены задачи, которые позволят решать такие системы во время выполнения полета. Рассмотрены перспективы применения в системе активного управления безопасностью полета контуров реальной и документированной безопасности полетов. Показана возможность активного управления безопасностью полета, построенная на параметрическом принципе управления. Обоснована необходимость управления безопасностью полета, основанная на событийном принципе управления с использованием контура документированной безопасности полета. Рассмотрен пример, наглядно демонстрирующий возможности и перспективы событийного управления безопасностью полета. Доказана целесообразность учета психических особенностей конкретного летчика при формировании контура документированной безопасности полета. С этой целью подтверждена целесообразность систематического контроля психического состояния летного состава с определением показателя профессиональной пригодности. Рассмотрена возможность использования персональной базы данных летчика при формировании контура документированной безопасности каждого конкретного полета с целью учета особенностей конкретного летчика при управлении безопасностью полета. Это должна быть самообучающаяся система, функционирующая на основе применения нейронных сетей и позволяющая учитывать все особенности характера и темперамента каждого конкретного летчика. Доказано, что возможность учета психического состояния летчика, выраженного значением показателя профессиональной пригодности, может быть успешно реализована именно при событийном управлении безопасностью полета, что приведет к повышению защищенности авиационной системы от воздействия опасных факторов в ходе выполнения полетного задания.
20-32 173
Аннотация
В статье проведен анализ основных информационных автоматизированных систем управления топливозаправочных комплексов (далее ТЗК), на основе которого выявлены проблемы функционирования наземного обслуживания аэропорта, главные из которых — неэффективность управления стохастическими процессами, которые появляются в условиях сбойных ситуаций, а также отсутствие автоматизированных систем управления уровнем чистоты авиатоплива от механических примесей и воды. Предложен путь расширения (англ. upgrade) Groundstar Inform GmbH – единой комплексной системы управления аэропортом посредством увеличения возможностей системы за счет добавления новых компонентов. Представлено решение задачи мультиресурсного планирования заправок воздушных судов (далее ВС) в условиях высокой интенсивности полетов, в том числе и в условиях сбойных ситуаций, на основе интеллектуального имитационного моделирования и управления ресурсами, а также с точки зрения оптимизации решения задач бизнеспроцесса. Порекомендована разработка алгоритмов планирования с использованием математического аппарата нечеткого моделирования и управления, нечетких множеств и нечеткой логики, лежащих в основе интеллектуального моделирования процессов. Задана концепция адаптивной информационно-управляющей системы технологических процессов ТЗК для контроля чистоты авиатоплива на основе динамического on-line (онлайн) мониторинга наличия механических примесей и воды в авиатопливе. В статье рассматриваются элементы создания «Умного ТЗК», в котором интеллектуальные бизнес-процессы соединяются в одно целое благодаря использованию «умных» операционных процессов и технологического оборудования. Внедрение цифровых технологий, инструментов «индустрии 4.0» и тенденции автоматизации, цифровизации, диджитализации современного авиатопливообеспечения ВС ГА становятся базой цифровой экономики топливозаправочных комплексов ГА.
33-44 52
Аннотация
Авиационные происшествия – категории столкновения исправных воздушных судов с землей (CFIT) в мировой гражданской авиации входят в состав трех так называемых «убийц» авиации наряду с такими происшествиями, как потеря управляемости в полете (LOC-I) и происшествиями на ВПП (RE). В результате многолетних исследований данной проблемы были разработаны и внедрены в практику методики снижения уровня риска CFIT, программы обучения и переподготовки пилотов. Также были созданы несколько поколений бортовых систем предупреждения о столкновении с землей или препятствиями (GPWS, EGPWS, TAWS), недостатком которых является пассивно-рекомендательный характер выдачи предупреждений. Выводы комиссий по результатам расследований авиационных происшествий свидетельствуют о случаях игнорирования экипажем специальной сигнализации систем предупреждения о близости земли и возможности ухода на второй круг для повторной безопасной посадки. Несмотря на предпринятые авиационным сообществом меры, происшествия данной категории продолжают происходить. В связи с этим, необходим поиск новых методик и решений проблемы столкновения ВС с землей. Одним из возможных путей решения данной проблемы является перевод систем предупреждения о близости земли в разряд активных, работающих в двух режимах. Первый предупреждение экипажа о приближении к границам области безопасного маневрирования в районе захода на посадку с выдачей рекомендаций по устранению траекторного отклонения. Второй – если экипаж не предпринимает никаких действий при выдаче предупреждения или если его действия недостаточно эффективны, то следует произвести возврат на посадочную траекторию с временным выводом пилота из контура управления.
