Civil Aviation High TECHNOLOGIES (E-Journal) / Научный вестник МГТУ ГА
Not a member yet
885 research outputs found
Sort by
Анализ технологии взаимодействия органов ОВД на рубежах приема-передачи управления
Get PDFDue to the constantly increasing intensity of the air traffic flow, the capacity of a particular sector of airspace reaches its predetermined value. More than 60% of all air traffic of the Russian Federation falls on the Moscow airspace and its intensity is constantly growing. The effective organization of air traffic in an aviation hub control area depends on the ability of air traffic controllers to correctly align the order of arrival and departure of aircraft with the existing traffic intensity, prohibitions and restrictions, meteorological conditions and other factors. This article considers the problematic aspects of the coordination between ATC units, leading to delays in departing and approaching aircraft, affecting the safety, efficiency and regularity of air traffic. The rules of coordination between adjacent ATC sectors, providing aerodrome dispatching service in the Russian Federation are described. The description of the coordination process between the Ostafievo Airport ATCs and the controllers of adjacent dispatch centers is given. These adjacent ATCs are the following: the Vnukovo-Radar, the Domodedovo-Radar, the FIS Vnukovo-1 and the FIS Vnukovo-2, also the ATC Tower of the state aviation. The analysis of the existing technology of ATC coordination in one aviation hub is carried out. Recommendations for improving the effectiveness of the coordination system between ATC units are presented.Вследствие постоянно растущей интенсивности потоков воздушных судов норматив пропускной способности конкретного сектора воздушного пространства достигает своего максимального заданного значения. Более чем 60 % всего воздушного трафика Российской Федерации приходится на московскую воздушную зону, и его интенсивность постоянно растет. Эффективная организация воздушного движения в аэроузловом диспетчерском районе зависит от способности органов обслуживания воздушного движения грамотно согласовывать между собой очередность прибытия и вылета воздушных судов при имеющейся интенсивности воздушного движения, запретах и ограничениях на использование воздушного пространства, метеорологических условиях и иных факторах. В данной статье рассматриваются проблемные аспекты взаимодействия органов обслуживания воздушного движения, приводящие к задержкам вылетающих и заходящих на посадку воздушных судов, влияющие на безопасность, эффективность и регулярность воздушного движения. Описаны принципы организации взаимодействия смежных секторов органов обслуживания воздушного движения, осуществляющих аэродромное диспетчерское обслуживание в Российской Федерации. Приведено описание процесса взаимодействия органов обслуживания воздушного движения аэропорта Остафьево с диспетчерами смежных диспетчерских пунктов. Такими пунктами являются: диспетчерский пункт круга – ДПК Внуково, ДПК Домодедово, вспомогательный диспетчерский пункт подхода – ВДПП Внуково Подход-1 и ВДПП Внуково Подход-2, а также командный диспетчерский пункт государственной авиации. Произведен анализ существующей технологии взаимодействия органов обслуживания воздушного движения, осуществляющих управление воздушным движением в одном аэроузле. Представлены рекомендации, которые при их применении помогут улучшить взаимодействие органов обслуживания воздушного движения на рубежах приема-передачи управления
КОМПЛЕКСНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ
Get PDFIn the conditions of contemporary world market, the maintenance process to keep the required level of aircraft serviceability in airlines should be economically efficient in relation to labour, time and material expenses. The solution of the problem can be achieved by planning and managing the activity of airlines with the aim to improve the efficiency of civil aircraft maintenance process. Planning and implementation of activities for process improvement of aircraft maintenance efficiency in particular such factors as aircraft (A/C) reliability and safety, flight regularity and A/C timewise operation efficiency, A/C intensities and economy require collaboration and interaction of developer, manufacturer and operator. This work proves the need to develop the planning and performance technology of actions related to the airlines activity allowing step by step according to developer, manufacturer and operator activities to establish the cooperation and influence on aircraft serviceability, thereby increasing the maintenance process by all possible managing actions. The complex technology to improve the efficiency of aircraft maintenance process including activities on “A/C Reliability”, “Technology”, “Personnel”, “Equipment”, “Materials” has been developed with the aim to increase the A/C fleet serviceability level. The complex technology is represented as a route technology with brief description of destinations in the route chart with input/output indications at each stage.The advantages of complex technology application are shown in the example of improving one of the efficiency measures in aircraft maintenance process.