Preview

Научный вестник МГТУ ГА

Расширенный поиск
Том 25, № 5 (2022)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.26467/2079-0619-2022-25-5

ПАМЯТИ УЧЕНОГО 

8-11 91
Аннотация

Статья посвящена 100-летию со дня рождения выдающегося ученого, доктора технических наук, профессора, заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, лауреата Ленинской премии Владимира Федоровича Рощина, в 1970-е годы возглавлявшего кафедру аэродинамики и динамики полета Московского института инженеров гражданской авиации (МИИГА, ныне МГТУ ГА). Приведены отдельные биографические данные об исследователе и основные вехи его профессионального пути. Отмечена исключительная значимость встречи В.Ф. Рощина, еще в качестве студента Московского авиационного института, с С.П. Королевым, ставшим для молодого человека не только дипломным руководителем, но и Учителем, определившим сферу научных интересов, оказавшим влияние на формирование научного потенциала, становление как ученого, научившим искусству взаимодействия в коллективе единомышленников. Благодаря своим выдающимся способностям Владимир Федорович в числе лучших выпускников МАИ был приглашен лично С.П. Королевым на работу в ОКБ-1, которое тот возглавлял, и таким образом вошел в новую и развивающуюся отрасль ракетно-космической техники. Пройдя трудовой путь от инженера до начальника ведущего отдела, Владимир Федорович занимался теоретическими и экспериментальными исследованиями аэрогазодинамических, теплофизических и баллистических проблем головных частей ракет и спускаемых аппаратов космических кораблей. За подготовку и запуск первого пилотируемого космического корабля «Восток-1» с космонавтом Ю.А. Гагариным, исследования формы и роторной системы посадки спускаемого аппарата «Союз» и ряд других работ имеет государственные награды. В статье упомянуто участие ученого в некоторых уникальных совместных научных проектах, в частности, с коллективом авторов из Центрального аэрогидродинамического института им. профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ) по созданию нетрадиционного летательного аппарата «Вертостат». Особое внимание в статье уделено периоду жизни В.Ф. Рощина, связанному с работой в МИИГА (МГТУ ГА), его преподавательской, научной, организаторской деятельности. Отмечены личностные качества талантливого ученого – яркая индивидуальность, великолепная образованность, феноменальная профессиональная память, необыкновенная эрудиция, незаурядные организаторские качества, уникальная преданность своему делу, независимость взглядов, исключительная честность и порядочность. Подчеркивается, что В.Ф. Рощин всю жизнь был верен своему призванию, воспитал учеников и последователей.

ТРАНСПОРТ 

12-24 123
Аннотация

Начиная с 2011 года в мире, а с 2014 года в России выявлена тенденция устойчивого роста количества авиационных событий, обусловленных столкновением гражданских воздушных судов с птицами. В статье представлены результаты анализа орнитологической опасности в коммерческой авиации России и предложен методологический подход к количественному оцениванию риска, обусловленного столкновением воздушных судов с птицами. Описан процесс количественного оценивания уровня риска, обусловленного столкновением с птицами, реализованный в рамках Системы управления безопасностью полетов авиакомпании «ЮТэйр» по итогам 2021 года. Оцениванием вероятности охвачены авиационные события всех возможных степеней тяжести: авиационный инцидент, серьезный инцидент, авария, катастрофа. В полученных эмпирическим путем формулах косвенного оценивания вероятности авиационных происшествий использована условная вероятность авиационных событий большей тяжести, если имели место события меньшей тяжести, в соответствии с соотношениями в ранее полученной пирамиде рисков коммерческой авиации России. Решение проблемы количественного оценивания уровня риска способствует повышению достоверности оценки за счет перехода с трехуровневого ранжирования риска («приемлемый», «допустимый», «недопустимый») к 25-уровневому ранжированию и позволяет: оценивать эффективность корректирующих действий, направленных на снижение риска, сравнением количественно оцененного уровня остаточного риска с первоначальным; оптимизировать управление риском по критерию эффективности корректирующих действий по критерию «приращение уровня риска/стоимость»; заблаговременно выявлять аэродромы повышенного риска и планировать внеплановые проверки орнитологического обеспечения аэродромов; разрабатывать и реализовывать упреждающие корректирующие мероприятия по совершенствованию орнитологического обеспечения на аэродромах повышенного риска; периодически актуализировать рекомендации летному персоналу при столкновении с птицами и при угрозе столкновения (отдельно на этапах взлета и посадки). Предложенный методологический подход обеспечивает функционирование контура управления риском в системе управления безопасностью полетов любого эксплуатанта воздушных судов при выполнении ежемесячного анализа риска, обусловленного сезонными и региональными проявлениями орнитологического фактора опасности в России.

