Civil Aviation High TECHNOLOGIES (E-Journal) / Научный вестник МГТУ ГА
Not a member yet
885 research outputs found
Sort by
ПАРАШЮТНАЯ СИСТЕМА С УПРУГИМ ЗВЕНОМ И ТАНДЕМНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ ГРУЗА НА ДВЕ ЧАСТИ
Get PDFThe article suggests a new type of the parachute system (PS). Its distinctive feature is the presence of an elastic link (EL) for attaching the cargo to the parachute, and the cargo itself is divided into two parts, m1 and m2, comparable in weight and suspended one under the other. The cargo is connected by a cable through the cable length control mechanism. PS in flight consists of a parachute, stretched EL, cargo m1, the cable length control mechanism, cable, cargo m2. The main feature of this type of PS is the ability to provide low dynamic overloads of m1 cargo during the entire flight, including landing. For a soft landing of m1 cargo, it is necessary to choose the main parameters of the PS correctly: the parachute area, the EL stiffness, the weight of m1 and m2 cargo, the length of the cable. To confirm the efficiency and feasibility of the proposed concept, an experimental PS with a flight mass of m ≈ 10 kg was designed, prepared and tested. The parachute is made of zero porosity fabric, its area is S = 2.2 m2 It has a cylindrical skirt that is used to give stability to the PS in flight. As an EL a silicone tube is used with the length of l0 = 6 m when unstretched, but in flight under the weight of cargo ml and m2 it is stretched to l0 + Δl ≈ 17 m. The mass of the cargo ml is m1 - 5.5 kg, m2 cargo has a mass of m2 ≈ 4.5 kg. To raise the PS a two-seat hang-glider was used. The drop occurred from the height of H ≈ 200 m. The rate of decent before landing was Ve = 8...9 m/s. The analysis of the final records of dynamic overloads shows that during the entire flight, including landing, the total cargo overload ml did not exceed n = 5. Thereby operability, feasibility and the declared properties of the offered type of PS are confirmed.Предлагается новый тип парашютной системы (ПС). Его отличительной особенностью является наличие упругого звена (УЗ) для подвески груза к парашюту, при этом сам груз разделяется на две части, m1 и m2, сопоставимые по массе и подвешиваемые одна под другой. Грузы соединены тросом через механизм управления длиной троса. ПС в полете состоит из парашюта, растянутого УЗ, груза m1, механизма управления длиной троса, троса, груза m2. Основной особенностью данного типа ПС является возможность обеспечения малых динамических перегрузок груза m1 в течение всего полета, включая посадку. Для мягкой посадки груза m1 необходимо правильно подобрать основные параметры ПС: площадь парашюта, жесткость УЗ, массы грузов m1 и m2, длину троса. Для подтверждения работоспособности и реализуемости предлагаемой концепции была спроектирована, изготовлена и испытана экспериментальная ПС полетной массой m ≈ 10 кг. Используется парашют из непроницаемой ткани раскройной площадью Fп = 2,2 м2 с цилиндрической юбкой для придания устойчивости ПС в полете. В качестве УЗ используется силиконовая трубка длиной 10 = 6 м в нерастянутом состоянии, в полете, под весом грузов m1 и m2, оно растягивается до 10 + Δl ≈ 17 м. Масса груза m1 составляет m1 ≈ 5,5 кг, груз m2 имеет массу m2 ≈ 4,5 кг. Для поднятия ПС использовался двухместный мотодельтаплан. Сброс происходил с высоты H ≈ 200 м. Скорость снижения до посадки составила Vсн = 8ч9 м/с. Анализ результатов записи динамических перегрузок показывает, что в течение всего полета, включая посадку, суммарная перегрузка груза m1 не превысила n = 5. Тем самым подтверждаются работоспособность, реализуемость и заявленные свойства предлагаемого типа ПС
Особенности использования статистического метода стабилизации частоты генераторов в распределенных информационно-измерительных системах
Get PDFThe article deals with the problems of frequency stabilization of generators in distributed information-measuring systems on the basis of the static frequency stabilization method. The examples of similar systems are given. The necessity to ensure high stability of signal frequency generated by subscribers to improve the efficiency of the stated systems is noted. Two main features of applying the static frequency stabilization method are stated. The first one is determined with a delay in signal input into the device for estimating the frequency-time signal parameters in relation to the signal phase measurement interval. The second feature involves the entry delay of the formed control signal of generator frequency correction. It is shown that the mentioned features lead to divergence of the current variation of generator frequency and the value under correction, obtained considering the delay. The description of information signals enabling to specify a mathematical model of the process of assessment