В условиях современного мирового рынка процесс технической эксплуатации для поддержания требуемого уровня исправности парка воздушных судов в авиакомпаниях должен быть экономически выгодным в отношении трудовых, временных и материальных затрат. Решение данной задачи может быть достигнуто путем планирования и управления деятельностью авиапредприятий с целью повышения эффективности процесса технической эксплуатации воздушных судов гражданской авиации. Планирование и осуществление мероприятий, связанных с деятельностью авиапредприятий по улучшению показателей безотказности авиационной техники, безопасности и регулярности полетов, интенсивности использования воздушных судов и экономичности их процесса технической эксплуатации, требует организации совместной работы и взаимодействия разработчика, изготовителя и эксплуатанта воздушных судов. В данной статье обоснована необходимость в разработке технологии планирования и осуществления мероприятий, связанных с деятельностью авиапредприятий, позволяю- щей поэтапно по направлениям деятельности разработчика, изготовителя и эксплуатанта воздушных судов установить взаимосвязь и влияние на уровень исправности парка, тем самым повышая эффективность процесса технической эксплуатации путем всех возможных управляющих воздействий. Разработана комплексная технология повышения эффективности процесса технической эксплуатации воздушных судов, включающая мероприятия по направлениям «Надёжность воздушного судна», «Технология», «Персонал», «Оборудование», «Материалы», с целью повышения уровня исправности парка ВС. Комплексная технология представлена в виде маршрутной технологии с сокращенным описанием комплекса мероприятий по направлениям в маршрутной карте, с указанием входов и выходов на каждом этапе. Показаны преимущества применения комплексной технологии на примере улучшения одного из целевых показателей эффективности процесса технической эксплуатации воздушных судов.
К ВОПРОСУ О МАССОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ РАЗЛИЧНЫХ АВИАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Get PDFThe article raises the issue of the synthesis of power supply systems for new generation aircraft, which is understood as: the power supply system (complex) of the aircraft, which includes the power and information structures closely integrated. Using this method, the power generation, transformation and distribution functions are assigned to the power structure, and the information structure provides work algorithms. The problematic of the synthesis of the described systems is formed and its relevance is justified. The main work done abroad and on the territory of the Russian Federation aimed at solving this problem are analyzed. As a solution to the problem, it is proposed to use the actual, from the point of view of the authors, method – the structural-functional method. It is shown that the structural-functional method is applicable to solving complex engineering problems, as shown in the examples [16, 18]. The chosen method of solving this problem, like any other one, requires a sufficient number of bench-mark data. When applying the structural-functional method, which is data of the "constraint" type, i.e. GOST (All-Union State Standard) and OST (All-Union Standard) requirements, technical specifications, supplemented by data on possible elements of the synthesized scheme. This article is mainly devoted to the choice of parameters of possible elements of the synthesized circuit, namely primary electric power sources. The article defines a technique for converting discrete values of primary energy sources into functional dependencies, as well as restrictions imposed on their approximating functions. The example shows the obtaining of functional dependencies for mass-energy indicators of nickel-cadmium storage batteries produced by VARTA and SAFT. The analysis of the obtained results is shown, which showed their sufficient reliability and, as follows, their applicability in the development of aircraft power supply systems.