25-36 127
Аннотация

Организация безопасной и эффективной перевозки грузов и пассажиров воздушным транспортом требует рационализации системы управления воздушным движением. Именно от результатов деятельности данной системы зависят все качественные характеристики перевозочного процесса. При этом особая роль в данной системе отводится диспетчерскому блоку, включающему одного или нескольких специалистов управления воздушным движением, основной профессиональной обязанностью которых является управление воздушным движением в пределах зоны их ответственности на основе непрерывного контроля воздушной обстановки. В рамках данной деятельности диспетчеры ежедневно принимают важные решения, от правильности которых напрямую зависит целостность воздушных судов, безопасность экипажей, пассажиров. Отмеченное выше обуславливает высокую значимость качественной подготовки специалистов управления воздушным движением, в том числе в границах отработки умений и навыков на основе специализированных тренажерных комплексов, поэтому в рамках статьи проведен анализ современных тренажеров для подготовки диспетчеров, который позволил выделить их идентичные конструктивные элементы. Дополнительно было произведено выделение слабых сторон современной тренажерной подготовки, заключающихся в наличии значительных затрат труда инструкторов и практическом отсутствии резервов расширения типового состава рисковых событий. На основании изложенного были проработаны ключевые характеристики оптимально выстроенного тренажерного комплекса, в основу которого положено использование в процессе обучения специалистов управления воздушным движением современных систем поддержки принятия решений. Адаптация данных моделей и алгоритмов позволит автоматизировать место инструктора и обеспечить динамичность системы в области пополнения возможных вариантов воздушного движения.

37-47 104
Аннотация

В статье рассмотрен способ получения необходимых исходных данных для адекватного математического моделирования нестационарных процессов в компьютерных и летном тренажерах вертолета Ми-8МТВ. Суть способа: видеофиксация нестационарных режимов силовой установки в реальном полете и расчет полученных зависимостей по известным формулам механики, аэродинамики, теории газотурбинных авиадвигателей и др. Далее, «наложением» расчетных зависимостей на полученные фотофиксацией находят значения параметров, определяющих поведение силовой установки вертолета (момент инерции несущей системы вертолета и др.) в нестационарных режимах. Полученные таким образом параметры позволяют перейти к решению задачи построения информационной картины поведения силовой установки вертолета в сложных и аварийных ситуациях, при которых получить реальную картину без нарушения требований по обеспечению безопасности полетов невозможно. Принимая во внимание данные обстоятельства, рассматривается возможность успешного и безопасного решения задачи путем математического моделирования переходных режимов работы силовой установки как в условиях нестационарных, так и сложных и аварийных ситуациях. Имитация данных ситуаций и их парирование реализуются на базе вертолетных тренажерных устройств. В реальном полете экипаж вертолета оценивает состояние функциональных систем и развитие сложных и аварийных ситуаций по показаниям стрелочных приборов, цифровых индикаторов, сигнальных табло и других информационных средств, расположенных в кабине, при этом не только по значениям параметров, но и по динамике их изменения во времени. В течение этого времени пилот должен определить возникшую ситуацию и принять решение о необходимых дальнейших действиях.