45-57 58
Аннотация
Сегодня отрасль авиатопливообеспечения ВС характеризуется сложными технологическими процессами, возможны инциденты и происшествия, которые могут приводить к экономическим и экологическим потерям. Для обслуживания таких процессов требуются высококвалифицированные и специально обученные инженерно-технические кадры. Бурное развитие цифровых технологий и их внедрение в технологические процессы обеспечения полетов ВС авиаГСМ, таких, как непрерывный контроль чистоты топлива, учет количества и расходования авиаГСМ с использованием автоматизированных систем, а также применение нового оборудования, например, массомеров, которые имеют высокую точность, требует нового подхода к обучению персонала топливозаправочных комплексов (ТЗК). Кроме того, развитие ТЗК идет по пути оптимизации выполняемых операций. Так, например, на водителя топливозаправщика (ТЗ) возлагаются и обязанности оператора заправки ВС. В настоящее время технические средства склада и применяемое для заправки ВС оборудование ТЗК включаются составной частью в инфраструктуру аэропорта с целью обеспечения регулярности полетов. Применение нового оборудования с использованием цифровых технологий связано с повышением качества выполнения топливозаправочных работ на всех этапах авиатопливообеспечения ВС. Для обеспечения эффективного управления процессами авиатопливообеспечения организационная структура должна опираться не только на современное оборудование всех звеньев цепи технологической схемы подготовки топлива, но и на замкнутую автоматизированную систему управления на основе внедрения современных интеллектуальных контрольноизмерительных приборов. В этих условиях становится актуальным вопрос подготовки персонала ТЗК. Решение этого вопроса видится в разработке автоматизированных обучающих систем, позволяющих ускорить подготовку персонала и сократить затраты на их обучение. В связи с этим в статье рассматривается структурно-функциональная модель автоматизированной обучающей системы (АОС), объединяющей разрозненные решения и формирующей новую систему решения задач подготовки, аттестации и информационной поддержки персонала организаций авиатопливообеспечения (ОАТО). Предлагаемая система обучения позволяет обеспечить подготовку кадров не только на одно рабочее место, но и с учетом индивидуальных особенностей, например, в одном лице подготовить и водителя ТЗ, и оператора заправки. Описываются разработанные в работе сценарии использования подсистем АОС, определяющие её базовый функциональный состав. В завершение на основе разработанных сценариев использования подсистем приводится подготовленная структурно-функциональная модель АОС, обеспечивающая решение задач сопровождения эксплуатации ОАТО и поддержки принятия решений.
58-71 47
Аннотация
В процессе обзора российских и зарубежных исследований в области мультимодальных перевозок грузов рассмотрены существующие методы повышения их эффективности. Повышение эффективности мультимодальных перевозок сегодня возможно благодаря оптимизации системы взаимодействия используемых видов транспорта и непосредственно перевозки грузов, снижению затрат, оптимизации работы грузовых терминалов, формированию и развитию сети транспортных коридоров, использованию новых возможностей спутниковой навигации, уменьшению экологической нагрузки и экономии топлива. Важное значение имеет минимизация рисков на всем поле мультимодальных перевозок, совершенствование законодательной базы и процессов документооборота. Для решения этих задач предложены методы оперативного управления доставкой грузов и ускоренной перевозки. Определено место транспортной логистики в процессе доведения товаров до потребителя при мультимодальной перевозке. Разработана методология проектирования мультимодальной транспортной сети, предполагающая формирование и развитие транспортных коридоров с учетом новых условий глобализации перевозок. Проведены исследования организации перевозок с использованием мультимодальных транспортных единиц и технологий (контейнеры, контрейлеры, «бегущее шоссе»). На базе теории управляемых сетей и методов целочисленного линейного программирования разработаны модели распределения грузопотоков, выбора наиболее благоприятных маршрутов перевозок, идеальной загрузки подвижного состава, перевозки грузов по алгоритму наилучшего экспедирования. Решению проблем, связанных с максимальной пропускной способностью транспортной сети и прогнозированием вмешательства погодных условий в процесс перевозки грузов, способствовали технологии управления, основанные на теореме Форда-Фалкерсона о максимальном потоке и минимальном разрезе и использовании математического аппарата цепей Маркова. В результате проведенного анализа сделан вывод, что отсутствие универсальной методологии управления процессами мультимодальных перевозок на основе телекоммуникационной платформы требует постановки и решения важной научно-практической проблемы – разработки востребованных организационно-управленческих методов и технологических решений для обеспечения эффективности мультимодальных перевозок. Совокупность решаемых при этом задач имеет важное социально-хозяйственное значение для Российской Федерации.