В статье поднимается вопрос синтеза системы электроснабжения воздушных судов нового поколения, под которой понимается вся электроэнергетическая система (комплекс) воздушного судна, включающая в себя как силовую, так и информационную структуры, тесно интегрированные между собой. При данном подходе функции генерирования, преобразования и распределения электроэнергии возлагаются на силовую структуру, а информационная структура обеспечивает алгоритмы работы. Формируется проблематика вопроса синтеза описанных систем и обосновывается ее актуальность. Проанализированы основные научные работы, выполненные как в России, так и за границей и направленные на решение этой проблемы. Предлагается применение структурно-функционального подхода. Структурнофункциональный подход применим для решения сложных инженерных задач, что показано на примерах [16, 18]. Такой подход при решении поставленной задачи, как и иной другой, требует наличия достаточного количества исходных данных. При применении структурно-функционального подхода должны быть учтены «ограничения»: требования ГОСТ, ОСТ, технического задания, дополненные данными по возможным элементам синтезируемой схемы. Данная статья в основном посвящается выбору параметров возможных элементов синтезируемой схемы, а именно первичных источников электроэнергии. В статье определена методика преобразования дискретных значений показателей первичных источников электроэнергии в функциональные зависимости, а также ограничения, накладываемые на их аппроксимирующие функции. На примере показано получение функциональных зависимостей для массоэнергетических показателей никель-кадмиевых аккумуляторных батарей производства компаний VARTA и SAFT. Проведен анализ полученных результатов, показавший достаточную их достоверность и, как следствие, их применимость при разработках систем электроснабжения воздушных судов
О ВЫЧИСЛЕНИИ ВЕСОВЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ В НЕПРЕРЫВНОМ ФИЛЬТРЕ ЧАСТИЦ
Get PDFThis article shows the relationship between filters based on modeling of the random process paths with terminating and branching and a continuous particle filter that are related to sequential Monte Carlo methods. Different variants for calculation of weight coefficients in the particle filter for stochastic continuous systems (stochastic diffusion systems) are given. Along with the representation by a continuous function, it is shown that the path of the weight function can be presented by a piecewise constant function with nonnegative real values and also by a piecewise constant function with nonnegative integer values. This representation is based on paths modeling of the general Poisson process. The relation with the differential equation for the weight function is indicated. All the given variants for weight coefficients calculation in the particle filter do not require a complex software development, they are suitable for the particle filter software using various parallel programming technologies for high-performance computing systems. The continuous particle filter considered in this paper can be used in various applied estimation tasks, for example, tracking applications, restoring the motion trajectory from observations, restoring a signal from the noise, identifying the dynamic system parameters, and many others. In the future, it is planned to expand the use of the particle filter for stochastic jump-diffusion systems. In addition, it is planned to develop algorithms for predicting the states of stochastic diffusion and jump-diffusion systems based on the calculation of weight coefficients in the particle filter considered in this article.В статье показана связь между фильтрами, основанными на моделировании траекторий случайного процесса с обрывами и ветвлениями, и непрерывным фильтром частиц, которые относятся к последовательным методам Монте- Карло. Даются различные варианты вычисления весовых коэффициентов в фильтре частиц для стохастических систем с непрерывным временем, т. е. стохастических систем диффузионного типа. Наряду с представлением непрерывной функцией показана возможность представления траектории весовой функции кусочно-постоянной функцией с действительными неотрицательными значениями, а также кусочно-постоянной функцией с целыми неотрицательными значениями. В основе такого представления лежит моделирование траекторий общего пуассоновского процесса. Указана связь с дифференциальным уравнением для весовой функции. Все приведенные варианты вычисления весовых коэффициентов в фильтре частиц не требуют сложной программной реализации, они подходят при разработке программного обеспечения для фильтров частиц с применением различных технологий параллельного программирования для высокопроизводительных вычислительных систем. Рассмотренный в статье непрерывный фильтр частиц может применяться в различных прикладных задачах оценивания. Например, в задачах слежения за движущимся объектом, восстановления траектории движения по косвенным наблюдениям, выделения полезного сигнала на фоне помех, идентификации параметров динамических систем и многих других задачах. В дальнейшем планируется расширить применение фильтра частиц для стохастических систем диффузионно-скачкообразного типа. Кроме того, планируется сформировать алгоритмы прогнозирования состояний непрерывных стохастических систем как диффузионного, так и диффузионно-скачкообразного типа на основе рассмотренных вариантов вычисления весовых коэффициентов в фильтре частиц.