forming of the information signal frequency variation, taking into account the mentioned factors, is offered. It is shown that the possibility of using a statistical method to stabilize the frequency of generators in distributed informationmeasuring systems is determined not only with the values of nominal frequencies and relative instabilities of generators included into the information-measuring system, but also by the autocorrelation function of a random process describing the change of information signal frequency. In case of small time delays between the evaluation of information signal frequency and frequency stabilization, the use of the method to be considered allows to reduce the relative instability of information signal frequency. When time delays are greater than the correlation interval, the use of the statistical method does not lead to the change of relative instability of information signal frequency. Within the correlation interval, the use of the statistical method of frequency stabilization can cause depending on the autocorrelation function values both decrease and increase of the relative information signal frequency instability.В статье рассмотрены вопросы стабилизации частоты генераторов в распределенных информационно-измерительных системах на основе использования метода статической стабилизации частоты. Приведены примеры таких систем и отмечена необходимость обеспечения высокой стабильности частоты формируемых абонентами сигналов для повышения эффективности функционирования указанных систем. Отмечены две основные особенности применения метода статистической стабилизации частоты. Первая определяется задержкой поступления сигнала в устройство оценивания частотно-временных параметров сигнала по отношению к интервалу измерения фазы сигнала. Вторая особенность связана с задержкой прихода сформированного управляющего сигнала коррекции частоты генератора. Показано, что отмеченные особенности приводят к несовпадению текущего отклонения частоты генератора и корректируемого значения, полученного с учетом задержки. Предложено описание информационных сигналов, позволяющих уточнить математическую модель процесса формирования оценки отклонения частоты информационного сигнала с учетом указанных факторов. Показано, что возможность использования статистического метода стабилизации частоты генераторов в распределенных информационно-измерительных системах определяется не только значениями номинальных частот и относительных нестабильностей генераторов, входящих в состав информационно-измерительной системы, но и автокорреляционной функцией случайного процесса, описывающего изменение частоты информационного сигнала. При малых временных задержках между оцениванием частоты информационного сигнала и стабилизацией частоты использование рассматриваемого метода позволяет уменьшить относительную нестабильность частоты информационного сигнала. При временных задержках больше интервала корреляции использование статистического метода не приводит к изменению относительной нестабильности частоты информационного сигнала. В пределах интервала корреляции использование статистического метода стабилизации частоты может приводить в зависимости от значений автокорреляционной функции как к уменьшению, так и увеличению относительной нестабильности частоты информационного сигнала
ДИАГНОСТИРОВАНИЕ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПО СОДЕРЖАНИЮ МЕТАЛЛОВ В МАСЛАХ
Get PDFCurrent trends of civil aviation development show a significant increase in the number of aircraft with aircraft piston engines. The Ministry of Transport of the Russian Federation is preparing a draft order on amendments to the Federal aviation rules for the preparation and performance of flights in civil aviation (FAP-128), which stipulate for simplified procedures of paid excursion flights implementation for light and ultralight aircraft and helicopters. It is obvious that this circumstance will significantly affect the expansion of the fleet of these aircraft. Accordingly, the state of piston engines operating on aviation gasoline value questions are becoming increasingly relevant. The current problems of aviation engines diagnostics by metal contents in oils are observed in the article. Their bugs, possible ways of solving this problems and bugs, actual developments in this direction are shown. The application examples of early diagnostic methods using the automated diagnostic complex “Prisma” are shown. The oil samples taken from An-2 aircraft АШ-62ИР piston engine analyses results attract the most interest. They show that with proper training of personnel the valuable information coming from the oil samples can be a source of important conclusions not only in aircraft engines accessories and assemblies state value, but also others systems, and also conclusions about the quality of fuel and lubricants used. Estimating the residual life method of the engine at various stages of its operating time on the metal content in the oils and the procedure for oil selecting, allowing to obtain reliable results, are suggested.