Бортовая радиоэлектронная система контроля параметров разбега воздушного судна тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Нгуен Вьет Данг

• Нгуен Вьет Данг
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Нгуен Вьет Данг

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Этапы полета воздушного судна

1.2 Анализ современной бортовой авионики воздушного судна

1.3 Постановка задачи исследования

1.4 Выводы по главе

ГЛАВА 2. БОРТОВОЕ РАДИОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ РАЗБЕГА ВС

2.1 Требования к БРЭУ КПР ВС

2.2 Математическое обеспечение БРЭУ КПР ВС

2.3 Система контроля параметров разбега ВС

2.4 Вывод по главе

ГЛАВА 3. МЕТОД ПРОЕКТИРОВАНИЯ БРЭУ КПР ВС

3.1 Проектирование БРЭУ

3.2 Инженерная методика проектирования БРЭУ КПР

3.3 Алгоритм проектирования БРЭУ КПР

3.4 Вывод по главе

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ЭКПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА БРЭУ КПР

4.1 Требования к программному обеспечению БРЭУ КПР

4.2 Программное обеспечение БРЭУ КПР

4.3 Схемно-конструктивная реализация БРЭУ КПР

4.4 Экспериментальная проверка БРЭУ КПР

4.5 Вывод по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ACAS - бортовая система предотвращения столкновений CAE - система инженерного анализа CVR - бортовой речевой самописец FDR - самописец полетных данных

MCAD - автоматизированное проектирование механических устройств

PCAS - портативная система предупреждения

TCAS - бортовая система оповещения о дорожном движении и

предотвращения столкновений

АМ - амплитудная модуляция

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика

БРЭО - бортовое радиоэлектронное оборудование

БРЭУ - бортовое радиоэлектронное устройство

ВПП - взлётно-посадочная полоса

ВС - воздушное судно

ВЧ - высокие частоты

ИНС - инерциальная навигационная система

КПР - контроль параметров разбега

МК - микроконтроллер

ПО - программном обеспечении

ПП - печатная плата

ПУ - печатный узел

САПР - система автоматизированного проектирования

ТРД - турбореактивный двигатель

УКВ - ультракороткие волны

КПБ - концевая полоса безопасности

ПВП - полоса воздушных подходов

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Бортовая радиоэлектронная система контроля параметров разбега воздушного судна»

Актуальность темы исследования

Воздушный транспорт, по статистике, является одним из самых безопасных современных видов транспорта. Однако обеспечение безопасности полета до сих пор является актуальной задачей.

Полный полет воздушного судна (ВС) состоит из несколько этапов: выруливание, разбег, набор высоты, крейсерский полет, снижения, заход на посадку, посадка и заруливание.

Среди всех этапов полета взлет является важнейшим этапом. Динамика движения ВС и действия экипажа на этом этапе имеют свои особенности. При этом анализ динамики самолета при разбеге имеет большое значение в обеспечении безопасного полета. Несмотря на то, что данный этап занимает малое время, он считается одним из наиболее опасным. На данном этапе произошло больше 20 % авиационных катастроф и аварий. При разбеге самолета наибольшее количество авиакатастроф связано с выкатыванием за пределы взлетно-посадочной полосы (ВПП). По данным Международной ассоциации воздушного транспорта с 2005 по 2010 год произошло около 300 происшествий с тяжёлыми последствиями, в которых самолеты выкатились за пределы ВПП.

На динамические характеристики ВС при взлете, особенно на стадии разбега, влияет большое число факторов, связанных как с динамикой самолета, так и с характеристиками окружающей среды. И в случае отклонения каких-либо параметров разбега за допустимые значения у экипажа достаточно мало времени на принятие решения. Причем принятие неправильного решения может привести к катастрофическим последствиям.

Поэтому актуальной является задача разработки устройства, входящего в состав бортовой радиоэлектронной системы контроля параметров разбега (КПР) ВС, для своевременного предупреждения экипажа о возникновении опасной ситуации в процессе разбега, которое позволяет учитывать все возможные факторы и не требует внесения изменений в оборудование ВС.

Степень разработанности темы

Проблема контроля параметров разбега ВС является важной с точки зрения обеспечения безопасного взлета. Этой теме посвящено много научных работ и исследований таких ученых как Глубокая М.Г., Вотяков А.А., Каюнов Н.Т., Суббота А.М. и многих других. Результаты их исследований реализованы и используются в современной авионике. Среди них можно выделить метод контроля темпа разбега с помощью оценки эффективной взлетной массы, метод контроля разбега с помощью информации от специальных датчиков и другие. Но разработанные методы и средства не позволяют учесть влияние всех внешних воздействий и динамических характеристик ВС на параметры разбега, а их реализация

сопряжена с установкой дополнительных датчиков и внесением изменений в существующую конфигурацию оборудования ВС.

