Preview

Научный вестник МГТУ ГА

Расширенный поиск
Том 25, № 6 (2022)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.26467/2079-0619-2022-25-6

ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ 

8-22 57
Аннотация

В работе рассматриваются алгоритмы ограничений траекторных параметров движения самолетов. Рассматриваются три группы алгоритмов. Они различаются по объему бортовых баз данных о земной поверхности, о режимах применения самолетов. Первая группа (полный режим АСПСР) использует максимальную цифровую картографическую информацию (ЦКИ) о рельефе. В алгоритмах АСПСР рельеф аппроксимируется в виде плоскостей в пространстве в некоторой прогнозируемой, упрежденной области в направлении полета. Увод от препятствия осуществляется в пространстве в заданном направлении. Формируется уравнение близлежащей плоскости, вычисляется расстояние, темп приближения и время достижения плоскости. Вычисляется располагаемое ускорение сброса темпа приближения к плоскости ограничения при заданных управлениях на ограничение. Вычисляется потребное время для сброса темпа приближения к препятствию до нуля. Приравняв выражения для времен достижения и потребного, осуществляется переход к расстоянию до плоскости ограничения, на котором необходимо реализовать управления, выделенные на ограничение. Вторая группа (основной режим АСПСР) использует ЦКИ о рельефе в направлении линии пути в упрежденной области. Рельеф аппроксимируется линией в плоскости. В качестве управления используется заданная нормальная перегрузка. Увод от препятствия осуществляется в вертикальной или наклонной плоскостях. Далее используются те же процедуры, что и в первой группе. Третья группа (минимальный режим АСПСР) не использует ЦКИ. В качестве информационных систем о рельефе используются радио- и барометрические высотомеры. Данный режим АСПСР используется только для полетов в равнинной местности. В алгоритме используются те же процедуры, что в первой и второй группах. Приведен аналитический анализ, подтверждающий адаптивные свойства алгоритмического обеспечения, базирующийся на фундаментальном законе равнопеременного движения. Эффективность рассмотренных алгоритмов подтверждена обширным объемом моделирования. Представленные алгоритмы могут быть базовой основой для создания российских аналогов TAWS.

23-39 41
Аннотация

Воздушный транспорт является стратегически важным видом транспорта для большей части Дальнего Востока и Крайнего Севера, и особенно в арктических районах. Воздушные авиаперевозки выполняют важнейшую социально-экономическую роль, обеспечивая наиболее быструю связь с остальной территорией России и жизненно необходимую транспортную доступность населения стратегически важного региона Российской Федерации. Особую роль воздушный транспорт играет в крупнейшем регионе Российской Федерации Республике Саха (Якутия), которая остается наиболее изолированным и труднодоступным регионом страны. В республике на 85 % территории авиация является единственным круглогодичным средством транспортного сообщения. При этом важнейшим фактором, влияющим на круглогодичное обеспечение транспортной доступности для подавляющего большинства аэропортов республики, и в особенности арктической зоны, является завоз необходимого количества авиатоплива при условии сохранения его потребительских свойств. Не имеющая аналогов сложнейшая схема завоза авиатоплива в арктические и труднодоступные районы Якутии с количеством перевалок до девяти приводит к потере некоторых важных параметров авиатоплива, таких как электропроводность, и вынуждает авиакомпании, выполняющие полеты в арктические и труднодоступные районы Якутии искать более оптимальные логистические пути завоза, хранения, обеспечивая сохранность свойств и параметров авиатоплива. Другим фактором, напрямую влияющим на круглогодичное обеспечение транспортной доступности населения, является стоимость авиатоплива, составляющая около 30 % в расходах базовых авиакомпаний, таких как авиакомпания «Якутия», где в базовом аэропорту Якутск стоимость авиатоплива в 2021 году достигала 88 тыс. рублей за тонну при условии заправки «в крыло», при среднем значении по всем аэропортам России около 58 тыс. рублей за тонну. При этом стоимость авиатоплива в арктических аэропортах вплотную приблизилась или уже достигла 100 тыс. за тонну. Для поиска решений авторами данной статьи использована методология исследования на основе факторного анализа с использованием аппарата экономико-математического моделирования проблемы завоза авиатоплива за счет оптимизации логистической схемы поставки в удаленные регионы арктической зоны. Путем оценки возможностей применения корреляционно-регрессионного анализа проведена оценка факторов, влияющих на оптимизацию завоза авиатоплива путем оптимизации логистической схемы. Как результат исследования и наряду с предложенными решениями практикотехнологического и экономического характеров рассмотрена применимость регрессионной модели, на основе которой могут быть выбраны наиболее оптимальные варианты развития топливного обеспечения Республики Якутия для воздушного транспорта в предстоящем периоде.

