Civil Aviation High TECHNOLOGIES (E-Journal) / Научный вестник МГТУ ГА
Not a member yet
885 research outputs found
Sort by
К задаче имитационного моделирования сложных и аварийных полетных ситуаций в процессе тренажерной подготовки пилота вертолета Ми-8 МТВ
Get PDFThe article examines a method of obtaining the required initial data for adequate mathematical modelling of nonstationary processes in the Mi-8MTV helicopter computer and flight simulators. The principle of the method is as follows: the video fixation of non-stationary modes of the power plant operation in a real flight and the computation of the obtained dependencies according to the known formulas of mechanics, aerodynamics, the theory of gas turbine aircraft engines, etc. are analysed. Moreover, by juxtaposing the computed dependencies and the obtained video fixation, the parameter values, that determine the helicopter power plant behaviour (the inertia moment of the helicopter main rotor system, etc.) in the non-stationary modes, are found. These parameters allow us to solve the problem by modelling a complete picture of the helicopter power plant behaviour in abnormal and emergency situations, under which, it is impossible to formulate an objective verdict without violating flight safety requirements. Given the circumstances, the feasibility of an advantageous and reliable solution to the problem is considered using mathematical modelling of the transient power plant operation modes both in non-stationary conditions and in abnormal and emergency situations. A simulation of these scenarios and responsive actions is carried out using helicopter simulators. In a real flight, a helicopter crew monitors the functional systems status and the development of abnormal and emergency situations relying on readings from dial instruments, digital indicators, annunciators, and other computer-aided facilities in the cockpit, not only by the parameter values, but also by dynamics of their variation in flight. Within this timespan, the pilot must assess an abnormal situation and decide on required actions.В статье рассмотрен способ получения необходимых исходных данных для адекватного математического моделирования нестационарных процессов в компьютерных и летном тренажерах вертолета Ми-8МТВ. Суть способа: видеофиксация нестационарных режимов силовой установки в реальном полете и расчет полученных зависимостей по известным формулам механики, аэродинамики, теории газотурбинных авиадвигателей и др. Далее, «наложением» расчетных зависимостей на полученные фотофиксацией находят значения параметров, определяющих поведение силовой установки вертолета (момент инерции несущей системы вертолета и др.) в нестационарных режимах. Полученные таким образом параметры позволяют перейти к решению задачи построения информационной картины поведения силовой установки вертолета в сложных и аварийных ситуациях, при которых получить реальную картину без нарушения требований по обеспечению безопасности полетов невозможно. Принимая во внимание данные обстоятельства, рассматривается возможность успешного и безопасного решения задачи путем математического моделирования переходных режимов работы силовой установки как в условиях нестационарных, так и сложных и аварийных ситуациях. Имитация данных ситуаций и их парирование реализуются на базе вертолетных тренажерных устройств. В реальном полете экипаж вертолета оценивает состояние функциональных систем и развитие сложных и аварийных ситуаций по показаниям стрелочных приборов, цифровых индикаторов, сигнальных табло и других информационных средств, расположенных в кабине, при этом не только по значениям параметров, но и по динамике их изменения во времени. В течение этого времени пилот должен определить возникшую ситуацию и принять решение о необходимых дальнейших действиях
Адаптивная информационно-управляющая система динамического мониторинга фактической обводненности авиатоплива в технологических процессах авиатопливообеспечения
Get PDFModern domestic and international standards, regulators of the aviation fuel industry, considering the negative impact of the presence of mechanical impurities and water in aviation fuel on the performance and life cycle of aircraft engines, fuel metering equipment, fuel systems of aircraft (A/C), as a threat factor for flight safety, impose high requirements for the purity of aviation fuel while operating aeronautical equipment. At the same time, the causes and sources of water content in jet fuel are a source of economic losses, the most important criterion for the success of the Aerodrome Fueling Complex business. The article considers the task of developing reliable and automated methods as well as technologies for controlling these contaminants, for example for determining water content in aviation fuel when refueling aircraft, and the necessity to minimize an effect of a human factor. The automation of aviation fuel quality monitoring processes, the transition from discrete control methods to continuous ones, from static control methods to dynamic ones (in-line), from indirect methods to direct ones are becoming relevant. The possibilities of end-to-end accounting and analysis of aviation fuel purity parameters at all stages of the aviation fuel life cycle are shown. The article considers the methods and conducts the analysis of known techniques and devices used to determine, measure and indicate actual water content, presence of dissolved, free and total water in jet fuel. The technical solution of continuous automated control of the actual water content level of the jet fuel flow in the processes of aviation fuel supply and aircraft refueling