Выдвигаемая научная гипотеза:

Если в реальном времени бортовая радиоэлектронная система будет оценивать динамические параметры разбега ВС и вычислять в каждый текущий момент времени возможность набора взлетной скорости и возможность совершения аварийного останова до конца полосы, то это позволит пилоту принять объективно правильное решение, гарантировано исключающее катастрофическую ситуацию.

Объект исследования: процесс разбега на этапе взлета ВС.

Предмет исследования: физико-математическая модель, алгоритмическое и программно-аппаратное обеспечение бортового радиоэлектронного устройства (БРЭУ) КПР ВС.

Цель работы: обеспечение пилота оперативной аудио-визуальной информацией о достижении критических параметров для принятия решения в ходе выполнения разбега ВС.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Анализ состояния проблемы обеспечения безопасности полета самолетов в процессе разбега на этапе взлета ВС.

2. Анализ существующих методов и средств КПР ВС.

3. Разработка физико-математической модели процесса разбега ВС.

4. Разработка алгоритма моделирования процесса разбега ВС.

5. Разработка программного и аппаратного обеспечения бортовой радиоэлектронной системы КПР ВС.

6. Апробация и экспериментальная проверка результатов исследования.

Методы исследования. Работа базируется на методах системного анализа, методах математического и имитационного моделирования, теории надежности, методах автоматизированного проектирования радиоэлектронных средств.

При решении задач, поставленных в работе, получены следующие результаты, обладающие научной новизной:

• Разработана физико-математическая модель процесса разбега ВС, отличающаяся от известных учетом всех сил, действующих на ВС в процессе разбега;

• Разработан алгоритм функционирования бортовой радиоэлектронной системы КПР ВС, который в отличие от известных учитывает все необходимые параметры взлетной полосы для расчета динамики разгона и торможения ВС;

• Создано программное обеспечение бортовой радиоэлектронной системы КПР ВС, отличающееся от известных составом, структурой и решаемыми задачами;

• Разработано аппаратное обеспечение бортового устройства, которое отличается от известных схемотехнической и конструктивной реализацией. При этом, предложен оригинальный алгоритм оптимального выбора электронных компонентов.

Соответствие паспорту специальности.

Полученные в диссертационной работе результаты соответствуют областям исследований специальности 2.2.13 Радиотехника, в т. ч., системы и устройства телевидения, а именно п.п. 14-16, 18.

Степень достоверности результатов диссертационной работы подтверждается корректным использованием математического аппарата и применением современных средств моделирования, а также согласованностью результатов моделирования с данными, полученными при экспериментальных исследованиях.

Теоретическая значимость исследования состоит в развитии методологии проектирования бортовых радиоэлектронных средств КПР ВС.

Практическая полезность работы заключается в том, что предложенное бортовое радиоэлектронное средство позволяет в процессе разбега ВС оперативно предупреждать пилотов об отклонениях параметров, связанных с динамикой самолета, от значений, требуемых для безопасного взлета или, при необходимости, торможения.

Реализация и внедрение результатов работы: Основные результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс РТУ МИРЭА, МИЭМ НИУ ВШЭ и на предприятиях электронной отрасли.

Апробация результатов работы: промежуточные результаты диссертационного исследования в процессе выполнения работы докладывались и обсуждались на:

• Международной научно-практической конференции «Инновационные, информационные и коммуникационные технологии» (г. Сочи, 2020-2022);

• Международной научно-практической конференции «Information Innovative Technogies» (Praha, ChR, 2022);

• Международной научно-практической конференции «РАДИОНФОКОМ-2021» (г. Москва, 2021);

• Всероссийской научно-практической конференции «ПРИРОДА. ОБЩЕСТВО. ЧЕЛОВЕК» (г. Дубна, МО, 2020);

• VI Международной Российско-Китайской онлайн-конференции по машиностроению и автоматике (ICMEAS), (г. Москва, 2022);

• XIX научно-технической конференции по авиации, посвященной памяти Н.Е. Жуковский (г. Москва, 2022);

• Национальной научно-практической конференции «Фундаментальные, поисковые, прикладные исследования и инновационные проекты» (юбилейные мероприятия к 75-летию РТУ МИРЭА, г. Москва, 2022).

