Алгоритм определения безопасной дистанции с учетом зависимости тяги двигателей от скорости движения самолета в процессе разбега

Значение воздушного сообщения между различными пунктами земного шара в современном мире трудно переоценить. Однако использование этого вида транспорта сопряжено с высокими рисками для пассажиров, экипажа, грузов и самого воздушного судна в связи с возможностью серьезных аварий на всех этапах полета, но особенно при взлете и посадке. В данной статье представлена физико-математическая модель разбега самолета при взлете, анализ которой позволяет избежать аварий при возникновении нештатных ситуаций. Эта модель дает возможность создать электронное устройство для контроля взлетных динамических характеристик и предупреждения экипажа воздушного судна о возникающих несоответствиях. В статье приведены дифференциальные уравнения, описывающие динамические характеристики самолета при разбеге. А также получены решения этих уравнений, определяющие в явном виде функциональные зависимости необходимой для безопасного взлета дистанции от времени, прошедшего с начала разбега. Рассмотрено, как влияют на рассчитываемые характеристики внешние факторы, такие как температура окружающего воздуха, скорость ветра при взлете, наклон взлетно-посадочной полосы. Также в статье представлены в качестве примера результаты моделирования нештатного взлета с использованием современных программных средств (авиасимулятор flightgear 2020.3, математическая программа GeoGebra). С точки зрения авторов, материалы статьи могут представлять практическую ценность для разработчиков невстраиваемых бортовых контрольных устройств, а также для пользователей этих устройств.

1. Нгуен В.Д., Увайсов С.У., Увайсов Р.М., Демченко С.К. Анализ сил, действующих на летательный аппарат в процессе разбега по взлетной полосе. Вестник Международного университета природы, общества и человека «Дубна», серия «Естественные и инженерные науки». 2020;4(49):14–18.

2. Uvaysov S.U., Nguyen V.D., Florova I.A., Rychkova O.V. Mathematical Support of On-board Radio Electronic Device for Aircraft Takeoff Parameters Control. XVIII Technical Scientific Conference on Aviation Dedicated to the Memory of N.E. Zhukovsky (TSCZh).2021. Доступно по: https://ieeexplore.ieee.org/document/9628342 (дата обращения: 23.01.2022). DOI: 10.1109/TSCZh53346.2021.9628342.

3. Глубокая М.Г. Современное состояние вопроса решения проблемы безопасности на этапе взлёта. Искусственный интеллект. 2005;(3):370–380.

4. Вотяков А.А., Каюнов Н.Т. Аэродинамика и динамика полета самолета. Учебное пособие. М.: Издательство ДОСААФ; 1975. 296 с.

5. Гаркушенко В.И., Лазарева П.А. Алгоритм мониторинга взлета самолета с прогнозированием. Авиационная техника. 2020;(2):45–51.

6. Чепурных И.В. Динамика полёта самолётов. Учебное пособие. Комсомольск-на-Амуре: ФГБОУ ВПО КнАГТУ; 2014. 112 с.

7. Ефремов А.В., Захарченко В.Ф., Овчаренко В.Н. Динамика полета: Учебник для студентов высших учебных заведений под ред. Г.С. Бюшгенса. М.: Машиностроение; 2011. 776 с.

8. Громов Н.Н., Староверов В.Г. Двигатель Д-30КУ-154 2-й серии, руководство по технической эксплуатации 59-00-800РЭ. Книга 1. М.: Воздушный транспорт; 1992. 650 с.

9. Трехвальный ТРДД Д-436-148. Руководство по технической эксплуатации 6370040000 РЭ (в трех книгах): книга 1. Запорожье: ГП «Ивченко-Прогресс»; 2008. 282 с.

10. Котик М.Г. Динамика взлета и посадки самолетов. М.: Машиностроение; 1984. 256 с.

11. Suharev A., Shestakov V., Stefanski K. 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.

12. Бехтина Н.Б., Кубланов М.С. Динамика полета: Пособие по выполнению лабораторных работ на ПЭВМ. М.: МГТУ ГА; 2007. 28 с.

13. Basler M., Spott M., Buchanan S., Berndt J., Buckel B., Moore C., Olson C., Perry D., Selig M., Walisser D., and others. The FlightGear Manual; 2016 for FlightGear version 3.6.0. 212 p.