Композиционное управление высотой полётав конфликтной ситуации

АЕРОДИНАМІКА ТА БЕЗПЕКА ПОЛЬОТІВ

УДК 629.735.33(043.2)

Бакуменко С.М.

Національний авіаційний університет,Київ

ЗабезПечення безпеки польотів повітряних суден цивільної авіації при польотах в зонах грозової активності

Наряду з розвитком авіаційної техніки в провідних країнах світу, приділяється велика увага модернізації засобів що забезпечують багаточасові, швидкісні перельоти з великою кількістю пасажирів, які здійснюють значний вплив на ефективність безпечного і економічного застосування авіації і реалізацію її потенційних можливостей. Блискавка є найбільш небезпечним та старовинним електричним явищем, вона не має достатнього теоретичного та експериментального підтвердження, тому структура, призначення і функціональні особливості засобів протимолнієвого захисту зазнали значного розвитку. Історія авіаційних катастроф що сталися через ураження блискавкою починається ще з часів перших польотів і продовжується по сьогоднішній день.

Щоб отримати об’єктивні дані про були проведені дослідження уражень блискавки у літаки за останні сорок років. Основна маса уражень, близько 53%, відбувається під час динамічних етапів польоту: зліту, набору висоти, посадки, зниження, і тільки 14% були уражені блискавкою під час виконання польоту на висоті ешелонування. При цьому більша частина інцидентів та катастроф приходиться на весну та найбільш вірогідна від 6000 футів до 12000 за висотою.

Розробка такої системи ускладнюється також тим,що на вірогідність ураження літака впливають багато факторів: метеорологічна обстановка, тип літака, режим польоту, район експлуатації, висота польоту, довжина траси, швидкість польоту. Порівнявши кількість уражень вітчизняних та закордонних літаків, було встановлено, що через низьку виконавчу дисципліну льотного складу, наші повітряні суда у 2-3 рази частіше піддаються ураженню блискавкою.

Джерелом впливання блискавки на літак може бути як приєднання блискавки до поверхні літака, так і електричні, магнитні, електромагнитні та акустичні поля що утворюються прямими та близькими розрядами. Ураження, отриманні літаком від безпосереднього джерела струму найчастіше супроводжуються фізичними пошкодженнями. Причина цього - ударна нагрузка, температурною напругою, високий опір матеріалу, механічних напруг у елементах конструкції літака, пропалення поверхні літака, іскроутворення поблизу легкозаймистих матеріалів.

Для забезпечення безпечного керування літака встановлюються норми льотної придатності цивільних літаків, проводяться випробування літака, його систем, інформується та навчається льотний та наземний персонал щодо правил безпеки використання протимолнієвого захисту літаків, метеорологічної обстановки та особливостей керування літака під час небезпечних метеорологічних умов.

Науковий керівник – С.О.Іщенко, д.т.н., проф.

УДК 681.13 (043.2)

Копытова Е.А.

Международный научно-учебный центр информационных технологий и систем НАН и МОН Украины, Киев

КОМПОЗИЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ВЫСОТОЙ ПОЛЁТАВ КОНФЛИКТНОЙ СИТУАЦИИ

Проблема столкновения ЛА сопровождает развитие авиации практически с начала её существования. Для того, чтобы повысить пропускную способность ВС в эшелонах, было принято решение сократить высоту экономически выгодных эшелонов, увеличив тем самым их количество. Система предотвращения столкновения (СПС), которой должно быть оборудовано каждое ВС, приспособлено к этому уменьшению. Время, которое рассчитывает система СПС для безопасного расхождения судов и выдерживая безопасной высоты расхождения равной 180м, включает в себя и время, которое может потратить ВС, парируя влияние возмущённой атмосферы на полёт. Сведя к минимуму действие ветровых возмущений на полёт ВС в конфликтной ситуации, можно сократить время на разведение судов и безопасное их возвращение на прежний эшелон полёта без создания новых конфликтных ситуаций.

Существуют активные и пассивные методы снижения нагрузок от вертикальных порывов ветра. К пассивному методу можно отнести изменение аэродинамических и геометрических характеристик крыла. К активным методам можно отнести автоматические системы, управляющие непосредственно подъёмной силой крыла, например закрылок, гаситель подъёмной силы и другие виды механизации крыла, автопилот с сигналом перегрузки, воздействующим на руль высоты.

Введение поворотных поверхностей в режиме органов управления и соблюдение условия инвариантности приводит к введению в контур управления высотой полёта ВС дополнительного контура компенсации порывов ветра с непосредственным управлением аэродинамическими силами и моментами.

Композиционное управление высотой полёта ЛА при выполнении манёвра уклонения в конфликтной ситуации позволит синхронизировать работу руля высоты и механизации крыла для своевременной отработки заданного сигнала уклонения от СПС и парирования ветровых порывов.

Применение композиционного управления позволит расставить предпочтение между контурами управления высотой полёта ВС с помощью руля высоты и дополнительным контуром управления подъёмной силой крыла с помощью подвижных элементов механизации крыла, разгрузив тем самым основной канал управления высотой полёта. Использование единичных элементов механизации крыла или их комбинации можно рассчитать энергетически выгодную комбинацию для парирования не только атмосферных возмущений, но и создаваемого изменением конфигурации крыла изменением лобового сопротивления и момента тангажа.

Научный руководитель – В.В.Павлов д.т.н.