Preview

Научный вестник МГТУ ГА

Расширенный поиск
Том 26, № 1 (2023)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.26467/2079-0619-2023-26-1

К 100-ЛЕТИЮ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ 

8-21 161
Аннотация

В 2023 году отмечается вековой юбилей отечественной гражданской авиации. На каждом этапе развития отрасли правовое обеспечение ее деятельности дополнялось и трансформировалось, что было обусловлено конкретными историческими реалиями. Публикаций, посвященных истокам и ранним периодам становления воздушного права как самостоятельной отрасли законодательства, немного. В статье в исторической ретроспективе показано развитие системы нормативного регулирования деятельности авиационной отрасли в первые десятилетия ее существования. Отмечается, что впервые нормативный акт, касающийся отечественного воздухоплавания, был издан в Российской империи в конце XVIII века императрицей Екатериной II, обеспокоенной ненадежностью аэростатов. Позднее издавались указы при императорах Александре I и Николае II, который особо покровительствовал развитию воздухоплавания. Начиная с первых лет советской власти были приняты юридически значимые для развития отечественной авиации решения. Среди них судьбоносным стало Постановление Совета Труда и Обороны СССР от 9 февраля 1923 года о создании Совета по гражданской авиации при Главном управлении Рабоче-Крестьянского Красного воздушного флота, поскольку этот день принято считать официальной датой рождения гражданской авиации страны как самостоятельной отрасли народного хозяйства. В юридических документах 1920–40-х годов затрагивались вопросы организации регулярных авиаперевозок; становления первой отечественной авиакомпании «Добролет»; координации работы диспетчерской службы; обеспечения условий и оплаты труда авиаработников и др. Нормативные акты предвоенных лет отличает логика, лаконизм и исчерпывающая ясность юридических формулировок. Уходит из оборота архаичный стиль, характерный для дореволюционных юридических документов. Источники права подчинены принципам иерархии и субординации. Их содержание направлено на повышение эффективности использования авиационной техники, эффективности использования воздушного пространства и безопасности полетов. В годы Великой Отечественной войны на основании «Положения о Главном управлении гражданского воздушного флота на военное время» от 23 июня 1941 года, утвержденного Совнаркомом СССР, введены в действие мобилизационные планы, личный состав гражданского воздушного флота был привлечен к выполнению боевых заданий, основные усилия сосредоточены на оказании всемерной помощи фронту.

ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ 

22-33 203
Аннотация

В процессе производственной деятельности топливозаправочного комплекса (ТЗК) аэропорта в результате движения авиакеросина, связанного с опорожнением и заполнением резервуаров при приеме и выдаче авиатоплива на заправку воздушных судов (ВС), неизбежно происходят два негативных явления – обводнение авиакеросина при взаимодействии с воздухом, его испарение и унос в атмосферу. Это влечет за собой экономические потери, повышенный уровень пожаровзрывоопасности и экологический ущерб. Размеры ущерба от потерь естественной убыли авиатоплива в результате неизбежной эмиссии паровоздушной смеси (ПВС) из оборудования резервуарного парка ТЗК достигают 10…14 % от объема перевалки авиакеросина. В свою очередь такой объем испаряемого керосина приводит к серьезной экологической проблеме – загрязнению атмосферы парами авиатоплива, приводящей к затратам на компенсацию и налогообложение природопользования, возможности нанесения вреда здоровью штатного персонала ТЗК, а также к тому, что ТЗК становится пожароопасным объектом, что влечет за собой затраты на пожароохранные мероприятия. В статье проведена оценка количественных и качественных потерь от испарения и обводнения в условиях хранения, приема и выдачи авиатоплива из резервуаров ТЗК аэропорта. На основании анализа механизма ухудшения качества авиатоплива от обводнения и загрязнения механическими примесями, а также потерь легких фракций авиатоплива (ЛУВ), вызванного явлениями больших и малых дыханий резервуарного оборудования, неизбежно сопровождающих процессы хранения, выдачи и приема авиатоплива, установлены причины и механизм образования потерь авиатоплива от малых и больших дыханий, потери от насыщения газового пространства и предложены рекомендации по снижению этих потерь. В статье проведен анализ известных способов снижения (предотвращения) выбросов ПВС и рассматривается задача создания надежных и автоматизированных методов и технологий уменьшения потерь авиакеросина, в частности уменьшения уровня содержания воды в авиакеросине. Актуальной становится автоматизация процессов уменьшения потерь авиакеросина. Приведен расчет потерь авиатоплива от испарений при хранении, приеме и выдаче авиатоплива в ТЗК аэропорта в период наиболее интенсивных полетов, а значит, наибольшего движения авиакеросина, дающие представление о масштабе экономических потерь и экологического ущерба. Рассмотрены существующие системы уменьшения потерь нефтепродуктов, применяемых в настоящее время. В статье представлено техническое решение для сокращения потерь авиакеросина от испарения в резервуарах путем разработки автоматизированной системы, которая обеспечивает снижение уровня обводненности авиатоплива в резервуаре и сокращение потерь легких фракций авиатоплива при хранении, приеме и выдаче авиатоплива, за счет осушения атмосферного воздуха, поступающего в надтопливное пространство резервуара, а также конденсации и отделению ПВС при малых и больших дыханиях резервуара. Предложенная к использованию система сокращения потерь авиакеросина от испарения позволит существенно повысить эффективность улавливания ПВС авиатоплива при хранении в резервуарном парке ТЗК, улучшить экологическую обстановку топливозаправочной деятельности ТЗК, минимизировать экономические потери ТЗК от естественной убыли, а также понизить уровень пожароопасности ТЗК аэропорта. Система предназначена для дооборудования резервуаров приема, хранения и выдачи авиатоплива, резервуарных парков, складов ГСМ ТЗК.

34-48 143
Аннотация

В связи с бурным развитием технологии беспилотных авиационных систем (БАС) во всем мире они становятся все более значимыми для применения как в военной, так и в гражданской областях. Значительный рост числа и расширение сферы использования беспилотных летательных аппаратов привели к увеличению потребности в пилотах/операторах беспилотных летательных аппаратов, и таким образом данная профессия стала набирать популярность в авиации. В настоящей статье вначале дается классификация БАС, в том числе с учетом стандартов ИКАО, а также уникальные характеристики. Затем, учитывая текущие требования к квалификации пилота/оператора БВС авиационных властей США, Великобритании, Китая и России, анализируются общие и специальные квалификационные требования, которые включают профессиональные качества, медицинские требования, психологическую оценку, требования к обучению, опыт эксплуатации и взаимодействия. Кроме того, на основе различий между обучением пилотов пилотируемых воздушных судов и пилотов беспилотных летательных аппаратов рассмотрены содержание и методы обучения, включая человеческий фактор и психологическое здоровье, что имеет важное значение при отборе и обучении пилота/оператора БАС.

49-57 108
Аннотация

В данной статье проанализирована технология взаимодействия службы обслуживания воздушного движения (ОВД) и орнитологической службы (ОС). В рамках анализа были рассмотрены процедуры превентивных мер по предотвращению столкновений воздушных судов (ВС) с птицами между диспетчерами управления воздушным движением (УВД) и специалистами ОС. Рассмотрены процесс руления воздушного судна к взлетно-посадочной полосе (ВПП) и процесс взлета воздушного судна. Для отдельно взятых рейсов определены их задержки. Построены блок-схемы и сетевые технологические графики взаимодействия службы ОВД и ОС. Непосредственное управление воздушным движением в рамках данной работы осуществляют диспетчеры диспетчерского пункта руления (ДПР) и стартового диспетчерского пункта (СДП). Также в работе задействованы руководитель полетов (РП), специалист аэродромно-технической службы (АТС) и специалист ОС. Технология взаимодействия службы ОВД и ОС оценивается по эффективности и безопасности полетов. В качестве показателя эффективности в данном исследовании принята величина, равная отношению предполагаемого времени к реальному времени обеспечения отправления ВС. Время движения, заявленное в плане полета, различается в зависимости от аэродрома, ВПП, рулежной дорожки (РД), типа ВС и многих других факторов. Поэтому для определения предполагаемого времени обеспечения полета ВС были использованы статистические данные, показывающие время полета ВС без воздействия внешних факторов. Изучение технологии взаимодействия службы ОВД и ОС производилось в течение 12 месяцев. Массив исследования получен из суточных планов полетов аэропорта Жуковский – номер рейса, тип ВС, время взлета, посадки, прохождение воздушным судном различных этапов движения по аэродрому.