Публикации: результаты, полученные в диссертации, опубликованы в 21-й печатной работе, в том числе 2 работы в изданиях, индексируемых в Scopus и (WoS), 4 в ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК, получено Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем диссертации: диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка источников и приложений с актами внедрения результатов работы. Диссертация содержит 114 страниц текста, 68 иллюстраций, 12 таблиц. Список литературы и ссылок на ресурсы Internet включает 103 наименования.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Разработанная физико-математическая модель позволяет учесть влияние всех сил, действующих на ВС при выполнении взлета на этапе разбега;

2. Разработанный алгоритм функционирования БРЭУ позволяет учесть влияние динамики разбега ВС на силы, действующие на него;

3. Созданное программное обеспечение БРЭУ позволяет в реальном времени оценивать динамические параметры разбега ВС для оперативного оповещения экипажа о необходимых действиях в случае экстренных ситуаций;

4. Разработанное аппаратное обеспечение позволяет путем комплексирования с существующей бортовой авионикой снизить риски возникновения авиакатастроф ВС на этапе взлета.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении приведено обоснование актуальности темы исследования, обозначена проблема, описаны объект и предмет исследования диссертационной работы. Исходя из этого определены цель и решаемые задачи, показаны научная новизна, теоретическая значимость и практическая полезность полученных результатов, приведены положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ предметной области, состояния вопроса обеспечения безопасности полета в процессе разбега воздушного судна. Проведен статистический анализ авиационных происшествий, обзор существующих методов контроля разбега, рассмотрены основные виды современной авионики, а также поставлены задачи исследования. На основе проведенного анализа можно сделать следующие выводы.

- В настоящее время вопрос обеспечения безопасности полета на этапе разбега остается актуальным. Проведенная статистика показала, что обеспечение безопасности разбега зависит, в основном, от правильного принятия решения экипажем о продолжении/прекращения взлета;

- Невозможность контроля разбега существующими методами вызывает необходимость разработки системы контроля с использованием нового подхода - разработки автономного бортового устройства, которое осуществляет контроль разбега по различным параметрам, таким как, ускорение, располагаемая дистанция и др.;

- Проведенный анализ современной авионики показал, что авионика является неотъемлемой частью на борту любого типа воздушного судна. Несмотря на наличие различного оборудования авионики, ни одно из них не позволяет предупреждать об опасности в процессе разбега ВС;

- Для решения задачи обеспечения безопасности полета на этапе разбега ВС и контроля параметров разбега ВС предложена разработка БРЭУ КПР и его программного обеспечения.

- Сформулирована цель и поставлены задачи диссертационной работы.

Во второй главе сформулированы комплексные требования к разработке БРЭУ КПР, определены назначение и состав БРЭУ, основные требования, предъявляемые к БРЭУ в условиях эксплуатации.

Разработано математическое обеспечения БРЭУ КПР, которое основано на анализе динамических характеристик движения самолета при разбеге. При этом учтены воздействия внешних факторов.

Предложена структурная схема системы контроля разбега ВС, которая включает в себе БРЭУ, спутники и периферийные устройства. Приведен алгоритм работы системы контроля разбега, представляющий собой последовательность операций от ввода начальных параметров до получения, обработки сигнала и вывода результатов. Также приведен алгоритм моделирования процесс контроля разбега, основанный на применении описанной динамики разбега ВС.

Представленный в данной главе материал служит теоретической основой для проектирования БРЭУ КПР.

В третьей главе описан полный цикл процесса проектирования БРЭУ. Показана инженерная методика, позволяющая спроектировать БРЭУ КПР, удовлетворяющий заданными требованиям ТЗ. Описан алгоритм проектирования БРЭУ КПР, который содержит последовательности действий для проектирования устройства.

Для выбора элементной базы был применен критерий предпочтения, на основе которого можно выбрать предпочтительный вариант набора элементов для решения поставленной задачи. В целях повышения надёжности и создания оптимального теплового поля при работе ПУ БРЭУ КПР, предложено применение алгоритма равномерного начального размещения элементов.

В четвертой главе сформулированы требования к программному обеспечению БРЭУ КПР, а также принципы его разработки. Предложена структурная схема ПО, которая определяет ее составные подпрограммы, предназначенные для реализации определенных функций.

На основе описанной методики с использованием современных САПР проектирования была разработана конструкция и изготовлено БРЭУ КПР по заданным требованиям. Разработанное БРЭУ КПР имеет размер ПУ 80x80 мм, массу 140 грамм.