Современные тенденции развития гражданской авиации указывают на значительный рост количества летательных аппаратов с авиационными поршневыми двигателями. Министерством транспорта РФ готовится проект приказа о внесении изменений в федеральные авиационные правила подготовки и выполнения полетов в гражданской авиации (ФАП-128), которые предусматривают упрощенные процедуры осуществления платных экскурсионных полетов на легких и сверхлегких самолетах и вертолетах. Очевидно, что это обстоятельство значительно повлияет на расширение парка указанных воздушных судов, в связи с чем становятся все более актуальны вопросы оценки состояния поршневых двигателей, работающих на авиационных бензинах. В статье рассматриваются текущие проблемы диагностирования авиационных двигателей по содержанию металлов в маслах. Показаны их недостатки, возможные пути решения этих проблем и недостатков, актуальные разработки в данном направлении. Показаны примеры применения методов раннего диагностирования с использованием автоматизированного диагностического комплекса «Призма». Особый интерес представляют результаты анализов проб масла, отобранных из поршневого двигателя АШ-62ИР самолета АН-2. Они показывают, что при должной подготовке персонала поступающая с пробой масла ценная информация может быть источником важных заключений не только в оценке состояния узлов и агрегатов авиационных двигателей, но и других систем, а также заключений о качестве применяемых горюче-смазочных материалов. Предложен метод оценки остаточного ресурса двигателя на различных этапах его наработки по содержанию металлов в маслах, а также процедура отбора масла, позволяющая получить достоверные результаты
Алгоритмы оптимизации траекторий воздушных судов при гибкой маршрутизации
No full textThe authors consider the problem of optimization of aircraft flight trajectories in air traffic management (ATM) on the basis of flexible routing technologies which involve the use of satellite navigation systems (SNS). It is shown that in optimizing a trajectory it is necessary to take into account the accuracy of track holding during the flight which depends on the accuracy of the navigation system and external flight path disturbances, e.g. wind. For solving the task of optimization the authors propose to use the theory of graphs. The technique of constructing a dynamic SNS accuracy field and representing it as a graph was developed. It is proposed that the SNS field be characterized by geometric dilution of precision changing both in space and in time. Based on the theory of graphs (A-star algorithm) the technique of constructing a trajectory of optimal length with changing the SNS accuracy and external flight path disturbances is proposed. The criterion of optimization based on minimizing the true track is offered. The cost function taking into account the track holding accuracy in navigating by SNS and effects of external flight disturbances is justified. The article presents the results of A-star algorithm application for constructing an optimal flight trajectory under conditions of SNS accuracy field variation and presence of prohibited zones in the provided airspace.Рассмотрена задача оптимизации траекторий полета воздушных судов при организации воздушного движения на основе технологий гибкой маршрутизации, предполагающих использование спутниковых навигационных систем (СНС). Показано, что при оптимизации траектории необходимо учитывать точность ее выдерживания в процессе полета, которая зависит от точности навигационной системы и внешних траекторных возмущений, например, ветра. Для решения задачи оптимизации предложено использовать методы теории графов. Разработана методика построения динамичного поля точности СНС и его представления в виде графа. Предложено поле СНС характеризовать значениями геометрического фактора, изменяющегося как в пространстве, так и во времени.На основе теории графов (алгоритм А-star) предложена методика построения оптимальной по протяженности траектории при изменении точности СНС и внешних траекторных воздействиях. Предложен критерий оптимизации, основанный на минимизации длины линии фактического пути. Обоснована функция стоимости, учитывающая точность выдерживания траектории при навигации по СНС и влияние внешних траекторных возмущений. Представлены результаты применения алгоритма А- star для построения оптимальных траекторий полета в условиях вариаций поля точности СНС и наличия запретных зон в предоставляемой зоне воздушного пространства
МЕТОД ФОРМАЛИЗАЦИИ АТРИБУТИВНЫХ ПРИЗНАКОВ