Оперативное информирование экипажей воздушных судов об опасных метеоявлениях в районах арктических посадочных площадок
Get PDFMeteorological support for aviation is an essential element of an integrated system for air traffic management as incorrect meteorological information about hazardous meteorological conditions has a significant impact on the level of flight safety and on all aspects of air traffic management. At present, a number of decisions have been taken at the state level in Russia, according to which a large-scale program is being implemented to develop the infrastructure of the Far North and the Arctic regions, the development of territories, the coast of the Northern Sea Route, and the development of mineral deposits. The climate of the Arctic is one of the severest on Earth. The instability of the meteorological situation is expressed in a sharp change in the wind direction and speed, a decrease in the height of the cloud cover, the rapid inflow of fog from the sea on the coast. Strong winds cause a snowstorm and drifting snow, in summer, under the influence of a powerful cyclone, a sudden increase in air temperature is possible. These natural factors together create adverse, at times extreme climatic conditions, which lead to the emergence of meteorological hazards dangerous to aviation. These phenomena are difficult to predict and significant in terms of impact. Making landing and takeoff in the Arctic, as a rule, is associated with an increased risk. This is due to the fact that temporary aerodromes and landing sites have minimal aerodrome equipment, meteorological provision is almost completely or partially not available, there are no statistical data on weather peculiarities at the place of take-off and landing. The problem of servicing landing sites is the use of outdated equipment, lack or inability of permanent maintenance staff residing in the area. Taking into account the above facts, for effective and safe use of aviation in the Arctic region, it is necessary to automate as much as possible the processes of obtaining, processing and reporting to the crews data on the meteorological situation in the area of the landing site and on the flight route. The article discusses the need to use automated systems for collecting, processing and transmitting meteorological information to inform crews of aircraft carrying out take-offs and landings in the areas of aircraft and helicopter landing areas of the Arctic zone about the state of the surface layer of the atmosphere and the altitudes where icing is possible.Метеорологическое обеспечение авиации является необходимым элементом комплексной системы организации воздушного движения, т. к. неверная метеорологическая информация об опасных метеоявлениях оказывает значительное влияние на уровень безопасности полетов и на все аспекты деятельности управления воздушным движением. В настоящее время в России на государственном уровне принят ряд решений, в соответствии с которыми осуществляется широкомасштабная программа по развитию инфраструктуры районов Крайнего Севера и Арктики, освоению территорий, побережья Северного морского пути, разработке месторождений полезных ископаемых. Климат Арктики – один из самых суровых на Земле. Неустойчивость метеорологической обстановки выражается в резком изменении направления и скорости ветра, понижении высоты облачности, быстром натекании тумана с моря на побережье. Сильные ветры вызывают снежную пургу и поземку, летом под влиянием мощного циклона возможно резкое повышение температуры воздуха. Эти природные факторы в своей совокупности создают сложные, порой экстремальные климатические условия, которые приводят к возникновению опасных для авиации метеорологических явлений. Эти явления носят труднопрогнозируемый и значительный по силе воздействия характер. Выполнение взлетно-посадочных операций в Арктике, как правило, связано с повышенным риском. Это обуславливается тем, что временные аэродромы и посадочные площадки имеют минимальную оснащенность в плане аэродромного оборудования, на них почти или полностью отсутствует метеорологическое обеспечение, нет статистических данных об особенностях погоды в месте совершения взлета и посадки. Проблема обслуживания посадочных площадок заключается в использовании устаревшего оборудования, нехватке или невозможности постоянного проживания в районе площадки обслуживающего персонала. Учитывая изложенные выше факты, для эффективного и безопасного использования авиации в Арктическом регионе необходимо максимально автоматизировать процессы получения, обработки и доведения до экипажей данных о метеорологической обстановке в районе посадочной площадки и на маршруте полета. В статье рассматривается необходимость использования автоматизированных систем сбора, обработки и передачи метеоинформации для информирования экипажей воздушных судов, осуществляющих взлетно-посадочные операции в районах самолетных и вертолетных посадочных площадок Арктической зоны, о состоянии приземного слоя атмосферы и высотах, на которых возможно обледенение
ОЦЕНКА ОСОБЕННОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ И ВЛИЯНИЯ ВИХРЕВОГО СЛЕДА ЛЕГКИХ БЕСПИЛОТНЫХ МУЛЬТИКОПТЕРОВ