40-52 29
Аннотация

В статье рассматриваются вопросы рационального выбора наиболее эффективных самолетов для местных авиалиний России в целях устранения транспортной дискриминации населения регионов РФ в части местного сообщения. В силу значительных финансовых затрат создание местных воздушных линий целесообразно только в тех субъектах РФ, где организация недорогого наземного сообщения невозможна: большая часть таких субъектов относится к труднодоступным территориям Северо-Западного, Уральского, Сибирского и Дальневосточного Федеральных округов России, и данная проблема может затрагивать интересы вплоть до 14 млн человек. Рассматривается задача минимизации суммарных затрат на организацию перспективной авиатранспортной системы местных перевозок (включая затраты на аэропортовую инфраструктуру) путем выбора рационального парка эксплуатируемых самолетов с учетом требований к качеству обслуживания пассажиров. Как критерий качества местной перевозки рассматривается максимальное время местной поездки. Приводятся результаты расчетов для трех- и четырехтипового парков воздушных судов. Показано, что применение современных самолетов с уровнем технического совершенства, соответствующим Pilatus PC-12NG, позволяет снизить уровень транспортной дискриминации почти до нулевых значений, в том числе при достаточно жестких ограничениях на максимальное время местной поездки 2 часа. При этом повышение крейсерской скорости до более чем 400 км/ч актуально только для самолетов вместимостью не более 9 пассажиров. Для более крупных самолетов (типа L-410) данный вопрос повышения скорости скорее второстепенен, поскольку данные воздушные суда обслуживают авиалинии протяженностью не более 800 км. При этом общий парк применяемых авиатранспортных средств оценивается в 250–300 воздушных судов. Полученные результаты могут быть использованы при формировании требований к перспективным самолетам местных воздушных линий.

53-61 28
Аннотация

Развитие современного газотурбостроения предъявляет все более высокие требования к свойствам применяемых сплавов, связанных с повышением температуры газа перед турбиной. Однако применяемые никелевые сплавы имеют низкую жаростойкость при высоких температурах. Решения этой проблемы добиваются путем совместного применения жаропрочного сплава, воспринимающего нагрузки при высоких температурах, и нанесением защитных покрытий для обеспечения жаростойкости. Покрытие и жаропрочный сплав образуют сложную систему. Каждый компонент системы выполняет основную и второстепенную функции в работе, а система должна удовлетворять эксплуатационным требованиям. Выбор применяемого покрытия и технологии нанесения достаточно сложны, так как его структура и толщина зависят от многих факторов, в частности от состава исходных компонентов, температурновременных параметров нанесения и т. д. Это оказывает влияние на работоспособность сформированного покрытия в условиях эксплуатации. В последние годы за рубежом и в нашей стране успешно развиваются шликерные методы нанесения покрытий и, в частности, формируемые из водных суспензий. Такой метод технически прост и экономичен. Качество формируемого из водной суспензии покрытия определяется процентным содержанием состава суспензии, ее реологическими и физическими свойствами, соблюдением технологии ее нанесения и обработки на детали. С целью понимания механизма формирования покрытия из водной суспензии необходимо представлять воздействие параметров суспензии на свойства покрытия. В статье представлены результаты проведенного исследования расчетным методом влияния параметров водной суспензии на качество получаемого покрытия. Показана зависимость толщины покрытия от размеров частиц порошков, вводимых в суспензию. Представлены расчеты плотности и толщины получаемого покрытия от соотношения твердой и жидкой фаз водной суспензии. Указывается, что в реальной суспензии влияние параметров водной суспензии на показатели формируемого покрытия являются более сложными, чем при проведении расчетов. Это в первую очередь связано с тем, что в реальной суспензии присутствуют частички порошков различного диаметра, в частности алюминия. Кроме того, взаимодействие ортофосфорной кислоты с вводимыми оксидами алюминия, кремния и другими, имеющими молекулярную дисперсность, их химическое взаимодействие усложняют учет всех этих факторов при расчетах. Однако полученные результаты исследования позволяют сделать оценку влияния параметров состава водной суспензии на технологические и служебные свойства покрытия, получаемого из такой суспензии шликерным методом.