Get PDFAccording to the official statistics, the reasons of the majority of air incidents which have happened to state aircraft are caused by displays of so-called human factor of the aviation specialists participating in flights operation, as a rule, by negative displays of personal factor of the flight crew during preparation and performance of the flight task. At the same time, the record of “human factor” effect on the security of the aviation system is fragmentary and doesn’t have systematic basis nowadays. This is the factor which prevents the application of systematic approach to the problem of human factor impact on flight safety. In this regard, in order to reduce the impact of personal factor on the safety of the upcoming flight it is necessary to estimate it in terms of quantity. The solution of this task will require defining a number of the most essential personal safety indicators of the pilot, before the upcoming flight and determine the amount of each specific one. But the indicators of pilot’s personal factor potential threat to the safety of the upcoming flight are among the causal phenomena, which signs are not amenable to accurate quantitative estimation. Therefore, the greatest difficulty is in determination of the weight fraction of each hazard indicator according to “personal factor” of the pilot. In order to find solution to this problem, it is necessary to have an evaluation mechanism which will allow to assess the degree of influence of the phenomena on the object of their impact, the signs, which cannot be accurately quantified. Due to the lack of assessment tools known to the authors, which fully meet the stated requirements and allow to solve the problem, the authors developed a new method which enables to quantify the impact of the related phenomena on the subject of the study that do not have numerical expressions.Согласно официальной статистике, причины большинства авиационных происшествий, произошедших с воздушными судами государственной авиации, обусловлены проявлениями так называемого человеческого фактора авиационных специалистов, участвующих в производстве полетов, как правило, негативными проявлениями личностного фактора летного состава во время подготовки и выполнения полетного задания. При этом учет и оценка влияния человеческого фактора на защищенность авиационной системы в настоящее время проводится фрагментарно и системного характера не имеет. Это препятствует применению системного подхода к проблеме влияния человеческого фактора на безопасность полетов. В связи с этим возникает необходимость количественно оценивать влияние личностного фактора на безопасность предстоящего полета с целью снижения этого влияния. Решение этой задачи потребует определить набор наиболее существенных показателей безопасности предстоящего полета со стороны личностного фактора летчика и обоснованно установить величину каждого указанного показателя. Но показатели потенциальной угрозы безопасности предстоящего полета со стороны личностного фактора летчика относятся к числу причинно-обусловленных явлений, признаки которых не поддаются точной количественной оценке. Поэтому наибольшую трудность представляет определение весовой доли каждого показателя опасности со стороны личностного фактора летчика. Для решения этой задачи необходимо иметь механизм оценки, позволяющий оценить степень влияния явлений, признаки которых не поддаются точной количественной оценке, на объект их воздействия или влияния. Ввиду отсутствия известных авторам инструментов оценки, в полной мере удовлетворяющих заявленным требованиям и позволяющих решить поставленную задачу, авторами разработан новый метод, с помощью которого возможно количественно оценить влияние на предмет исследования связанных с ним явлений, не имеющих числовых выражений
Сравнительный анализ показателей качества авиационных керосинов, биотоплив и их смесей
Get PDFModern trends of civil aviation development indicate the need to improve fuel efficiency and environmental friendliness of the utilized fuels. The use of conventional jet fuel is meeting to a lesser degree the promising requirements concerning environmental friendliness at a constantly rising price for it. Apart from that, oil reserves are limited. According to many experts, the solution to the growing problems with oil fuels can be application of alternative types of aviation fuel. A number of companies around the world, together with aircraft manufacturers under the significant state support, are actively developing new types of fuel. At the moment the most widespread biofuels consisting of bioethanol are obtained from various plant and animal sources. Alternative fuels should not be inferior to petroleum fuels in its operational properties. A possible transition to them should not require significant costs for the modernization of aircraft and facilities of ground aviation fuel supply. Therefore, an urgent task is to compare the main