Проанализированы значения резонансных частоты ПУ для различных вариантов крепления и даны рекомендации по наилучшему способу крепления ПУ на корпус. Проведено численное моделирование тепловых процессов в ПУ и механического воздействия. Полученные результаты показывают, что устройство будет нормально работать в эксплуатационных условиях. Проведен расчет вероятности безотказной работы БРЭУ КПР

Проведены экспериментальные исследования для проверки работоспособности разработанного устройства. Результат эксперимента показывает, что БРЭУ способно прогнозировать достижение скорости в режиме реального времени, а также предупреждать об опасности в случае недостаточного ускорения в процессе разгона.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

В первой главе проводится анализ состояния проблемы обеспечения безопасности полета самолетов на этапе взлет, в общем, и на фазе разбега, в частности. Проведен анализ статистики авиакатастроф по этапам полета, рассматриваются современные виды авионики, методы контроля параметров разбега и постановлены задачи исследования. Отмечено, что для разработки БРЭУ КПР первоначало требуются комплексный анализ предметной области, постановка задачи исследования, выявить проблемы и тенденции в развитии радиоэлектронной аппаратуры для обеспечения безопасности полета на этапе взлета и на фазе разбега.

1.1 Этапы полета воздушного судна

Воздушный транспорт - самый современный вид транспорта; он был впервые представлен в 1903 году и стал полноценным видом транспорта для людей и товаров, как и в истории так и в настоящее. После Великой Отечественной Войны (ВОВ) начались крупнейшие авиаперевозки. На этом виде транспорта можно совершать как внутренние, так и международные рейсы.

Полный полет состоит из несколько этапов, обычно этапы делятся на: Выруливание, взлет, набор высоты, крейсерский полет, снижения, заход на посадку, посадка и заруливание [60, 90]. Схема этапов полета показана на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Основные этапы полета

Выруливание - это движение самолета по земле своим ходом, при этом самолет движется на колесах. Это движение нужно для руления самолета из одного места в аэропорту в другое, обычно при переходе от терминала к взлётно-посадочной полосе (ВПП);

Взлет - этап полета, на которой самолет переходит от движения по земле к полету в воздухе, обычно стартуя с ВПП;

Набор высоты - этот этап происходит после взлета для понятия самолета на определённую высоту, которая обеспечивает продолжение полета безопасным и экономичном способом.

Этап крейсерского полета начинается после того, как самолет достиг определенной высоты при наборе высоты. В этом этапе самолет движется почти с постоянной скорости. Он заканчивается, когда экипаж начинает снижение с целью посадки.

Снижение - этот этап начинается, когда экипаж снижает высоту для посадки.

Заход на посадку является одним из заключительных этапов полета. Он обеспечивает приведение самолета на определенные скорости и конфигурацию для приземления.

Посадка - данный этап начинается после захода на посадку, когда самолет находится на определенной конфигурации. При этом самолет переходит от движения в воздухе к движению на земли на определенной взлетно-посадочной полосе. Посадка заканчивается, когда скорость самолета снижается до скорости руления;

Заруливание начинается после посадки самолета для вывода самолета с ВПП в место нахождения.

Взлет является важнейшим этапом полета самолетов. Действия летчиков и пилотирования самолета на этом этапе имеют отличия от остальных этапов полета. Динамика самолетов при взлете также отличается от динамики основных этапов полета. Несмотря на то, что данный этап занимает малое время полета, он считается наиболее опасным, так как на данном этапе произошло больше 20 % авиационных катастроф и аварий. При этом большое значение в обеспечении безопасности взлета имеет место анализ динамики самолета в взлете.

Взлет является вторым этапом полета, на которой самолет переходит от движения по земле (руление) к полету в воздухе, обычно стартуя с ВПП. Обычно при взлете двигатели работают на полную мощность. Перед взлетом двигатели, особенно поршневые, обычно запускаются на большой мощности, чтобы проверить наличие проблем, связанных с двигателем. Это производит значительный шум. Когда пилот отпускает тормоза, самолет начинает быстро разгоняться, пока не будет достигнута необходимая для взлета скорость. В литературе часто встречаются термины: собственно взлет и полный взлет. Собственно взлет - часть полного взлета, которая начинается после выруливания самолета на линию старта ВПП до момента достижения высоты условного препятствия (обычно равна 10.7 м) и

безопасной скорости взлета (различна для каждого типа самолета). Можно принять, что собственно взлет включает разбег и отрыв, вывод самолета в воздух. Этап полного взлета включает собственно взлет и начальный набор высоты. Он считается законченным, когда самолет достиг высоты (обычно равна Нпв=400м) и скорости завершения полного взлета (различны для каждого типа самолета), установленных для данного типа самолета и обеспечивающих безопасность и наибольшую эффективность выполнения полета [3].