МАШИНОСТРОЕНИЕ 

48-58 94
Аннотация

Публикацией данной статьи авторы продолжают исследования взаимодействия вихревого и конденсационного следов за воздушными судами, начатые в ранее опубликованных статьях в «Научном Вестнике МГТУ ГА». В данной работе приводятся результаты исследования влияния смещения двигателя по крылу самолета А-320 на развитие и распространение конденсационного следа. Напомним, что конденсационный след является продуктом сгорания авиационного топлива в двигателе и представляет собой сконденсированную влагу в виде ледяных кристаллов, которая образуется при определенных состояниях атмосферы. Как показали многочисленные исследования и наблюдения, конденсационные следы могут влиять на теплообменные процессы в атмосфере и, способствуя парниковому эффекту, ухудшать экологию. Особенно это актуально для местности, где проходят многочисленные воздушные транзитные трассы воздушных судов. Было замечено, что смещение двигателя по крылу ближе к фюзеляжу или, наоборот, дальше от фюзеляжа влияет на развитие и распространение конденсационного следа. Поэтому при формировании аэродинамической компоновки будущего самолета конструкторам надо учитывать и этот аспект. Дело в том, что вихревой след, образующийся за воздушным судном, по-разному воздействует на конденсационный след в зависимости от близости двигателя к вихрям, сходящим с планера самолета. Заметим, что вихревой след – это область возмущенного воздушного потока за самолетом, образующаяся в результате его движения. Конденсационный след, взаимодействуя с вихревым, рассеивается в атмосфере, а вещества, входящие в состав конденсационного следа, теряют свою концентрацию. Отметим также, что конденсационный след, взаимодействуя с вихревым следом, может выявлять его структуру, а также визуализировать процессы распространения и затухания вихревого следа. В данной работе для исследования влияния смещения двигателя по крылу самолета А-320 на развитие и распространение конденсационного следа был использован специальный расчетно-программный комплекс, базирующийся на методе дискретных вихрей. В нем при расчете характеристик вихревого следа учитываются полетный вес, скорость и высота полета самолета, его полетная конфигурация, атмосферные условия, осевая скорость в ядре вихря и некоторые другие факторы. Этот комплекс прошел необходимую апробацию и государственную регистрацию. Был выполнен ряд мероприятий по валидации и верификации разработанного комплекса, подтверждающих работоспособность программ, входящих в него, и достоверность получаемых результатов. Получены результаты, которые позволяют понять, как влияет смещение двигателя по крылу самолета А-320 на развитие и распространение конденсационного следа.

59-69 102
Аннотация

Существует тесная связь между этапами внешнего проектирования (этап разработки технического задания на проектируемый самолет) и концептуального проектирования. Учет этой связи дает возможность проектировать более близкий к оптимальному самолет. Современные технологии проектирования позволяют перейти от создания резервов в конструкции проектируемого самолета на основе предыдущего опыта к управлению этими резервами. Подобные проектные резервы, в частности, нужно закладывать в конструкции крыла и шасси на этапе концептуального проектирования для создания семейств пассажирских самолетов. Обоснование значений данных резервов производится на основе моделирования процессов будущего функционирования всего семейства в рамках парка, что в свою очередь требует решения задачи внешнего проектирования. В результате резервы становятся новыми проектными переменными (параметрами) и должны использоваться наряду с традиционными переменными при оптимизации облика летательного аппарата. Была создана модель, учитывающая управление вышеуказанными резервами при формировании облика. Данная модель представляет собой часть системы моделей, решающей задачи формирования парка пассажирских самолетов на этапе внешнего проектирования с учетом наличия в этом парке семейства самолетов и оптимизации данного семейства. Результаты вычислений модели были верифицированы для магистральных пассажирских самолетов основных классов с учетом факторов наличия соответствующих семейств. В ходе верификации крыло для каждого рассматриваемого пассажирского самолета рассчитывалось для максимальной по взлетному весу версии семейства и фиксировалось для той версии, статистика по которой использовалась для проверки результатов вычисления модели. В ходе верификации было выявлено хорошее соответствие результатов расчетов модели имеющейся статистике. Верификация показала, что созданная модель может использоваться для формирования облика и семейств пассажирских самолетов всех основных классов (ближне-, средне- и дальнемагистральных).