indicators of the quality of oil fuels, biofuels and their mixtures to assess the possibility of using biofuels on aircraft. A comparative analysis was carried out on some quality indicators. Afterwards the comments were given on the impact of changes of these quality indicators on the performance properties of the fuels. It is shown that according to some quality indicators, biofuels under research have the advantages over oil ones. The relevance of comprehensive study of the performance properties of biofuels is obvious. The improvement of oil fuels and their comprehensive study have been under way for more than 60 years. Biofuels are just beginning their life, so it is reasonable to conduct thorough research on their use in aviation.Современные тенденции развития гражданской авиации указывают на необходимость повышения топливной эффективности и экологичности применяемых топлив. Применение традиционного авиакеросина все в меньшей степени удовлетворяет перспективным требованиям по экологичности при постоянно растущей на него цене. Кроме того, запасы нефти не безграничны. По мнению многих специалистов, решением нарастающих проблем с нефтяными топливами может быть использование альтернативных видов авиационного топлива. Ряд компаний в разных странах мира совместно с производителями авиационной техники при весомой государственной поддержке активно разрабатывают новые виды топлива. Наиболее распространены на данный момент биотоплива, состоящие из биоэтанола, полученные из различных растительных и животных источников. Альтернативные виды топлив по своим эксплуатационным свойствам не должны уступать нефтяным топливам. Возможный переход на них не должен требовать значительных затрат на модернизацию воздушных судов и средств наземного авиатопливообеспечения. Поэтому актуальной задачей является проведение сравнения основных показателей качества нефтяных топлив, биотоплив и их смесей для оценки возможности применения биотоплив на воздушных судах. Сравнительный анализ проводился по некоторым показателям качества, после чего были даны комментарии по влиянию изменений этих показателей качества на эксплуатационные свойства топлив. Показано, что по некоторым показателям качества исследуемые биотоплива имеют преимущества перед нефтяными. Очевидна актуальность проведения полных и всесторонних изучений эксплуатационных свойств биотоплив. Совершенствование нефтяных топлив и их всестороннее изучение продолжается уже более 60 лет, биотоплива только начинают свой жизненный путь, поэтому целесообразно проведение всесторонних исследований по их применению в авиации
ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С ОПРЕДЕЛЕНИЕМ НЕОБХОДИМОГО КОЛИЧЕСТВА ТОПЛИВА ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ ПОЛЕТОВ ПО СТАНДАРТНЫМ ТРАЕКТОРИЯМ ПРИБЫТИЯ (STAR), КОТОРЫЕ ИМЕЮТ УЧАСТКИ ДЛЯ ЗАДЕРЖКИ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ
Get PDFThe article deals with the fuel planning problems for flights planned via standard arrival routes (STAR), with delay legs. Implementation of new standard arrival routes based on area navigation principles leads to increasing airspace capacity and reducing workload for both flight crews and air traffic controllers. More and more air navigation service providers implement modern STARs which include delay legs as their components. Delay legs are being used as modern alternative to delay actions performed with short time holding patterns or radar vectoring procedures. But, new STAR types’ implementation without changing fuel planning procedures has led to fuel consumption increase. The nature of problem is shown in the article with reference to recently designed, published and implemented Pulkovo airport new standard arrival routes with delay legs. The calculations made with the use of automated flight planning systems and shown extra fuel consumption are given. Contributing negative factors are described. Suggested methods of solving the problems allow avoiding extra fuel consumption and reducing pollution. The procedure for using the new approach to planning and performing flight via STARs with delay legs is described. Implementation of the new approach in arrival trajectory design, flight planning and flight performance via standard arrival routes with delay legs is actual for the existing arrival routes and the routes being projected.