В общем случае взлет можно делить на три фазы: разбег, отрыв (и выход самолета в воздух) и начальный набор высоты после выхода в воздух [1]. Схема взлета показана на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Схема взлета самолета

Разбег - это первая фаза взлета, начинающаяся с момента нахождения самолета на лини старта до достижения им воздушной скорости, обеспечивающей достаточную подъемную силу для подъема в воздух. По мере увеличения скорости самолета очень важны обеспечение безопасной скорости разбега и исключение его выкатывания за предел ВПП. В самом разбеге пилот принимает решение о продолжении/ прекращении взлета. Для правильного принятия решения необходимо оценить способность самолета достигать требуемую взлетную скорость с учетом располагаемых дистанций разбега и взлета. Пилот принимает решение о прекращении взлета в случае невозможности достижения самолетом взлетной скорости. Разбег является небезопасным, так как с ростом скорости самолета вероятность выкатывания самолета за пределы ВПП также увеличивается при несвоевременном торможении. В связи с этим крайне важно следить за параметрами разбега и принимать решение о прекращении взлета как можно скорее, если значения взлетных характеристик снижаются. [1, 82]

12

Отрыв и выход в воздух - фаза взлета, при которой крылья отрывают вес самолета от поверхности. Это результат того, что на большой скорости под действием силы тяги двигателей созданная крыльями самолета подъемная сила увеличивается до той величины, которая обеспечивает ему двигаться вверх. Отрыв есть момента выхода самолета в воздух. Для того, чтобы самолет продолжал двигаться с ускорением подъемная сила должна превышает вес самолета. При этом под точкой отрыва понимается та точка, в которой последнее основное опорное устройство отрывается от поверхности ВПП. По мере роста скорости разбега аэродинамическая подъемная сила самолета увеличивается. Когда направленная вверх эта величина становится равной направленному вниз весу самолета, то это означает достижение самолетом в процессе разбега скорости отрыва (взлетной скорости) [1,2,3]. Выход в воздух обеспечивает достижение самолетом высоты условного препятствия и безопасной скорости взлета [1,2,3].

Первоначальный набор высоты начинается, когда самолет отрывается от поверхности и установлен угол тангажа при наборе высоты. Обычно он считается завершенным, когда самолет достиг безопасной высоты маневрирования или установлен набор высоты по маршруту. Задачей первоначального набора высоты является выход самолета в зоне аэродрома на высоты и скорости, позволяющие безопасно и наиболее эффективно переходить к следующему этапу полета [1].

Анализ статистики авиационных происшествий

По сравнению с другими видами транспорта (автомобильным, железнодорожным, автобусным и мотоциклетным) полет является самым безопасным. Согласно статистике, смертность от авиаперелетов составляет 0,04 человек на 1 млрд км. Для других видов транспорта статистика показывает: 83.3 для мотоцикла, 23.3 для велосипеда, 16.3 для метро, 0.6 для автобуса и т.п. (Рис.1.3) [20].

Несмотря на приведенную статистику, в случаях, когда происходят авиационные происшествия, результаты часто бывают катастрофическими. По всему миру около сотни миллионов человек пользуются авиационным транспортом ежегодно. С развитием техники безопасность авиации также повышается. Были разработаны и внедрены различные способы защиты при аварии на самолете. Но несмотря на то, что авиационной безопасности уделяется большое внимание, продолжает происходить немалое число аварии и катастроф. При этом существует отличие между терминами «авиационная авария» и «авиационная катастрофа». Под авиационной аварией понимается происшествие, которое не приведет к летальному исходу, но вызывает невозможность или нецелесообразность в восстановлении работы самолета. Авиационная катастрофа представляет собой происшествие, которое приведет к гибели хотя бы одного человека

(пассажира или члена экипажа), а также к полному или частичному разрушению самолета, или его бесследному исчезновению [6].

90

83,3

80 Ш

70

с 60

%

П5 X 50

си

1- ¡^ 40

си

%

и

о 30

5

■у

20

10

0 ■

У

23,3

4,7

3,3 2,7

0,67 0,13 0,04

^ У / / 0</ у" .о^ /

* ✓ У У У * *

с/ Ж ^ ^

✓ у

Рисунок 1.3 - Мировая статистика человеческих жертв всех видов

катастроф

Статистика показывает, что около 80 процентов всех авиационных происшествий было связано с человеческим фактором. И к наиболее опасным этапам относятся взлет и посадка. Почти половина всех авиакатастроф происходит на этих этапах. При этом взлет является одним из самых сложных этапов полета, так как на данном этапе самолет двигается на малой высоте и, как следствие, экипажу не хватает времени для оценки и решения возникшей проблемы. По данным специалистов за период с 2009 по 2019 год 30% всех авиационных происшествий случились во время взлета (рис. 1.4). Этот этап также вызывает большую нагрузку на экипажи авиакомпаний и наземные службы [21].

Если анализировать количество авиапроисшествий по конкретным этапам полета, то получается следующая статистика: С 1983 по 2019 год во всем мире произошло около 80 тыс. авиапроисшествий. При этом больше 16 тыс. авиапроисшествий из них произошло вовремя во время взлета (по данным Национального совета по безопасности на транспорте - США). Статистика количества авиапроисшествий по этапам полета показаны на рисунке 1.5 [19].