in an information system that provides on-line monitoring and dynamic measurement of the quantitative content of dissolved and free water in the jet fuel flow, is presented. The technical solution for the continuous determination of the quantitative water content in the jet fuel stream is proposed. At the same time, the solution of the problem of monitoring water content in jet fuel is combined with the technological process to control the purification of jet fuel from water. The paper represents an adaptive information management system for continuous monitoring of the water content level of the jet fuel flow, which will allow specialist to substantially increase a level of automatization of aircraft aviation fuel supply technological processes, decrease a negative impact of a human factor, increase economic effectiveness of the aviation fuel supply complex. The system is designed to carry out continuous, automated control (monitoring) of water content in the jet fuel flow at all the stages of the jet fuel movement: receiving, storing and delivering jet fuel and refueling aircraft, in particular fuel and lubricants warehouses (fuel and lubricants), refueling complexes and pre-apron filling points. It can also be used in the fuel system of the aircraft, as a system to prevent water content in the jet fuel. The integration of automation tools will enable us to improve the quality of management of aviation fuel supply and aircraft refueling to ensure timely operational decision based on real data in real time mode, provided the proposed system integration into the airport system for operational data exchange.Современные отечественные и международные требования регуляторов отрасли авиатопливообеспечения, принимая во внимание негативное влияние присутствия механических примесей и воды в авиатопливе на работоспособность и ресурс авиадвигателей, топливорегулирующей аппаратуры, топливных систем воздушных судов (ВС) как фактора угрозы безопасности полетов ВС, предъявляют к чистоте применяемого при эксплуатации авиационной техники авиатоплива высокие требования. Вместе с тем причины и источники обводнения авиатоплива являются источником экономических потерь, важнейшим критерием успешности бизнеса топливозаправочного комплекса. В статье рассматривается задача создания надежных и автоматизированных методов и технологий контроля этих загрязнений, в частности определения воды в авиатопливе при заправке ВС и необходимости ухода от человеческого фактора. Актуальным становится автоматизация процессов мониторинга качества авиатоплива, переход от дискретных методов контроля к непрерывным, от статических методов контроля к динамическим (поточным), от косвенных способов к прямым. Показаны возможности сквозного учета и анализапараметров чистоты авиатоплива на всех этапах жизненного цикла авиатоплива. Рассмотрены способы, и проведен анализ известных методов и устройств, используемых для определения, измерения и индикации: фактической обводненности; присутствия растворенной, свободной и суммарной воды в авиатопливе. Представлено техническое решение непрерывного автоматизированного контроля уровня фактической обводненности потока авиатоплива в процессах авиатопливообеспечения и заправки ВС в информационной системе, обеспечивающей on-line контроль и динамическое измерение количественного содержания растворенной и свободной воды в потоке авиатоплива. Предложено техническое решение по непрерывному определению количественного содержания воды в потоке авиатоплива. При этом решение задачи мониторинга воды в авиатопливе совмещено с технологическим процессом контроля очистки авиатоплива от воды. Представлена адаптивная информационно-управляющая система непрерывного мониторинга уровня обводненности авиатоплива в потоке, которая позволит существенно повысить уровень автоматизации технологических процессов авиатопливообеспечения воздушных судов, снизить негативное влияние человеческого фактора, повысить экономическую эффективность комплекса авиатопливообеспечения. Система предназначена для осуществления непрерывного автоматизированного контроля (мониторинга) обводненности авиатоплива в потоке на всех этапах движения авиатоплива: приема, хранения и выдачи авиатоплива, и заправки ВС, в частности складов горюче-смазочных материалов, топливозаправочных комплексов, и пунктов предперонного налива, а также может быть использована в топливной системе ВС как система предотвращения обводнения авиатоплива. Внедрение средств автоматизации позволит повысить качество управления процессами авиатопливообеспечения и заправки ВС для обеспечения принятия своевременных оперативных решений на основе реальных данных в реальном режиме времени при условии интеграции предложенной системы в систему аэропорта для оперативного обмена данными
Влияние отказа двигателя на аэродинамические характеристики модели легкого транспортного самолета