В статье дано описание проблем, связанных с определением необходимого количества топлива при планировании полетов по стандартным траекториям прибытия (STAR), имеющим участки для задержки воздушных судов. Новые маршруты прибытия, основанные на применении зональной навигации, позволили увеличить пропускную способность воздушного пространства, снизить загруженность диспетчеров УВД и экипажей воздушных судов. Все большее количество провайдеров аэронавигационного обслуживания внедряет современные траектории прибытия, составной частью которых являются участки для задержки воздушных судов. Участки для задержки воздушных судов используются как современная альтернатива краткосрочным зонам ожидания и векторению с целью задержки воздушного судна. Однако внедрение новых видов стандартных траекторий прибытия, без изменения подходов к планированию полетов по ним, привело к росту расхода авиационного топлива. В статье раскрывается суть проблемы планирования полета по новым видам траекторий прибытия на примере недавно спроектированных, опубликованных и введенных в эксплуатацию стандартных траекторий прибытия аэропорта Пулково, включающих участки для задержки воздушных судов. Приводятся расчеты с применением автоматизированных систем планирования полета, показывающие объем дополнительного расхода топлива. Описываются сопутствующие негативные факторы. Предлагаются методы решения проблем, позволяющие избежать роста расхода топлива и неблагоприятных выбросов в атмосферу. Описывается порядок использования нового подхода к планированию и выполнению полета по стандартным траекториям прибытия, имеющим участки для задержки воздушных судов. Внедрение нового подхода к проектированию, планированию и выполнению полетов по стандартным траекториям прибытия, имеющим участки для задержки воздушных судов, актуально для существующих и проектируемых траекторий прибытия
Формирование измерительного канала для квантового диагностического компьютера
Get PDFModem and perspective tasks of robotics with control from artificial intelligence systems require the use of small-sized measuring devices. In this case, the intensively developed quantum sensors and quantum computers have good prospects. Their main advantage is the ability to successfully process the data of random processes with decomposition of complex functions into simple multipliers, as well as their small size and the ability to transmit data over long distances without wires. Data transmitted over quantum communication lines cannot be copied or intercepted, which is very useful for remote control of complex technical systems. Based on the results of the probabilistic noisy data analysis quantum computer can quickly develop an assessment of the complex system technical condition. At the same time, there is no need to go through all the possible solutions to the evaluation problem with a huge amount of input data, some of which can sometimes be undefined. The main problem in the research of quantum processes is that researchers study the processes occurring in materials, but they do not indicate the ways in which quantum sensors and quantum computers are used in practical applications. This article explains how to form a measurement channel that will be compatible with a quantum computer, how to organize the input of information about the measured physical quantity into a quantum computer using a quantum sensor. The main objective was to bring the results of basic research in the field of quantum computing closer to their application in applied tasks. It is shown how the quantum processes can be shifted to the field of physical quantities technical measurements used in the automatic diagnosis of the technical state of complex systems. In the process of obtaining the results of the study, the deduction method of conclusions within the framework of a systematic approach to the development of technical systems elements was used. The result is a description of the processes in the quantum measuring channel, which is used to enter diagnostic data in a quantum computer. The study main conclusions breed the idea that quantum sensors implemented in the form of a modified diamond crystal are well described by the theory of measuring transducers with frequency output and can be used in diagnostic computers.Современные и перспективные задачи робототехники с управлением от систем искусственного интеллекта требуют применения малогабаритных измерительных устройств. В этом случае хорошую перспективу имеют интенсивно разрабатываемые квантовые датчики и квантовые компьютеры. Их основным преимуществом является способность успешно обрабатывать данные случайных процессов с разложением сложных функций на простые множители, а также их малые габариты и способность передавать данные на большие расстояния без проводов. Данные, передаваемые по квантовым линиям связи, невозможно ни скопировать, ни перехватить, что очень полезно при удаленном управлении сложными техническими системами. По результатам анализа вероятностных зашумленных данных квантовый компьютер способен быстро выработать оценку технического состояния сложной системы. При этом нет необходимости перебирать все возможные варианты решения задачи оценивания с огромным количеством входных данных, некоторые из которых иногда могут быть не определены. Основной проблемой в исследованиях квантовых процессов