Get PDFThe introduction of unmanned aerial vehicles is one of the most dynamic areas of civil aviation development over the last years. The main field of their application is the performance of different aerial works. The most part of the aerial works is characterized by a small distance of flying unmanned vehicles from humans, animals, plants and infrastructure. Thus the influence of inductive velocities of these vehicles on the objects and some processes of aerial works is the topical issue. The article considers the problems of evaluation of vortex trace formation and description of inductive velocities field within the flying area of light unmanned multicopters which are the most popular and promising for the performance of the basic aerial works. The studies have been conducted by a numerical experiment using the software package developed in Delphi. On the bases of the defined multicopter parameters, conditions and flight modes created package provides simulation of the vortex trace formation of multicopter as a set of the mutually influencing П-shaped vortices of the multicopter rotors, graphic visualization of the vortex trace and calculations according to the inductive velocities in the flight area with the construction of the vector diagrams as well as some related problems. The article presents the graphic data on the spatial configuration of vortex trace and distribution of inductive velocities in the transverse planes which are unequally distant from the multicopter; for example, light hexacopter "Odonata agro", for which the proximity of experimental and calculation data of drops sedimentation at aerial spraying, received with the use of the package, confirms indirectly the package adequacy as well as configurations of vortex trace which are comparable in flight weight and load upon rotors of quadcopters and octocopters. According to the calculated data the general regularities and features of the vortex trace formation and configuration, distributions of the inductive velocities within the flying area of the light multicopters are formulated in this paper. The results can be used at the evaluation of the parameters and the vortex trace influence of light unmanned aerial vehicles on the surrounding objects and optimization of rational structural designs and multiсopter flight modes while performing aerial works.Одним из наиболее динамичных направлений развития гражданской авиации последних лет является внедрение беспилотных летательных аппаратов. Основной областью их применения является выполнение различных видов авиационных работ. Для большинства авиационных работ характерны небольшие удаления летящих беспилотных аппаратов от людей, животных, растений и объектов инфраструктуры, в связи с чем актуален вопрос о влиянии индуктивных скоростей данных аппаратов на эти объекты и отдельные процессы авиационных работ. В статье рассмотрены вопросы оценки формирования вихревого следа и описания поля индуктивных скоростей в зоне полетов легких беспилотных мультикоптеров, которые имеют наибольшее распространение и перспективы для выполнения основных авиационных работ. Исследования проводились методом числового эксперимента с использованием разработанного в среде Delphi программного пакета. Сформированный пакет обеспечивает на основании заданных параметров мультикоптера, условий и режимов его полета моделирование процесса формирования вихревого следа аппарата как совокупности взаимовлияющих П-образных комбинаций вихрей несущих винтов мультикоптера, графическую визуализацию вихревого следа, расчеты по данным следа индуктивных скоростей в зоне пролета мультикоптера с построением соответствующих векторных диаграмм, а также решение ряда сопряженных задач. В статье представлены полученные с применением пакета для принятых условий и режимов полета графические данные по пространственной конфигурации вихревого следа и распределению его индуктивных скоростей в поперечных разноудаленных от мультикоптера плоскостях на примере легкого гексакоптера типа Odonata agro, для которого близость экспериментальных и расчетных, полученных с использованием пакета, данных осаждения капель при авиаопрыскивании косвенно подтверждает адекватность пакета, а также сравнительные конфигурации вихревого следа сопоставимых по полетной массе и нагрузке на несущие винты квадрокоптеров и октакоптеров. По расчетным данным в работе сформулированы отдельные общие закономерности и особенности формирования и конфигурации вихревого следа и распределений индуктивных скоростей в зоне полетов легких беспилотных мультикоптеров. Результаты статьи могут быть использованы при оценке параметров и влияния вихревого следа легких беспилотных летательных аппаратов вертолетного типа на окружающие объекты и отработке рациональных конструктивных решений и режимов полета мультикоптеров при выполнении авиационных работ.
Система совместного принятия решений как эффективный инструмент организации работы аэропорта в условиях пиковых нагрузок