Get PDF In-flight engine failure has always been a hazardous situation in case of a single-engine aircraft associated with losing altitude and making a landing within the available gliding range. In the event of a multi-engine aircraft, this situation improves markedly due to the potential flight continuation. The necessary conditions to continue a flight are available excess thrust, satisfactory aerodynamic performance, and a fixed-wing control. If the half of engine thrust is lost, which adversely affects a rate of climb, the most critical flight modes are the take-off and go-around procedures performed at low altitudes using the engine asymmetric thrust. Ensuring flight safety in these modes requires extensive experimental studies in wind tunnels to simulate the basic flight envelope with an inoperative engine. The aim of studies is the effect of a critical engine failure on the aerodynamiccharacteristics of an aircraft model as well as ensuring the required efficiency of the flight controls to dampen the yaw and roll moments that arise during an asymmetric thrust flight. The complexity of solving the problem is determined by the necessity of recovering from the substantial yaw, roll moments and by a significant decrease in the wing lifting efficiency along with an increase in a drag force which limits a climb rate and aircraft control. This article presents an analysis of the effect of critical engine failure on the aerodynamic characteristics of a light twin-engine transport aircraft model in the wing take-off and landing configurations. The aircraft aerodynamic configuration is made according to the classic pattern with the high-mounted tapered wing and deck-type empennage. The high lift devices comprise a double-slot hinged flap with a fixed deflector. The aircraft is equipped with a loading ramp with a relatively short flat rotatable part of the lower fuselage surface. Experimental studies of the longitudinal and lateral characteristics of the model with installed simulators of a power plant were carried out in TsAGI low-speed wind tunnel T-102. The analysis of engine failure effect on the model aerodynamics was executed in changing the load factor within the range B = 0.3…2. The capabilities to dampen the yaw and roll moments, using the primary flight controls (rudder and ailerons), were determined. В случае однодвигательного самолета отказ двигателя в полете всегда представлял серьезную ситуацию, связанную с потерей высоты и выполнением посадки в пределах доступной дальности планирования. В случае многодвигательного самолета эта ситуация заметно улучшается вследствие возможного продолжения полета, необходимыми условиями которого являются наличие избыточной тяги и сохранение удовлетворительного уровня аэродинамических характеристик и управляемости самолета. В условиях потери половины тяги, существенно снижающей характеристики набора высоты, наиболее критическими режимами полета являются взлет и уход на второй круг, выполняемые на малых высотах с асимметричной тягой. Обеспечение безопасности полета на этих режимах требует проведения обширных экспериментальных исследований в аэродинамических трубах с моделированием основных полетных режимов с неработающим двигателем. Целью исследований является влияние отказа критического двигателя на аэродинамические характеристики модели самолета, а также обеспечение необходимой эффективности органов управления для противодействия моментам рыскания и крена, возникающим при полете с асимметричной тягой. Сложность решения поставленной задачи определяется как необходимостью противодействия значительным моментам рыскания и крена, так и существенным снижением несущих свойств крыла и ростом сопротивления самолета, ограничивающим скорость набора высоты и его управляемость. Эта статья представляет анализ влияния отказа критического двигателя на аэродинамические характеристики модели легкого двухдвигательного транспортного самолета во взлетной и посадочной конфигурациях крыла. Аэродинамическая компоновка самолета выполнена по классической схеме с высокорасположенным трапециевидным крылом и палубным вариантом хвостового оперения. Механизация крыла включает двухщелевой поворотный закрылок с фиксированным дефлектором. Самолет оборудован погрузочной рампой с относительно короткой плоской поворотной частью нижней поверхности фюзеляжа. Экспериментальные исследования продольных и боковых характеристик модели с установленными имитаторами силовой установки проведены в малоскоростной аэродинамической трубе Т-102 ЦАГИ. Анализ влияния отказа двигателя на аэродинамические характеристик модели выполнен при изменении коэффициента нагрузки в диапазоне В = 0,3…2. Определены возможности парирования моментов рыскания и крена с использованием первичных органов управления (руля направления и элеронов)
ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ АВИАЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ УДАЛЕНИЯ КОРРОЗИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ
Get PDFDuring the long-term aircraft operation, corrosion damage occurs on the aircraft structure. This leads to reducing of construction strength, rigidity and durability. Due to this corrosion damage removal and paintwork restoration are performed during the maintenance operation. During the corrosion damage removal not only corrosion products, but the material partially untouched by corrosion are removed as well. As a result, the cross-sectional area is reduced. This causes the increase of the stresses and decrease of the construction strength, rigidity and durability. However, it is impossible to refuse the removal of corrosion damage, but it is possible to optimize the stripping area parameters. The purpose of this paper is to solve the problem by applying mathematical modeling of the aircraft structures stress state by using open source software based on a finite element method (FEM). For preprocessing (creating geometry of the model, meshing) such software as FreeCAD, Gmsh, SALOME can be used, for processing (computation) – Code_Aster, which is included in SALOME-MECA software, for post processing (calculations visualization) can be used Post-Pro, which is also a part of SALOME-MECA software. Before the conducting computational experiments on the topic of this study the adequacy of the above mentioned software was checked. For this, the test problem of stress concentration in a plate with a circular hole – Kirsch task – was