является то, что исследователи изучают процессы, протекающие в материалах, но они не указывают пути применения квантовых датчиков и квантовых компьютеров в практических приложениях. В настоящей статье поясняется, как формировать измерительный канал, совместимый с квантовым компьютером, как организовать ввод информации об измеряемой физической величине в квантовый компьютер при помощи квантового датчика. Основная цель состояла в том, чтобы приблизить результаты фундаментальных исследований в области квантовых вычислений к их применению в прикладных задачах. Показано, как квантовые процессы можно переложить в область технических измерений физических величин, используемых при автоматической диагностике технического состояния сложных систем. В процессе получения результатов исследования применялся метод дедукции (выведения) заключений на основе анализа свойств объекта исследования (алмаза с NV-центром) с учетом существующих экспериментальных данных в рамках системного подхода к разработке элементов технических систем. В результате дано описание процессов в квантовом измерительном канале, который используется для ввода диагностических данных в квантовый компьютер. К основным выводам исследования нужно отнести то, что квантовые датчики, реализованные в виде измененного кристалла алмаза, хорошо описываются с помощью теории измерительных преобразователей с частотным выходом и могут быть использованы в диагностических компьютерах
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТА ТРАНСПОРТНЫХ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ С УЧЕТОМ НОВЫХ СЕРТИФИКАЦИОННЫХ ТРЕБОВАНИЙ К УСЛОВИЯМ ОБЛЕДЕНЕНИЯ
Get PDFDue to the implementation of new certification requirements for icing conditions provided in Annex О to CS-25, there is a necessity to analyze the impact of the requirements on the possibility of transport aircraft certification for flights under such conditions. The particularities of such certification requirements and their impact on three main directions of aircraft certification have been considered for icing conditions: icing annunciation system, air data system and anti-icing system. It has been shown that new requirements have no effect on certification of air data system sensors but they have an impact on icing annunciation and antiicing system. Timely annunciation of icing is important for safe operation of aircraft. The procedure providing timing annunciation was developed earlier in Annex C to AR/CS/FAR-25. It is highlighted that this procedure is also actual for new icing conditions but taking into account relevant updates in calculations of the growth of ice accretions on ice detectors, air inlets and lifting surfaces. One of the problems is to detect the moment of coming into icing conditions, determined by new requirements. It substantially determines the possibility of immediate escape from icing area if the airplane does not meet the safe operation requirements for such conditions. The techniques of removing ice accretions from lifting surfaces are described. The case of icing the wing surface behind the slats area with barrier ice accumulation was studied. The possibility of an aircraft limitless operation under icing conditions determined by new certification requirements was estimated.В связи с введением новых сертификационных требований к условиям обледенения, изложенных в Приложении «О» к CS-25, возникает необходимость исследования влияния этих требований на возможность сертификации самолетов транспортной категории для полетов в таких условиях. Рассмотрены особенности этих сертификационных требований и их влияние на три основных направления сертификации воздушных судов (ВС) для условий обледенения: в части системы сигнализации обледенения, системы воздушных сигналов, а также противообледенительной системы. Показано, что влияние новых требований не сказывается на сертификации датчиков системы воздушных сигналов, однако оказывается существенным для двух других направлений. Для безопасной эксплуатации ВС важно своевременное срабатывание системы сигнализации обледенения. Ранее была разработана методика, обеспечивающая это в условиях Приложения С к АП/CS/FAR-25. Отмечено, что методика работоспособна и для новых условий обледенения, но с учетом соответствующих изменений в расчетах нарастания ледяных отложений на сигнализаторе обледенения, воздухозаборнике двигателя и несущих поверхностях. Одной из проблем является обнаружение момента попадания в условия обледенения, определенные новыми требованиями, что в значительной степени определяет возможность немедленного покидания зоны обледенения в том случае, если самолет не удовлетворяет требованиям безопасной эксплуатации в таких условиях. Описаны способы удаления ледяных отложений с несущих поверхностей. Рассмотрен случай обледенения поверхности крыла за предкрылком, в том числе с образованием барьерного льда. Оценена возможность эксплуатации ВС без ограничений в условиях обледенения, определенных новыми сертификационными требованиями
ВЛИЯНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ВИХРЕВОГО ОБТЕКАНИЯ НА АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОДЕЛИ СВЕРХЗВУКОВОГО МАНЕВРЕННОГО САМОЛЕТА
Get PDFThe paper presents the influence of the vortex flow features, in particular, the phenomenon of vortex burst on the longitudinal and lateral aerodynamic characteristics of the maneuverable aircraft model with a sharp-edged fore-body. Numerical simulation of vortex flow has been conducted at low subsonic speeds (M = 0.15) in a wide range of angles of attack α = 0 ÷ 35° at zero sideslip β = 0°, as well as at fixed values of angles of attack a = 10,25,30,35° in a wide range of slip angles β = 0 ÷ 20° using k - ω SST turbulence model with curvature correction due to the insensitivity of the standard model to such effects. A satisfactory agreement of the numerical results with the experimental data on both longitudinal and lateral aerodynamic characteristics in a wide range of angles of attack and sideslip is obtained. According to the results of the numerical simulations, all the main nonlinearities in the integral characteristics associated with the vortex breakdown phenomenon and the interference of vortex structures were explained. The physical features of the vortex flow around the maneuverable aircraft model with a sharp-edged nose and their influence on the longitudinal and lateral aerodynamic characteristics are revealed. The phenomenon of vortex breakdown significantly affects the aerodynamic characteristics of the model. And with the increase of the angle of attack the point of vortex breakdown moves up the stream. At non zero sideslip vortices are destroyed asymmetrically, which leads to a loss of transverse stability of the model. The interaction of the nose and wing vortices, as well as the relative position of the points of vortex breakdown in the range of angles of attack 18° < α < 28° at zero slip angle lead to nonlinearities in the dependence of the lift coefficients and the longitudinal moment of the angle of attack. At large angles of attack, the main vortices forming from the sharp-edged nose make a major contribution to the change in the aerodynamic coefficients, in contrast to the round nose, where the yawing stability is often determined by secondary vortices. The phenomenon of vortex breakdown significantly affects the contribution of the sharp-edged nose to the yawing stability. Moreover, its effect can be radically different at different angles of attack (a = 25-30° and 35°). The local change in the contours of the fore-body in the plan view also significantly affects the directional stability due to the delaying of the vortex burst.В работе приводятся численные исследования влияния особенностей вихревого обтекания, в частности явления «взрыва» вихрей, на продольные и боковые аэродинамические характеристики (АДХ) модели маневренного самолета. Численное моделирование вихревого обтекания проводилось при малых дозвуковых скоростях (М = 0,15) в широком диапазоне углов атаки α = 0 ÷ 35° при нулевом угле скольжения β = 0°, а также при фиксированных значениях угла атаки а = 10,25,30,35° в широком диапазоне углов скольжения β = 0 ÷ 20° с помощью k — ω SST модели турбулентности с коррекцией на кривизну линий тока в силу нечувствительности стандартной модели к подобным эффектам. Получено удовлетворительное согласование результатов расчета с экспериментальными данными как по продольным, так и боковым АДХ в широком диапазоне углов атаки и скольжения. По результатам расчетов объяснены все основные нелинейности в интегральных характеристиках, связанные с явлением «взрыва» и интерференцией вихревых структур. Выявлены следующие физические особенности вихревого обтекания модели маневренного самолета и их влияние на продольные и боковые АДХ. Явление «взрыва» вихревых структур существенным образом влияет на АДХ модели. Причем с увеличением угла атаки точка «взрыва» вихрей перемещается вверх по потоку. При обтекании со скольжением вихри разрушаются асимметричным образом, что приводит к потере поперечной устойчивости модели. Взаимодействие носового и консольного вихрей, а также относительное положение точек разрушения вихрей в диапазоне углов атаки 18° < α < 28° при β = 0° приводят к нелинейностям в зависимостях коэффициентов подъемной силы и продольного момента по углу атаки. Явление «взрыва» вихрей существенным образом влияет на вклад оребренной носовой части в путевую устойчивость. Причем его влияние может кардинальным образом отличаться при различных углах атаки (α = 25-30° и 35°). Локальное изменение обводов носовой части на виде в плане также существенным образом влияет на путевую устойчивость вследствие затягивания «взрыва» вихря