Get PDFIn the article the analysis of functioning a joint decision-making (A-CDM) system of Sheremetyevo Airport is presented during airport operation in a "rush hour". Domestic and international programs of air traffic management (ATM) development assume that the airports will be completely included into the air traffic management network as components of this network. Cooperative decision-making will be used to provide a "seamless" process of planning. This process will take place with participation of airspace users, suppliers of an air navigation service and airports (with use of the automated facilities of arrival, departure and traffic on airfield surface) for the benefit of sequence management to increase runway capacity. The runway equipment has to be modernized, separation standards among aircraft on arrival and departure should be reduced, modern navigation and traffic control on an airfield surface aids have to operate. The runway is referred to the resources which operate according to the principle of only one client service. Influence of weather conditions (the wet runway, severe wind, low visibility) determines the airfield capacity. Arrival and departure control allows optimizing aerodrome operation from the view of cost efficiency and ecology. The system of joint decision-making for an airport is a complex of the procedures aimed at increasing level of air traffic flows organization, airfield and airspace capacity through raising a level of event predictability and optimization of the resource use process. The system allows operating information to obtain the modified output data for decision-making. The main system objectives are to increase the level of temporary accuracy of an event emergence and also its predictability.В статье представлен анализ функционирования системы совместного принятия решений (A-CDM) аэропорта Шереметьево при работе аэропорта в час пик. Отечественные и международные программы развития организации воздушного движения (ОрВД) предполагают, что аэропорты будут полностью включены в сеть ОрВД как узлы этой сети. Будет использоваться кооперативное принятие решений, чтобы обеспечить «бесшовный» процесс планирования. Этот процесс будет проходить с участием пользователей воздушного пространства, поставщиков аэронавигационного обслуживания и аэропортов (с использованием автоматизированных средств управления прилетом, вылетом и движением по поверхности аэродрома) в интересах управления очередями для увеличения пропускной способности взлетно-посадочной полосы (ВПП). Оборудование ВПП должно быть усовершенствовано, уменьшены нормы эшелонирования между воздушными судами (ВС) на прилете и вылете, должны работать современные средства навигации и управления движением по поверхности аэродрома. ВПП относится к ресурсам, которые работают по принципу обслуживания только одного клиента. Влияние погодных условий (мокрая ВПП, сильный ветер, низкая видимость) определяют пропускную способность аэродрома. Управление прилетом и вылетом позволяет оптимизировать работу аэродрома с точки зрения стоимостной эффективности и экологии. Система совместного принятия решений для аэропорта – это комплекс процедур, направленных на повышение уровня организации потоков воздушного движения, пропускной способности аэродрома и воздушного пространства за счет повышения уровня предсказуемости событий и оптимизации процесса использования ресурсов. Система позволяет управлять информацией с целью получения модифицированных выходных данных для принятия решения. Основные задачи системы – повышение уровня временной точности возникновения события, а также его предсказуемости
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СПЕКТРА СОБСТВЕННЫХ ФОРМ И ЧАСТОТ КОЛЕБАНИЙ ЛОПАТОК КОМПРЕССОРОВ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО АВИАДВИГАТЕЛЯ
Get PDFThe article presents the results of the blades vibration studies, where the blades are rigidly fixed to the disk of the high-pressure compressor of the auxiliary power unit (APU). The task of the study is set because of the destruction of the blades cascade, which led to the APU failure. The designated APU resource was not provided. Destruction of compressor blades occurred since the introduction of gas turbine engines, but it was not always possible to comprehensively investigate the problem and completely prevent the destruction of compressor blades. Analysis of fatigue failure statistics led to the conclusion that all the blades, regardless of their size and material are destroyed in certain areas on the back, edges and tip. The relative coordinates of the crack location are approximately the same. This indicates the availability of common patterns of the blades dynamic loading and the resulting tension in them with resonance vibrations. Moreover, the availability of operational damage on the blades does not affect these patterns. However, these patterns are not fully applicable to the blades represented in this study (wide-chord, with variable thickness from the leading to the trailing edge), but they have some similarities. The study of the forms spectrum and the blade frequency vibration is the first step in solving the problem of the blades destruction. Every detail has an infinite number of frequency characteristics that form the spectrum. Each frequency of natural oscillations corresponds to its own form of vibration. The form of the vibrations is determined by the pattern of alternating displacements or deflections and the position of the nodal lines. In nodal lines the displacements are infinitely small and considered null. The displacements of the vibrating sections on different sides of the nodal lines are in antiphase. The combination of the vibration shapes forms a variety of shapes. In this study, a sand method for determining the spectrum of vibration frequencies was used. This experiment will allow to define the sectors of defects occurrence with the subsequent development of fatigue cracks and to define real dynamic loading of the given blades design.