58-71 127
Аннотация

Рискориентированный подход, реализуемый при проведении контрольно-надзорных мероприятий в организациях гражданской авиации, позволяет повысить эффективность таких мероприятий, объективность оценок, снизить расходы и дополнительную нагрузку на бизнес. Основные положения, регулирующие деятельность органов контроля и надзора, в том числе и в вопросах оценки рисков, в целом указаны в нормативных документах. Однако остается неопределенность в части использования так называемых индикаторов риска, которые предназначены для прогнозирования рисков для безопасности полетов. В настоящее время нет каких-либо указаний по количеству и составу таких индикаторов, отсутствуют методики их использования по назначению. В статье предлагается решение этого вопроса с использованием элементов искусственного интеллекта. На примере индикаторов риска, характерных для организаций обслуживания воздушного движения, показана возможность прогнозировать уровень риска посредством нечеткой (гибридной) нейронной сети. Как известно, такие гибридные структуры, объединяющие в себе нейронные сети и нечеткую логику, собирают наилучшие свойства обоих методов. Формирование набора индикаторов риска и исходных данных для обучения сети проводится с привлечением квалифицированных экспертов с большим опытом управления безопасностью полетов и контрольно-надзорной работы. Обученная сеть позволяет количественно оценить прогнозируемый уровень риска на авиапредприятии на основании выявленных индикаторов риска с учетом степени их проявления. Показаны все этапы построения и использования сети в редакторе ANFIS программного пакета Matlab. Предлагаемый метод может использоваться также и в системах управления безопасностью полетов различных поставщиков авиационных услуг.

72-80 102
Аннотация

В процессе совершенствования газотурбинных двигателей (ГТД), повышения ресурса и коэффициента полезного действия (КПД) происходит постоянный рост температуры и давления рабочего тела. Элементы турбиныподвергаются высоким термомеханическим нагрузкам и непрерывному воздействию со стороны агрессивной среды. Эти воздействия особенно существенны для рабочих лопаток первых ступеней турбины ГТД, находящихся в области наиболее высоких температур. Один из самых серьезных видов повреждений в данном случае – коррозионное воздействие на рабочую лопатку со стороны газовых продуктов сгорания, поступающих в проточную часть турбины. Применяемое на воздушном судне (ВС) топливо ТС-1 содержит в своем составе сернистые соединения –элементарную серу и меркаптаны, что в процессе сгорания совместно с находящимися в воздухе натрием и калием приводит к агрессивному воздействию на материал рабочей лопатки турбины ГТД. Для обеспечения длительной работы лопаток турбины ГТД при температуре газа на входе в турбину до 800…850 ℃ содержание данных продуктов как в топливе, так и в воздухе, согласно нормативно технической документации, ограничивают. Однако исключить их полностью пока нет возможности. Присутствие соединений серы на лопатках турбины ГТД вызывает протекание сульфидной коррозии. Поэтому в статье рассматривается влияние примесей в топливе и воздухе на процесс протекания сульфидной коррозии материала лопаток турбины ГТД. Представлен механизм растворения серы в оксидах металла или защитного покрытия, а также диффузия оксида серы с поверхности покрытия в его глубь. Установлена причина влияния содержащегося в воздухе хлористого натрия на коррозию никелевого сплава или применяемого на нем защитного покрытия. Приводится влияние находящегося в топливе ванадия на скорость коррозии. С целью увеличения работоспособности рабочих лопаток турбины ГТД при воздействии такой агрессивной среды предлагается применение нового покрытия, формируемого из водной суспензии и позволяющего ввести в состав покрытия хром, что обеспечивает более высокую долговечность такого покрытия в сравнении с серийными алюминидными покрытиями. Введение хрома обеспечивается за счет экзотермической реакции, протекающей в процессе формирования покрытия при термической обработке.