70-79 61
Аннотация

Функционирование современных цифровых систем связи, как правило, происходит в сложной помеховой обстановке. Воздействие на систему связи оказывают разнообразные виды помех: как естественные помехи, связанные с условиями распространения радиоволн, так и искусственные помехи, связанные с электромагнитной совместимостью радиотехнических средств, характеристиками каналов связи и т. д. Прикладные вопросы повышения помехозащищенности цифровых систем связи весьма актуальны в настоящее время. При этом повышения помехозащищенности целесообразно достигать рациональными способами, не требующими существенного увеличения энергетики излучаемых сигналов. Методы, основанные на применении алгоритмов обработки специальных видов сигналов, наиболее перспективны на сегодняшний день. Пристальное внимание радиоспециалистов обращено к методам цифровой обработки поляризационно-манипулированных сигналов, которые при сохранении пропускной способности системы связи позволяют получить существенный выигрыш параметров помехозащищенности системы связи. При этом наблюдается удачное сочетание данных методов с уже известными методами цифровой обработки сигналов. В данной статье рассмотрен многопозиционный метод квадратурной амплитудно-поляризационной манипуляции (М-КАПМ), где число позиций M = 27 = 128 (128-КАПМ). Модуляционный символ при 128-КАПМ состоит из 7-разрядного цифрового кода. Цель данной работы заключается в аналитическом описании метода 128-позиционной квадратурной амплитудно-поляризационной манипуляции при передаче по каналу связи 7-разрядных двоичных модуляционных символов. В ходе математического моделирования сформировано и визуализировано сигнальное созвездие. Приведена структурная схема модулятора. Практическая значимость данной работы заключается в том, что квадратурную амплитудно-поляризационную манипуляцию можно рассматривать как универсальный вид цифровой модуляции, который можно применять вместо известных на сегодняшний день квадратурных видов манипуляции.

80-92 88
Аннотация

В связи с увеличивающимся использованием космического пространства актуальной проблемой становится вопрос утилизации космического мусора (КМ). Из известных способов утилизации (с использованием солнечного паруса, сопротивления атмосферы, электродинамической тросовой системы, лазера, ионного потока, гравитационного уборщика, контактного метода) в статье акцентируется внимание на способе сжигания космического мусора в атмосфере Земли путем его зацепления специальным аппаратом для сбора космического мусора и выдачи импульса мусоросборщиком для схода с орбиты, имеющей определенные параметры. На основе методик расчета траекторий спуска объекта на внеатмосферном и атмосферном участках, а также теплового расчета разработана математическая модель в системе Mathcad для расчета времени, которое требуется для полного уничтожения космического мусора в атмосфере Земли. Проведен сравнительный анализ по накопленному тепловому потоку, а также по продолжительности и высоте, на которой сгорит космический мусор, содержащий алюминий либо такие тугоплавкие металлы, как титан и вольфрам. Определены и оценены высоты, оптимальные для сжигания КМ. Они приемлемы по критерию безопасности населения. В результате проведенного вычислительного эксперимента выявлено, что космический мусор из алюминиевого сплава массой 10 кг сгорает на высоте 94,9 км, из титана 17 кг сгорает на высоте 94,7 км, из вольфрама 73 кг сгорает на высоте 97,7 км. Таким образом, данная модель позволяет разделить существующие объекты космического мусора на те, которые смогут сгореть в атмосфере до достижения заданной высоты (не достигнув поверхности земли), и на те, к которым необходимо применять другие методы для очистки космического пространства от мусора.



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


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