В статье представлены результаты проведенных исследований колебаний лопаток, жестко закрепленных на диске компрессора высокого давления вспомогательной силовой установки (ВСУ). Задача исследования поставлена ввиду разрушения каскада лопаток, что привело к выводу ВСУ из строя. Назначенный ресурс ВСУ не был обеспечен. С разрушением лопаток компрессоров сталкивались с момента появления газотурбинных двигателей, однако не всегда было возможно всесторонне исследовать эту проблему и полностью предотвратить разрушения лопаток компрессоров. В результате анализа статистики усталостных разрушений лопаток выявлено, что все лопатки независимо от их размера, материала изготовления разрушаются в определенных зонах на спинке, кромках, торце. Относительные координаты расположения трещин примерно одинаковы. Это свидетельствует о наличии общих закономерностей динамического нагружения лопаток и возникающей в них напряженности при резонансных колебаниях. Причем наличие эксплуатационных повреждений на лопатках не влияет на эти закономерности. Однако к лопаткам, представленным в настоящем исследовании (широкохордным, с переменной толщиной от входной к выходной кромке), данные закономерности не в полной мере применимы, в отличие от лопаток классической стандартной формы, но имеют некоторое сходство. Исследование спектра собственных форм и частот колебаний лопатки является первым этапом в решении проблемы разрушений лопаток. Каждая деталь имеет бесконечное количество частотных характеристик, образующих спектр. Каждой частоте собственных колебаний соответствует своя форма колебаний. Форма колебаний определяется картиной знакопеременных смещений или прогибов, а также положением узловых линий. В узловых линиях перемещения бесконечно малы и считаются нулевыми. По разные стороны узловых линий смещения колеблющихся участков находятся в противофазе. Совокупность форм колебаний детали образует спектр форм [1]. В представленном исследовании использовался песочный метод определения спектра частот колебаний. Эксперимент позволит определить зоны возникновения дефектов с последующим развитием усталостных трещин и реальную динамическую нагруженность лопаток данной конструкции
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ БОРТОВОЙ СИСТЕМЫ РАННЕГО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ПИЛОТА О ВХОЖДЕНИИ В ВИХРЕВОЙ СЛЕД ОТ ДРУГОГО ВОЗДУШНОГО СУДНА
Get PDFAn airborne aircraft forms a wake vortex behind itself dangerous for other entering it aircraft both piloted and unmanned. Wake vortex intensity depends on parameters of the aircraft creating it, so the greater the aircraft mass is, the higher its impact on other aircraft is. It is not possible to register visually the wake vortex, since in fact it is invisible. Introduction of wide-body aircraft like A380 into service leads to the revision of separation rules with the aim to increase admissible distance between aircraft. There is a quite demonstrative case when Challenger 604 got into the wake vortex after A380: though separation rules at the altitude were observed, Challenger performed an out-of-control rotating descent from the altitude of 10000 m to 3000 m. At present, in spite of multi-year research there are no real verified suggestions on wake vortex safety of aircraft flights. The paper presents the methodological basis and design concepts of an onboard early warning system of a pilot about entering wake vortices from another aircraft. The main task of the proposed system is to reveal wake vortices according to pressure decrease in their cores; to do it we perform on-line measuring of pressure in front of an aircraft. Measurements are done by a standard onboard air data system and an onboard inertial satellite system in order to control the consistency of “barometric” altitude readings and those of altitude defined by an inertial satellite system. The value of wake vortices rarefaction measured by an onboard air data system allows estimating the influence degree of wake vortices on the aircraft roll moment with the help of a special hardware and software complex and to determine the necessity to change the flight mode. It is proposed to use a missile bench for the dimensioning wake vortices on aircraft models in order to test computational methods of wake vortices dimensioningПри движении в атмосфере за воздушным судном (ВС) формируется вихревой след, представляющий опасность для попадающих в него других ВС, как пилотируемых, так и беспилотных. Интенсивность вихревого следа зависит от характеристик создающего его ВС, причем чем больше масса ВС, тем больше возможное влияние его на другие ВС. Зафиксировать вихревой след визуально не представляется возможным, так как он невидим. Из-за появления в эксплуатации широкофюзеляжных самолетов типа А380 приходится пересматривать правила эшелонирования в сторону увеличения допустимого расстояния между ВС. Показательно в этом плане происшествие с попаданием ВС Challenger 604 в вихревой след от А380: правила эшелонирования были соблюдены, но тем не менее Challenger совершил неупорядоченное падение с высоты 10 км до 3 км. В настоящее время, несмотря на многолетние исследования, реальных верифицированных предложений по обеспечению вихревой безопасности полетов не имеется. В статье изложены методические основы и принципы построения бортовой системы раннего предупреждения о вхождении воздушного судна в вихревой след. Основой предлагаемой системы является обнаружение вихрей по понижению давления в их ядрах, для чего в режиме онлайн производится измерение давления перед самолетом. Измерения осуществляются штатной бортовой системой воздушных сигналов (БСВС) и бортовой инерциально-спутниковой системой для контроля согласованности в показаниях «барометрической» высоты полета и высоты полета, определенной инерциально-спутниковой системой. По величине измеренного БСВС разрежения в вихре специальным аппаратно-программным комплексом оценивается степень влияния вихревого следа на момент крена ВС и необходимость изменения режима полета. Для тестирования расчетных методов определения параметров вихревых следов предложено использовать ракетный трек по определению параметров вихревых следов на моделях воздушных судов