Рисунок 1.4 - Статистика авиационных происшествий по элементам

полета с 2009 по 2019 год

Рис 1.5 - Статистика авиапроисшествий по этапам полета

с 1982 по 2019 год

Исходя из сказанного, в настоящем мире проблема обеспечения безопасности полета самолетов остается актуальной, при этом особое внимание уделяется обеспечению безопасности на этапе взлета, в частности - на фазе разбега. Фаза разбега характеризуется мгновенным изменением скорости, что делает самолет не защищённым. По данным международной организации гражданской авиации ИКАО авиапроисшествия при разбеге составили 61% от общего числа авиапроисшествий при взлете.

При разбеге самолета наиболее распространенным видом авиакатастроф является выкатыванием с ВИН. Именно из-за выкатывания происходит четверть всех авиакатастроф. Но данным Международной ассоциации воздушного транспорта с 2005 по 2010 год произошло около 300 происшествия с тяжёлыми последствиями, в которых самолеты выкатились за пределы ВИИ. В период 2011-2020 год в России произошло 7 авиационных происшествий из-за выкатывания за пределы ВИИ (Рис. 1.6). Ири взлете выкатывание самолета за пределы ВИИ происходит, например, в случае принятия решения о прерывании взлета самолета после набора скорости Vi (скорость принятия решения). Иод скоростью принятия решения понимается скорость, до достижения которой взлет может быть безопасно прерван, и самолёт остановится на ВИИ полностью с одним отказавшим двигателем. Данная скорость рассчитывается индивидуально для каждого полета и при различных условиях, таких как вес самолета, наличие и направление ветра, температура воздуха, состояние ВИИ, угол наклонны ВИИ и др. [22, 23].

попадание в приборные метеоусловий ^ I 1 |

Рисунок 1.6 - Статистика авиационных происшествй с самолетами коммерческой авиации по типу событий (период 2011 - 2020 годы)

Кроме того, выкатывание при взлёте может происходить из-за недостаточного темпа разбега, что является следствием изменения окружающих условий или состояния оборудования самолетов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нгуен Вьет Данг, 2023 год

- 32 с.

52. Генике А.А., Побединский Г.Г. Глобальные спутниковые системы определения местоположения и их применение в геодезии // Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Картгеоцентр, 2004. - 355 е.: ил. ISBN 5-86066-063-4.

53. Глобальные навигационные спутниковые системы // учебное пособие / С.И. Волков [и др.]. - Москва: Институт аэронавигации, 2017. - 122 c.

54. Технология разработки программного обеспечения: конспект лекции // сост. И.И. Савенко; Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. - 67 с.

55. Общие принципы разработки программного обеспечения [Электронный ресурс] // URL: https://itandlife.ru/programming/design-and-development-software/obshhie-principy-razrabotki-programmnogo-obespecheniya/.

56. Матюшин А. О. Программирование микроконтроллеров: стратегия и тактика // М.: ДМК Пресс, 2017. - 356 с. ISBN 978-5-97060-098-6.

57. Черноверская В.В., Увайсов С.У., Флорова И.А., Куан Д.А., Тхань З.В. Алгоритм оптимизации размещения элементов печатного узла с учетом тепловых режимов работы устройства // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2021;9(4). Доступно по: https://moitvivt.ru/ru/journal/pdf?id=1079 DOI: 10.26102/23106018/2021.35.4.032.

58. Выбор элементной базы и материалов конструкции ЭС [Электронный ресурс] // URL: https://studentopedia.ru/menedzhment/vibor-elementnoi-bazi-i-materialov-konstrukcii-es—sistemnie-kriterii-tehnicheskogo-urovnya-i.html.

59. Нгуен Вьет Данг, Увайсов С.У., Флорова И.А., Рычкова О.В. Алгоритм определения безопасной дистанции с учетом зависимости тяги двигателей от скорости движения самолета в процессе разбега // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2022;10(2). Доступно по: https://moitvivt.ru/ru/journal/pdf?id=1139 DOI: 10.26102/23106018/2022.37.2.001.

60. ГОСТ 24867-81 Руководство по летной эксплуатации самолетов (вертолетов) гражданской авиации. Общие требования к содержанию, построению, изложению и оформлению.

61. ГОСТ 19.701-90 Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Обозначения условные и правила выполнения.

62. ГОСТ 2.702-2011 Единая система конструкторской документации. Правила выполнения электрических схем.

63. ГОСТ 27.003-90 Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности // М.: ИПК Издательство стандартов, 1990.

64. ГОСТ Р 58849-2020 Авиационная техника гражданского назначения, Порядок создания. Основные положения.