72-83 44
Аннотация
Целью статьи является создание базы данных ошибок и разработка алгоритма ситуационной модели принятия решения с учетом наличия потенциальной ошибки со стороны авиадиспетчера или пилота. В данной статье проведен подбор и анализ типовых ошибок авиадиспетчера и пилота, созданы массивы ошибок специалистов, а также составлены бинарные отношения ошибок, основанные на методах дискретной математики. Такое решение вызвано необходимостью формализации взаимодействия специалистов, поскольку по каждой ошибке авиадиспетчера можно сопоставить определенный набор ошибок пилота и наоборот. В случае дальнейшего углубленного анализа можно расширить базу данных путем добавления дополнительных массивов ошибок диспетчера смежного пункта, аэродромной службы, службы планирования и т.д. Цель сформирована после анализа особенности тренажерной подготовки в высших учебных заведениях. Особенность заключается в отсутствии опасных факторов при проведении тренажерной подготовки. Подготовка происходит по идеальной модели. Несомненно, такой подход нацелен на выработку правильного алгоритма действий в штатных или нештатных ситуациях, однако таким образом обучаемый не может отработать навыки принятия решения при наличии ошибки в идеальном алгоритме. При этом действующие специалисты сталкиваются с непреднамеренными ошибками каждый рабочий день, поэтому наличие опыта работы в данной области играет важную роль для минимизации влияния человеческого фактора на безопасность полетов. В нашем случае предлагается включить такой опасный фактор, как непреднамеренная ошибка в программе совместной подготовки авиадиспетчеров и пилотов, что позволит улучшить качество обучения специалистов.
84-95 53
Аннотация
Рассмотрена методика оценки риска бортовой информационной системы воздушного судна (ВС), позволяющая обеспечивать надёжность и безопасность такой комплексной системы в эксплуатации. Эта методика призвана применять объединенные математические инструменты для оценки рисков, которым подвергаются комплексные изделия авиационной техники (АТ). Существующие методики оценки рисков недостаточно гибки для решения комплексной задачи обеспечения всесторонней безопасности бортовой информационной системы (БИС) воздушных судов из-за сложности в унификации критериев оценки степени опасности по всем концепциям безопасности, т.е. сейчас не учитываются тяжесть рисков, механизм развития одного нежелательного события (события риска) в более сложные формы в процессе технической эксплуатации изделия АТ. Однако предложенная в статье методика призвана стать катализатором формирования новых критериев единой базы оценки безопасности такой технической сложной (комплексной) системы, как БИС, так как содержит в себе трёхкомпонентные параметры риска, т. е. риск по угрозам от актов незаконного вмешательства (АНВ), уязвимости (функциональные опасности, способствующие АНВ и их развития в системе) и ущербу (совокупность критериев, оценивающих последствия АНВ). В результате эти критерии и параметры трёхкомпонентной безопасности позволят находить новый подход в определении комплексного риска, которому подвергаются важные системы ВС, такие, как бортовые информационные системы ВС. В статье предлагается методика определения риска, учитывающая трёхкомпонентную концепцию. Совместно эти компоненты позволят оценивать степень опасности технических систем с учётом их совершенства. Приведенные авторами сведения в данной работе являются научной гипотезой и призваны обратить внимание научного сообщества на проблему отсутствия методик оценки многокомпонентных рисков в такой системе, как БИС. В статье приведены базовые критерии оценки комплексного трёхкомпонентного риска, которые недостаточны для полноценного формирования новых критериев оценки безопасности комплексной системы/изделия АТ и требуется уточнение их параметров. Таким образом, настоящая работа не позволяет в полной мере решить комплексную задачу обеспечения всесторонней безопасности БИС ВС, а лишь предлагает методику унификации трех компонентов безопасности для определения комплексного риска.

АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА

96-104 43
Аннотация
Для соосного несущего винта характерно влияние взаимного расположения лопастей верхнего винта относительно нижнего. Установлено, что начальный азимут лопасти, например, верхнего винта, не совпадающий с начальным азимутом лопасти нижнего винта, влияет на уровень вибраций, обусловленных пульсациями тяги винтов, на уровень шума, генерируемого, главным образом, соосным несущим винтом. В данной работе выполнены численные исследования по оценке влияния начального азимута лопастей верхнего винта («фазировки») на пульсации силы тяги соосного несущего винта вертолета. Исследования проводились с помощью метода расчета, основанного на нелинейной вихревой теории в нестационарной постановке. Приводятся результаты численного моделирования обтекания соосного несущего винта вертолета с разными начальными азимутами лопасти верхнего винта относительно азимута лопасти нижнего винта. Показано влияние «фазировки» лопастей на изменение коэффициента силы тяги винта и величину пульсации силы тяги. Моделировалось обтекание шестилопастного соосного несущего винта (два винта по 3 лопасти) на режиме косого обтекания на скоростях 51.25 м/с и 71.75 м/с при углах атаки винта – 50 и – 120 соответственно. Изучалось изменение коэффициента тяги несущего винта за один оборот при различных значениях «фазировки». Коэффициент тяги соосного несущего винта определяется суммированием коэффициентов тяги соответственно нижнего и верхнего винтов. Таким образом, при некоторых «фазировках» приращения коэффициента тяги нижнего и верхнего винтов усиливают пульсации тяги, а при других – пики пульсаций верхнего и нижнего винтов смещены и суммарный коэффициент тяги соосного несущего винта изменяется за один оборот с меньшей амплитудой. Установлено, при каких «фазировках» имеют место максимальные величины пульсации тяги, и при которых – минимум пульсации тяги.


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


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