ОБ АСИМПТОТИЧЕСКОЙ ФОРМЕ УРАВНЕНИЯ ЛАНДАУ – ЛИФШИЦА НА ТРЕХМЕРНОМ ТОРЕ
Get PDFWe consider the Landau-Lifshitz equation on a three-dimensional torus. The equation is reduced to the form of the Euler equation for the geodesic left-invariant metric on the infinite-dimensional Lie algebra of the current group. The group of currents is given by a pointwise mapping of the three-dimensional torus into a three-dimensional orthogonal group. In Lie algebra we use the non-standard commutator introduced earlier. The solutions of the Landau-Lifshitz equation can be expanded in terms of the orthonormal basis of the left-invariant metric in the currents algebra. For the expansion coefficients of the solution of the Landau-Lifshitz equation, the explicit form of the evolution equations is deduced in the framework of the constructed model. To do this, we use the expressions obtained earlier for the sums of the adjoint and coadjoint action operators in an infinite-dimensional Lie algebra of currents with nonstandard commutator. The compactness property of the indicated sum operators makes it possible to obtain the asymptotic form of the Landau-Lifshitz equation on a threedimensional torus. Evolution equations are found on the subspace of flows consisting of vector fields whose Fourier expansions contain only simple harmonics of the form cos (kØ) Such vector fields form a subalgebra of the currents algebra which is also closed under the action of coadjoint operators. In this case, an arbitrary Landau-Lifshitz equation for which the vector of initial conditions lies in this subalgebra remains in it for all t for which this solution is defined. We note that to study the Landau-Lifshitz equation the currents algebra with the standard commutator turned out to be ineffective: in particular, the Landau-Lifshitz equation is not an Euler equation on the current algebra with a standard commutator. Thus, for the Landau-Lifshitz equation on the three-dimensional torus, the explicit form of the evolution equations for the coefficients of the Fourier expansion of its solutions by means of operators representing the sum of the operators of the adjoint and co-adjoint action of the current algebra on a three-dimensional torus with nonstandard commutator is obtained. Moreover, it is the property of compactness of the indicated sum operators (while, separately, their components, the operator of the adjoint action operator as well as the coadjoint one are not even continuous) made it possible to obtain the indicated asymptotic form. Рассматривается уравнение Ландау – Лифшица на трехмерном торе. Уравнение приводится к форме уравнения Эйлера на геодезические левоинвариантной метрики в бесконечномерной алгебре Ли группы токов. Группа токов задается поточечным отображением трехмерного тора в трехмерную ортогональную группу. В алгебре Ли используется введенный ранее нестандартный коммутатор. Решения уравнения Ландау – Лифшица разлагаются по ортонормированному базису левоинвариантной метрики в алгебре токов. Для коэффициентов разложения решения уравнения Ландау – Лифшица в рамках построенной модели вычисляется явный вид эволюционных уравнений. Для этого используются полученные ранее выражения для сумм операторов присоединенного и коприсоединенного действия в бесконечномерной алгебре Ли токов с нестандартным коммутатором. Свойство компактности указанных операторов суммы позволяет получить асимптотическую форму уравнения Ландау – Лифшица на трехмерном торе. Найдены эволюционные уравнения на подпространство потоков, состоящее из векторных полей, чьи Фурье-разложения содержат только простые гармоники вида cos . kf Такие векторные поля составляют подалгебру алгебры токов, которая является также замкнутой относительно действия коприсоединенных операторов. В таком случае произвольное уравнение Ландау – Лифшица, для которого вектор начальных условий лежит в этой подалгебре, останется в ней для всех t, для которых это решение определено. Отметим, что для изучения уравнения Ландау – Лифшица алгебра токов со стандартным коммутатором оказалась неэффективной: в частности, уравнение Ландау – Лифшица не является уравнением Эйлера на алгебре токов со стандартным коммутатором. Таким образом, для уравнения Ландау – Лифшица на трехмерном торе вычислен явный вид эволюционных уравнений на коэффициенты Фурье-разложений его решений при помощи операторов, представляющих собой сумму операторов присоединенного и коприсоединенного действия алгебры токов на трехмерном торе с нестандартным коммутатором. При этом именно свойство компактности указанных операторов суммы (в то время как по отдельности их составляющие оператор присоединенного и оператор коприсоединенного действий не являются даже непрерывными) позволило получить указанную асимптотическую форму.