solved. At the same time, it was possible to achieve inaccuracy not exceeding 3%, due to this the adequacy of the selected software was considered as sufficient for conducting computational experiments in order to solve the problem. A technique of optimizing the removal of corrosion damage in aircraft structures was developed. It was demonstrated on a specific example of optimization of a plate corrosion damage stripping. After removal of the corrosion damage the minimum of the effective stresses was chosen as a criterion for optimality of the stripping area. In order to generalize the obtained results, the concept of the relative parameter of stripping was introduced which is the ratio of the stripping diameter to the depth of the corrosion damage. A number of computational experiments showed that there was an optimal value of the relative parameter of stripping, where a minimum of stresses acting in the plate after stripping was realized thus providing for the maximum possible durability of the structure after repair.При длительной эксплуатации летательных аппаратов в элементах их конструкции возникают коррозионные повреждения, которые приводят к уменьшению прочности, жесткости и долговечности конструкции. В связи с этим при техническом обслуживании производится удаление коррозионных повреждений и восстановление лакокрасочного покрытия. В процессе зачистки элемента конструкции от коррозии удаляются не только продукты коррозии, но и частично нетронутый коррозией материал. В результате из-за уменьшения площади поперечного сечения элемента конструкции происходит рост действующих в нем напряжений, из-за чего снижается прочность, жесткость и долговечность конструкции. Однако отказаться от удаления коррозионных повреждений нельзя, но можно оптимизировать параметры области зачистки. В настоящей работе предлагается решить эту задачу путем применения математического моделирования напряженного состояния авиационных конструкций с помощью свободного программного обеспечения, реализующего метод конечных элементов. Перед проведением вычислительных экспериментов по теме настоящего исследования была произведена проверка адекватности программного обеспечения. Для этого была решена тестовая задача о концентрации напряжений в пластине с круглым отверстием – задача Кирша. При этом удалось добиться погрешности, не превышающей 3 %, в связи с чем адекватность выбранного программного обеспечения была признана достаточной для проведения вычислительных экспериментов с целью решения поставленной задачи исследования. Была разработана методика оптимизации удаления коррозионных повреждений авиационных конструкций, которая продемонстрирована на конкретном примере оптимизации зачистки пластины от коррозионного повреждения. В качестве критерия оптимальности площади зачистки был выбран минимум действующих напряжений после удаления коррозионного повреждения. С целью обобщения полученных результатов было введено понятие относительного параметра зачистки, представляющего собой отношение диаметра зачистки к глубине коррозионного повреждения. Серия вычислительных экспериментов показала, что существует оптимальное значение относительного параметра зачистки, при котором реализуется минимум напряжений, действующих в пластине после зачистки, что обеспечивает максимально возможную долговечность конструкции после ремонта
Влияние арочности парашютного крыла на его аэродинамические характеристики
No full textDouble-membrane gliding parachutes (DGP) obtain their wide variety of application, including the solution of cargo transportation problems. This parachute is a flexible canopy, which shape is maintained by ram air. In terms of the aerodynamic performance calculation and analysis when operating, DGP is the most complex aero elastic system. The computation of DPG aerodynamic performance is only possible, utilizing the methods of nonlinear aerodynamics and the nonlinear theory of elasticity methods.This paper investigates the aerodynamic characteristics of stable geometric shapes for various gliding parachutes, taking into account their dome shape both chord-wise and span-wise. Notably, the volumetric parachute profile is modeled by its median surface. The research, conducted by the authors, showed that such an aero elastic model of DGP allows you to obtain results that reflect correctly the qualitative effects of detached and free streamline flow. To solve the problem about the airflow over a gliding parachute, considering its canopy curvature, the method of discrete vortices with closed frames is employed, which allows you to calculate the paragliding wing aerodynamic performance within a wide range of angles of attack. There is also a possibility of flow separation simulation. The ideal incompressible liquid flow over the median surface of a stable shape for a double-membrane gliding parachute is regarded. The parachute fabric porosity is not analyzed, since the upper and lower DGP panels are made of either the low permeable or non-porous fabric. In the separated flow past, the aerodynamic coefficients are identified by time averaging to its large values after computing. The DGP aerodynamic performance computation results are given at a different value of its dome shape, as in the free streamline flow as in the flow separation. The computed coefficients, that allow us to consider the influence of canopy dome shape on its aerodynamic characteristics, are obtained. The proposed technique can be used for operational estimates of aerodynamic forces while designing and planning a pipe experiment.