65. ГОСТ 23718-9 - самолеты и вертолеты пассажирские и транспортные, допустимые уровни вибрации в салонах и кабинах экипажа и методы измерения вибрации.

66. Авиационная электросвязь // Международные стандарты и Рекомендуемая практика, Приложение 10 к Конвенции о международной гражданской авиации, Том V, Использование авиационного радиочастотного спектра.

67. Колганов А.А. Разработка и исследование энергоэффективных радиоохранных устройств для автотранспортных средств // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, 2017, 141 с.

68. А.М. Шевченко, Б.В. Павлов, Г.Н. Начинкина Прогнозирование вероятности ущерба при аварийном торможении воздушного судна // XIII Всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2019, Москва 17-20 июня 2019 г- 6 с.

69. А. В. Бобылев, В. А. Ярошевский Определение параметров движения самолета на этапе разбега из условия минимума среднеквадратической ошибки // Ученые записки ЦАГИ,Том XLIII, 2012,№ 3, 11 c.

70. Занг Ван Тхань, Дао Ань Куан, Фам Лэ Куок Хань, Нгуен Вьет Данг, Нгуен Ван Туан, Черноверская В.В. Размещение элементов на печатном узле при надёжностном проектировании электронных средств // Сборник трудов XVII Международной научно-практической конференции «Инновационные, информационные и коммуникационные технологии». Сочи, 2020. стр. 431 - 433.

71. Суходольский В.Ю. Altium Designer: проектирование функциональных узлов РЭС на печатных платах // СПб.: БХВ-Петербург, 2010.-480 с.: ил. -учебное пособие.

72. Алямовский A. A. SolidWorks/COSMOSWorks Инженерный анализ методом конечных элементов // М.: ДМК Пресс, 2004.

73. Данько Е. Ю., Мыслик И. Ю. Обзор программного обеспечения для проектирования печатных плат // 54-я научная конференция аспирантов, магистрантов и студентов БГУИР, 2018.

74. Система автоматизированного проектирования [Электронный ресурс]// URL:

https://ru.wikipedia.org/wiki/Система_автоматизиpованного_пpоектиpовани я.

75. Р. В. Веринский, П. С. Тетерин, Д. К. Фадеев Цифровые устройства и микропроцессоры // учеб. пособие / Р. В. Веринский [и др.]. - СПб., 2020. -196 с.

76. А. И. Колыбельников Обзор технологий беспроводных сетей // Труды МФТИ. — 2012. — Том 4, № 2, 27c.

77. Алиев Т.И., Муравьева-Витковская Л.А., Соснин В.В. Технологии беспроводных сетей // СПб: СПбГУ ИТМО, 2010. - 127 с.

78. В.А. Жмудь, К.А. Кузнецов, Н.О. Кондратьев, В.Г. Трубин, М.В. Трубин

Акселерометр и гироскоп MPU6050: первое включение на STM32 и исследование показаний в статике // Автоматика и программная инженерия. 2018, №3(25) - 14c.

79. Бурькова, Е.В. Проектирование микропроцессорных систем: методические указания к курсовому проектированию // Е.В. Бурькова -Оренбург. - ГОУ ОГУ. - 2008. - 32 с.

80. Шайдуров Г.Я. Основы теории и проектирования радиотехнических систем // учебное пособие / - Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2010. — 283 с. — ISBN 978-5-7638-2047-8.

81. В.Н. Ильин, В. Т. Фролкин, А.И. Бутко, Н.Ю. Камнева, Е.М. Тихомирова Автоматизация схемотехнического проектирования // Учеб. Пособие для вузов; под ред. В.Н. Ильина. - М.: Радио и связь, 1987.-368 с.:ил.

82. Почему самолёты выкатываются с полосы [Электронный ресурс] // URL: https: //www.frequentflyers .ru/2022/01/10/rw_excursion/.

83. Altium designer documentation, "Tutorial - A Complete Design Walkthrough with Altium Designer" [Электронный ресурс] // URL: https://www.altium.com/ documentation/ altium-designer/tutorial-complete-design-walkthrough.

84. ATmega640/1280/1281/2560/2561 datasheet [Электронный ресурс] // URL: https://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/atmel-2549-8-bit-avr-microcontroller-atmega640-1280-1281-2560-2561_datasheet.pdf/.

85. NEO-7, u-blox 7, GNSS modules, Data Sheet [Электронный ресурс] // URL: https://www.u-blox.com/sites/default/files/products/documents/NEO-7 Datasheet %28UBX-13003830%29.pdf/.

86. HC-05-Bluetooth to Serial Port Module [Электронный ресурс] // URL: https://components 101.com/sites/default/files/component datasheet/HC-05%20Datasheet.pdf/.