81-94 198
Аннотация

В статье предложены подходы к коррекции бесплатформенной инерциальной навигационной системы по информации от бортовой оптико-электронной системы беспилотного летательного аппарата. При этом оптико-электронная система представлена как датчик навигационной информации. Приводится обоснование целесообразности такого подхода, особенно в условиях отсутствия или подавления сигналов спутниковых радионавигационных систем. Точность автономной навигации предлагается обеспечить за счет организации маршрута беспилотного летательного аппарата, включающего промежуточные пункты маршрута с размещенными в них наземными навигационными ориентирами. При этом видовая информация, связанная с наземными навигационными ориентирами, заранее записана в память бортового компьютера. Система автоматической идентификации наземных навигационных ориентиров с известными координатами в очередных промежуточных пунктах маршрута с использованием имеющихся на борту данных, по сути, обеспечивает возможность альтернативного глобального позиционирования. Правильное функционирование такой комплексной навигационной системы на достаточно продолжительных участках траектории полета прежде всего зависит от точности входящих в нее элементов. С учетом того что классические датчики навигационной информации, такие как бесплатформенная инерциальная навигационная система и высотомер, достаточно хорошо исследованы в многочисленных научных публикациях, основное внимание в статье уделено бортовой оптико-электронной системе беспилотного летательного аппарата, в частности особенностям ее применения в качестве навигационного датчика. Рассмотрены факторы, влияющие на точность определения координат беспилотного летательного аппарата в промежуточных пунктах маршрута по данным бортовой оптико-электронной системы. Представлена разработанная математическая модель ошибок инерциально-оптического навигационного комплекса беспилотного летательного аппарата. Проведен анализ влияния погрешностей бортового высотомера, характеристик рельефа подстилающей местности и смещения оптической оси бортовой цифровой камеры, вызванного случайными эволюциями корпуса носителя в турбулентной атмосфере, на точность позиционирования. Приведены результаты расчета погрешностей определения координат беспилотного летательного аппарата, оснащенного инерциально-оптическим навигационным комплексом.

МАШИНОСТРОЕНИЕ 

95-103 94
Аннотация

В текущих мировых экономических условиях авиакомпании нуждаются в сокращении финансовых затрат. Известно, что удельный вес затрат авиакомпаний на проведение технического обслуживания и ремонта (ТОиР) в общей структуре затрат составляет не менее 20 %, из которых свыше 40 % приходится на ремонт и обслуживание авиационных двигателей (АД). По существующим оценкам специалистов, эта статья расходов продолжит возрастать, что обусловлено неизбежным усложнением конструкций АД, которое диктуется необходимостью повышения эффективности и экологичности их эксплуатации. Одним из возможных путей сокращения затрат на ТОиР является переход на эксплуатацию по состоянию компонентов, эксплуатируемых в настоящее время до выработки установленного ресурса. К числу таких элементов, например, можно отнести лопатки турбин газотурбинных двигателей (ГТД). Как известно, лопатки турбин работают в весьма непростых условиях: на них воздействуют высокие температуры, большие центробежные нагрузки, агрессивная окружающая газовая среда, а их разрушение происходит, как правило, в результате накопления усталостных повреждений и ползучести. Прежде чем возникнут макроскопические повреждения, микроструктура сплава значительно деградирует и деформируется. Обнаружение на ранней стадии этих микроскопических повреждений, происходящих в сплаве, является тем инструментом, который может позволить перейти на эксплуатацию по состоянию лопаток турбин ГТД. В статье представлена методика расчета минимальной скорости ползучести сплава Inconel 738LC, основанная на учете микроструктурных изменений в условиях реальной эксплуатации. Полученные результаты предлагается использовать для расчета остаточного ресурса лопаток турбин по параметру ползучести.



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


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