Двухоболочковые планирующие парашюты (ДПП) находят широкое практическое применение, в том числе для решения задач грузоперевозки. Данный парашют является мягким крылом, форма которого поддерживается набегающим потоком воздуха. С точки зрения расчета и анализа аэродинамических характеристик в процессе эксплуатации ДПП является сложнейшей аэроупругой системой. Вычисление аэродинамических характеристик такой системы возможно только с привлечением методов нелинейной аэродинамики и нелинейной теории упругости. В данной работе исследуются аэродинамические характеристики установившихся геометрических форм различных планирующих парашютов с учетом их арочности как по хорде, так и по размаху. При этом объемный профиль парашюта моделируется его срединной поверхностью. Проведенные авторами исследования показали, что такая аэроупругая модель ДПП позволяет получать результаты, правильно отражающие качественные эффекты отрывного и безотрывного обтекания. Для решения задачи об обтекании планирующего парашюта потоком воздуха с учетом его арочности используется метод дискретных вихрей с замкнутыми рамками, который позволяет вычислять аэродинамические характеристики парашютов в широком диапазоне углов атаки, а также имеется возможность моделирования отрыва потока. Рассматривается обтекание срединной поверхности установившейся формы двухоболочкового планирующего парашюта потоком идеальной несжимаемой жидкости. Проницаемость ткани парашюта не учитывается, так как верхнее и нижнее полотнища ДПП выполняются либо из слабо проницаемой, либо из непроницаемой ткани. При отрывном обтекании аэродинамические коэффициенты определяются путем усреднения по времени после расчета до его больших значений. Приводятся результаты расчетов аэродинамических характеристик ДПП при различном значении его арочности как при безотрывном обтекании, так и при наличии отрывов. Получены расчетные коэффициенты, позволяющие учесть влияние арочности парашюта на его аэродинамические характеристики. Предлагаемая методика может использоваться для оперативных оценок аэродинамических сил на этапе проектирования и при планировании трубного эксперимента
Развитие биометрических систем идентификации пассажиров на основе средств помехоустойчивого кодирования
No full textThe paper deals with the issues of using the biometric technologies to establish identity of a passenger. The purpose of the article is to analyze the techniques of enhancing reliability of various biometric identification facilities by means of using error correction codes. The basic elements and the principle of the classical biometric system functioning are presented. On the basis of the International Civil Aviation Organization (ICAO) recommendations, the procedure features of pattern recognition are presented. The versions to adopt the biometric passenger authentication procedures are under consideration. The conclusion is drawn that with the centralized biometric databases the issues of confidentiality and information security exist. The problems are characterized by the possibility of biometric images compromise, which can potentially lead to the loss of their confidentiality and the impossibility of their further usage for personal identification. The passenger authentication procedure involving the simultaneous use of biometric parameters and contact-free SMART cards seems more reliable. SMART cards are used for distributed storage of biometric and other additional data, thus neutralizing the disadvantages of access to the centralized databases. It is shown that the subsequent step in the development of this domain is the application of biometric cryptography proposing "linking" encryption keys and passwords with the biometric parameters of the subject. Consideration is given to the principle of "fuzzy extractor" operation as one of the variants for the "biometrics-code" converter. Feasibility and necessity of upgrading the means of noise-resistant coding in the systems being studied are shown. The use of permutation decoding data algorithms capable of adequately corresponding to the particular problems of biometric identification is proposed. On the basis of the results of optical communication channels statistical modeling, the necessary and sufficient conditions for application of the permutation decoding tools for binary codes are determined. The problem to minimize memory amount for the permutation decoder cognitive map due to the permutation orbits allocation and usage of the generated loops combinations as pointers of reference plane is solved. The resulting algorithm for finding a unique orbit number and its corresponding reference plane by means of receiver formation of arbitrary parameters permutation from the set of permissible permutations is proposed.В работе рассматриваются вопросы применения биометрических технологий для идентификации личности пассажиров. Целью работы является проведение анализа возможностей повышения надежности функционирования различных биометрических устройств идентификации путем использования кодов коррекции ошибок. Представлены основные элементы и принцип функционирования классической биометрической системы. На основании рекомендаций Международной организации гражданской авиации (ИКАО) представлены особенности процедуры распознавания пассажиров по изображениям лица. Рассмотрены варианты реализации биометрических процедур аутентификации пассажиров, и сделан вывод, что при централизованных баз биометрических данных существуют проблемы конфиденциальности и защиты информации. Проблемы характеризуются возможностью компрометации биометрических образов, что потенциально может привести к утрате их конфиденциальности и невозможности дальнейшего использования для идентификации личности. Более надежной