62-76 39
Аннотация

Эксплуатанты беспилотных авиационных систем (БАС), выполняющие авиационные работы, в соответствии с сертификационными требованиями федеральных авиационных правил обязаны иметь систему управления безопасностью полетов, центральным компонентом которой является управление рисками. Непосредственное использование методов оценки рисков и разработки корректирующих мероприятий, применяемых в пилотируемой авиации, затруднительно ввиду эксплуатационных особенностей БАС. В статье представлена методика управления рисками для безопасности полетов БАС категории В (специальной категории), основанная на разработках группы JARUS, созданной при EASA для решения проблем беспилотной авиации. Предлагаемая методика объединяет положения метода SORA, разработанные JARUS и разбросанные в семи документах, в единую логически связанную систему с учетом особенностей воздушного законодательства РФ и принятой в ГА РФ терминологии. Важная задача оценки предполагаемой эффективности мероприятий по управлению рисками в методических разработках JARUS не имеет законченного решения. В статье предлагается восполнить этот пробел с применением обработки экспертных оценок методом анализа иерархий теории нечетких множеств. Это позволяет обоснованно построить иерархию мероприятий по степени их влияния на снижение рисков и разделить их на три группы. Такое деление необходимо для оценки применимости мероприятий в зависимости от величины суммарного риска. Хотя эксплуатация БАС категории В предполагается в сегрегированном воздушном пространстве, методика учитывает не только риски столкновения с объектами на земле, но и риски столкновения с пилотируемыми ВС, поскольку на практике создать «идеальное» сегрегированное пространство обычно не удается. Предлагаемая методика может использоваться в перспективе при разработке методов управления риском эксплуатации БАС категории С в открытом воздушном пространстве. 

МАШИНОСТРОЕНИЕ 

77-90 40
Аннотация

В связи постоянным расширением эксплуатационного диапазона современных маневренных боевых самолетов, с ростом требований, предъявляемых к государственным испытаниям, все более необходимым является исследование всего эксплуатационного диапазона в целом и определение основных характеристик отдельно взятых маневров в частности. В настоящее время в основе государственных испытаний лежит летный натурный эксперимент, который невыгоден с точки зрения стоимости, длительности проведения и охвата всего эксплуатационного диапазона самолета. Одними из перспективных направлений совершенствования государственных испытаний являются полунатурное моделирование и комплексное имитационное моделирование. В статье представлены различные способы определения основных характеристик пространственного маневра «переворот», к которым относятся расчетный способ, полунатурное моделирование и имитационное моделирование. Под расчетным способом понимаются расчетные формулы, выраженные из системы уравнений движения центра масс летательного аппарата. Полунатурное моделирование проводилось на пилотажно-моделирующем стенде летчиками-операторами. Имитационное моделирование проводилось с использованием комплексной имитационной модели самолета, в состав которой входит модель управляющих действий летчика, основанная на нечеткой логике. В статье приведено описание, преимущества и недостатки, сравнение между собой результатов каждого из способов. Расчетный способ, несмотря на свою быстроту, является самым неточным способом из-за сложности и невозможности определения осредненных параметров полета. Также данный способ не учитывает такие факторы, как полетная конфигурация самолета, атмосферные возмущения, закон управления летчика, логику работы ограничителя предельных режимов. Результаты полунатурного моделирования показали, что данный способ является более точным, чем расчетный, но сложным и долгим в плане организации и выполнения экспериментов. Анализ исследования показал, что наиболее приемлемым способом определения основных характеристик переворота является имитационное моделирование на комплексной имитационной модели самолета, потому что данный способ в значительной степени позволяет экономить финансовые и временные ресурсы, затрачиваемые на государственные летные испытания.



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


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