87. MPU-6000 and MPU-6050, Product Specification, Revision 3.4 [Электронный ресурс] // URL: https://invensense.tdk.com/wp-content/uploads/2015/02/MPU-6000-Datasheet1.pdf/.

88. SOLIDWORKS Web Help, "Simulation" [Электронный ресурс] // URL: https://help.solidworks.com/2020/English/SolidWorks/SWHelp_List.html?id=1 830c8da5 ad948ff893d9ffa6a59473d#Pg0/(accessed Feb. 1, 2022).

89. Rakesh Malik, Saikat Das and Anindya Bose - A GNSS-GSM Integrated Location Tracking System // 7- 8 February, 2014; Burdwan University, 5 p.

90. Linda K. Kliment and Kamran Rokhsaz Flight loads analysis of business jets // Federal Aviation Administration - 2017, 152 pages,

91. Michael Basler, Martin Spott, Stuart Buchanan, Jon Berndt, Bernhard Buckel, Cameron Moore, Curt Olson, Dave Perry, Michael Selig, Darrell Walisser, and others - The FlightGear Manual // January 21, 2016 for FlightGear version 3.6.0.

92. Arthur Suharev, Vladimir Shestakov, Konrad Stefanski Analysis of the Affecting Factors on Aircraft Takeoff and Landing Ground Path Length // Conference: Scientific session on applied mechanics X: Proceedings of the 10th International Conference on Applied Mechanics.

93. Flight Testing Newton's Laws. Instructor's Flight Manual // NASA / DFRC

- X41 - 1, 93p.

94. R.P.G. Collinson Introduction to Avionics Systems // Third Edition, Springer

- 2011, 530 p.

95. Avionics [Электронный ресурс] // URL: https: //en.wikipedia. org/wiki/Avionics.

96. Aircraft Traffic Collision Avoidance Systems (TCAS) [Электронный ресурс] // URL: https://www.aircraftsystemstech.com/2017/05/collision-avoidance-systems.html.

97. Yajuan Zhu, Jiangfeng Wang, Yongliang Chen, Yizhao Wu Calculation of takeoff and landing performance under different environments // Sixth

International Symposium on Physics of Fluids (ISPF6), International Journal of Modern Physics: Conference Series, Vol. 42 (2016) 1660174 (12 pages).

98. Piyush Gandhewar, Asst. Prof. Hemantkumar G. Sonkusare - Runway Excursion: A Problem // IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering (IOSR-JMCE), e-ISSN: 2278-1684, p-ISSN: 2320-334X, Volume 11, Issue 3 Ver. II (May- Jun. 2014), PP 75-78.

99. Kularatna, Nihal. Electronic circuit design: from concept to implementation // Published September 19, 2019 by CRC Press, ISBN 9780367387266, 502 Pages.

100. N.F. Arbuznikova, A.A. Novikov, A.U. Kalashnikov, A.V. Shkulipa AC and DC circuit analysis: Learner's guide to "Electric Circuits and Signals" // Odessa: PC ONAT, 2009. - P. 1 and pp. 2 - 108 р.

101. Tefa's electronics, "Cylindrical power bank kit". Available at: http://tefatronix.g6.cz/display.php?page=pbkit1&lang=en/.

102. How airplane black boxes work [Электронный ресурс] // URL: https://www.dw.com/щ/как-устроены-черные-ящики-самолетов/a-18341486.

103. Standard ARINC-708 DataBus [Электронный ресурс] // URL: http://myelectronicnote.blogspot.com/2016/10/standard-arinc-708-

databus 11.html.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Акт внедрения №1

УТВЕРЖДАЮ Заместитель директора по учебной работе

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

в учебный процесс Московского института электроники и математики Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» (МИЭМ НИУ ВШЭ) результатов диссертационной работы «Бортовая радиоэлектронная система контроля параметров разбега воздушного судна» Нгуен Вьет Данга

Настоящим актом подтверждаем, что результат диссертационной работы аспиранта Института радиоэлектроники и информатики Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «МИРЭА - Российский технологический университет» Нгуен Вьет Данга, а именно алгоритм оптимального выбора электронных компонентов при проектировании бортовых радиотехнических устройств внедрен в учебный процесс подготовки бакалавров по направлению 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» и подготовки магистров по направлению 11.04.04 «Электроника и наноэлектроника» и используется при проведении лекционных и практических занятии по дисциплинам «Основы проектирования аппаратных средств Интернета вещей», «Автоматизированные системы обеспечения надежности и качества радиоэлектронных средств».

Академический руководитель ОП «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», доцент департамента электронной инженерии МИЭМ НИУ ВШЭ,

к.т.н., доцент

И.В. Назаров

Акт внедрения №2