представляется организация процедуры аутентификации пассажиров с одновременным применением биометрических параметров и бесконтактных SMART-карт. SMART-карты используются для распределенного хранения биометрических и других дополнительных данных, тем самым нивелируя недостатки доступа к централизованным базам данных. Показано, что следующим шагом в развитии данной области является применение биометрической криптографии, предполагающей «связывание» ключей шифрования и паролей с биометрическими параметрами субъекта. Рассмотрен принцип работы «нечеткого экстрактора» как одного из вариантов преобразователя «биометрия-код». Показана целесообразность и необходимость совершенствования в рассматриваемых системах средств помехоустойчивого кодирования. Предлагается использование алгоритмов перестановочного декодирования данных, способных адекватно соответствовать именно задачам биометрической идентификации. На основе результатов статистического моделирования оптических каналов связи определяются необходимые и достаточные условия применения средств перестановочного декодирования для двоичных кодов, решается задача минимизации объема памяти когнитивной карты перестановочного декодера за счет выделения орбит перестановок и использования образующих комбинаций циклов в качестве указателей эталонных матриц. Предлагается результативный алгоритм поиска уникального номера орбиты и соответствующей ему эталонной матрицы при формировании приемником произвольной перестановки символов из множества допустимых перестановок
Ключевые технологии связи для поддержки систем управления движением гражданских беспилотных летательных аппаратов (обзор зарубежной литературы)
Get PDFNot less than one hundred thousand Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are expected to perform flights simultaneously in Russia by 2035. The UAV fleet capacity triggers the development of the systems for informational support, operating control and management of UAV flights (Unmanned Aircraft System Traffic Management (UTM) systems) similar to that one already operating in manned aviation. The challenges arising in the sphere of civil aviation cannot be solved without wireless communication. The goals of this article are as follows: 1) familiarization of communication experts with the latest scientific developments of unmanned aerial technologies 2) description of the telecommunication-related problems of extensive systems of UAV control encountered by development engineers. In this article a schematic architecture and main functions of UTM systems are described as well as the examples of their implementation. Special emphasis is put on enhancing flight safety by means of a rational choice of communication technologies to manage conflicts (Conflict Management) known as "collision avoidance". The article analyzes the application of a wide range of wireless technologies ranging from Wi-Fi and Automatic Dependent Surveillance Broadcast (ADS-B) to 5G cellular networks as well as cell-free networks contributing to the development of 6G communication networks. As a result of the analysis, a list of promising research trends at the intersection of the fields of wireless communication and UAVs for civil application is made.Ожидается, что к 2035 году в Российском небе будут одновременно находиться не менее ста тысяч беспилотных летательных аппаратов (БЛА). Такая численность флота БЛА делает необходимым создание систем информационной поддержки, контроля и управления полетами БЛА (англ. Unmanned Aircraft System Traffic Management – UTM), подобных той, что уже существует для пилотной авиации. Проблемы, возникающие перед авиационным сообществом, не могут быть решены без помощи беспроводной связи. Целями данной статьи являются ознакомление специалистов связи с последними достижениями гражданской беспилотной авиации и описание проблем телекоммуникационного характера, стоящих перед разработчиками масштабных систем управления БЛА. Представлены архитектура и главные функции систем UTM, а также примеры их практической реализации. Особое внимание уделено повышению безопасности полетов путем рационального выбора технологий связи для осуществления управления конфликтными ситуациями (также известного как «избежание столкновений»). Проанализирована практичность применения широкого спектра беспроводных технологий: от Wi-Fi и автоматического зависимого наблюдения радиовещательного типа (АЗН-В) до сотовых сетей пятого поколения 5G, а также бессотовых сетей (англ. cell-free), являющихся кандидатами для создания сетей связи шестого поколения 6G. В результате проведенного анализа сформирован список перспективных направлений исследований на стыке областей беспроводной связи и гражданской беспилотной авиации
Методика повышения уровня безопасности полетов на основе модели пилота
No full textDespite the regular efforts on the part of national regulators, the International Civil Aviation Organization and the International Air Transport Association (ICAO and IATA), as well as on the developers of aeronautical equipment, the vast majority of accidents and incidents continue to occur due to the human factor. With the course of time, aircraft design and reliability are steadily and significantly improving, nevertheless, the number of aviation accidents is happening more and more frequently, including accidents with serviceable aircraft. Considerable evidence is the fact that a Controlled Flight into Terrain (CFIT) remains one of the most common causes of aviation accidents. This is specified by a wide variety of problems that require the search for complex, interconnected solutions. Among these issues it is necessary to highlight the increasing sophistication of the aircraft as a technical system, as well as practically unchanged for more than half a century approaches to pilots training for the type and maintaining their qualifications based on pre-defined scenarios taking into consideration the previous experience of aircraft operation. One of the possible ways out of the situation may be the introduction of so-called concept of personnel training relying on the evidence-based training analysis (EBT) based not on the pursue to memorize a certain list of exercises but to develop each particular pilot’s skills and competences that could help him cope with any unpredictable situation. The key feature of EBT lies in refocusing on the analysis of original causes of unsuccessful maneuvers (actions of the pilot) primarily in order to correct the wrong actions instead of repeatedly complying with the "correct sequence of actions". In this regard, the tools providing a continuous analysis of the pilot's actions to identify errors for the purpose of realigning (forming) the pilot's professional competencies in due time, are of paramount importance. The article describes the content of the methodology representing an ultimate goal to develop recommendations aimed at improving pilot’s expertise based on generalized and personalized models of the pilot, as well as solving the inverse problem of flight dynamics using a comparative assessment of a particular pilot piloting quality.Несмотря на регулярно предпринимаемые усилия со стороны национальных регуляторов, Международной организации гражданской авиации и Международной ассоциации воздушного транспорта (ИКАО и ИАТА), разработчиков авиационной техники, подавляющее большинство авиационных происшествий и инцидентов продолжает происходить по причине человеческого фактора. Так, с течением времени конструкция и надежность воздушных судов (ВС) неуклонно и существенно улучшается, но, тем не менее, авиационные происшествия происходят все чаще и чаще, в том числе и на исправных ВС. Ярким тому подтверждением служит факт того, что столкновение с землей в управляемом полете (CFIT) остается одной из самых распространенных причин авиационных происшествий. Это обусловлено целым рядом проблем, требующих поиска комплексных, взаимоувязанных решений. Среди указанных проблем следует выделить все возрастающую сложность ВС как технической системы, а также практически неизменные вот уже более полувека подходы к подготовке пилотов на тип и к поддержанию их квалификации, основанные на заранее определенных сценариях, формируемых исходя из предшествующего опыта эксплуатации ВС. Одним из возможных путей выхода из создавшейся ситуации может быть внедрение так называемой концепции подготовки персонала на основе анализа фактических данных (EBT), в основе которой лежит не стремление заучить определенный перечень упражнений, а развить у каждого конкретного пилота компетенции, которые обеспечили бы ему возможности справиться с любой непредсказуемой ситуацией. Ключевая особенность EBT заключается в переориентации на анализ первопричин неуспешно выполненных маневров (действий пилота), в первую очередь для того, чтобы откорректировать несоответствующие действия, вместо того, чтобы просто отработать повторно «правильную последовательность действий». В этой связи особую значимость приобретают инструменты, обеспечивающие непрерывный анализ действий пилота на предмет выявления ошибок для своевременной корректировки (формирования) профессиональных компетенций пилота. В статье описывается содержание методики, конечной целью которой является выработка основанных на сравнительной оценке качества пилотирования конкретного пилота рекомендаций по совершенствованию профессиональных компетенций пилота, базирующаяся на обобщенной и персонализированных моделях пилота, а также решении обратной задачи динамики полета
Анализ взаимодействия воздушных винтов с планером легкого транспортного самолета
Get PDFIn the design of multi-engine aircraft, one of the important issues is the interaction between the propellers and airframe configuration components, especially in take-off and go-around procedure modes. Modern propeller-driven aircraft concepts in the pulling configuration are characterized by a high disk loading and an increased number of propeller blades used to increase cruising speed and reduce excessive noise. The first problem arising due to high disk loading is the direct impact of forces by operating propellers (thrust, normal force) on fixed-wing stability, especially at angles of attack different from a zero value. The second one involves a high-energy level of the propeller slipstream, having a significant indirect impact on the aircraft’s aerodynamics, stability and controllability. This impact is primarily associated with the interaction of propellers slipstream with other aircraft’s configuration elements. The complexity of taking into account the slipstream-wing interaction and other airframe components stipulated the application of experimental methods to study the problems of propellers – airframe interaction while designing propeller-driven aircraft configurations. This article presents an analysis of the experimental studies results of the operating propellers- airframe interaction for a light twin-engine transport aircraft. The aerodynamic aircraft’s configuration is executed using the conventional pattern of a high-wing and the carrier-on deck type empennage. The high-lift wing device is a fixed-vane doubleslotted flap. The wind-tunnel tests of the model in the cruising, takeoff and landing configurations were carried out in TsAGI lowspeed wind-tunnel T-102. Measurement of forces and moments, acting on the model, was performed by means of an external sixcomponent wind-tunnel balance. Measurement of forces and moments, acting on the propeller, was conducted using strain gauge weighers installed inside the engine nacelles of power plant simulators. The simultaneous combined use of external and internal balances allowed researchers to determine the direct and indirect contribution of operating propellers to the model longitudinal aerodynamic characteristics under variation of loading factor B ranging from 0 to 2.В проектировании многодвигательных самолетов одной из важных тем является взаимодействие между воздушными винтами и элементами компоновки планера, особенно на режимах взлета и ухода на второй круг. Современные концепции винтовых самолетов в тянущей конфигурации характеризуются высокой дисковой нагрузкой и повышенным числом лопастей винта, используемых для увеличения крейсерской скорости и снижения чрезмерного шума. Первой проблемой, возникающей из-за высокой дисковой нагрузки, является прямое влияние сил на работающих винтах (тяга, нормальная сила) на устойчивость самолета, особенно на углах атаки, отличных от нулевого значения. Второй – высокоэнергетический уровень спутной струи винтов, оказывающий существенное косвенное влияние на аэродинамику, устойчивость и управляемость самолета. Это влияние связано прежде всего с взаимодействием спутной струи с другими элементами компоновки самолета. Сложность учета взаимной интерференции струй с крылом и другими элементами планера обусловило применение экспериментальных методов исследования проблем взаимодействия винтов и планера при разработке компоновок винтовых самолетов. Эта статья представляет анализ результатов экспериментальных исследований взаимодействия между работающими воздушными винтами и планером легкого двухдвигательного транспортного самолета. Аэродинамическая компоновка самолета выполнена по классической схеме с высокорасположенным крылом и палубным вариантом хвостового оперения. Механизация крыла представляет собой двухщелевой отклоняемый закрылок с фиксированным дефлектором. Трубные испытания модели в крейсерской, взлетной и посадочной конфигурациях проведены в малоскоростной трубе Т-102 ЦАГИ. Измерение сил и моментов, действующих на модель, выполнено шестикомпонентными внешними весами, измерение силы и моментов, действующих на воздушный винт, – тензовесами, установленными внутри мотогондол имитаторов силовой установки. Одновременное использование комбинации внешних и внутренних весов позволило определить прямой и косвенный вклад работающих воздушных винтов в продольные аэродинамические характеристики модели при изменении коэффициента нагрузки В в диапазоне от 0 до 2
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ХАРАКТЕР ВУЗОВСКИХ ПРОЦЕССОВ
Get PDFThe modern tendencies in the Russian system of education, the emergence of competition and market relations in this sphere facilitated the reconsideration of the scientific grounds for the higher educational establishments activity. The suggested theoretical and methodological approaches to the domestic higher educational institutions’ management are subject to debate. The paper analyses the most essential terminology for the theoretical grounds of production management applicable for higher education processes. The terms "production", "activity", "production process" are clarified. The frequently used term "the education services production" is proved to be incorrect. The paper specifies the educational service in the context of the higher educational establishment activity, taking into consideration that the educational service should provide the student with the appropriate knowledge, training management, teaching support and student’s own educational activity control. The educational production process with which the student interfaces is divided into three subsequent stages: preparatory, main and final. The essence of each stage is defined. The students’ and teachers’ educational activity subject and result identification ways are suggested. These ways are aimed at making ultimate decisions for educational establishment production management optimization and other aspects improvement.Современные тенденции в российской системе образования, появление конкуренции и рыночных отношений в этой среде потребовали пересмотра научных оснований деятельности высших учебных заведений. Предлагаемые теоретикометодические подходы к организации деятельности отечественных вузов носят неоднозначный, иногда дискуссионный характер. В статье анализируются наиболее важные понятия и термины, касающиеся теоретических оснований организации производства применительно к вузовским процессам. Уточнены понятия «производство», «деятельность» «производственный процесс». Обоснована некорректность часто употребляемого термина «производство образовательных услуг». Исходя из положения о том, что основной смысл учебной услуги состоит в предоставлении педагогического знания обучающемуся, в организации, педагогической поддержке и контроле самостоятельной деятельности обучающегося по приобретению им предлагаемого знания, охарактеризованы особенности образовательной услуги в контексте производственной деятельности вуза. В процессе производственного воздействия на обучающегося в вузе выделены три последовательных этапа: подготовительный, основной и заключительный, раскрыто их содержание. Сформулированы предложения по идентификации предмета и результата деятельности педагогических работников и обучающихся, направленные на принятие обоснованных решений по улучшению организации производства в вузе и совершенствование всех аспектов его деятельности