СИСТЕМНІ МЕТОДИ РЕКОНФІГУРАЦІЇ КЕРУВАННЯ ПОВІТРЯНИМ КОРАБЛЕМ В ОСОБЛИВИХ СИТУАЦІЯХ У ПОЛЬОТІ

Анотація

Аналіз статистичних даних ICAO показав, що майже 30 % авіаційних пригод виникають з причин втрати керованості повітряних кораблів (ПК) у польоті. Також за даними Федерального управління цивільної авіації США (FAA) щорічно в цивільній авіації трапляється до п’яти великих авіаційних пригод, вагома частка яких припадає на зіткнення літаків з біологічними, механічними або електричними формуваннями. У ПК попередніх поколінь з причин відсутності засобів автоматичної реконфігурації керування ці функції покладено на екіпаж. У цьому випадку результат реконфігурації керування повністю залежить від уміння, досвіду та особистих характеристик пілота, хоча принципово реконфігурація дозволила запобігти 70 % випадків тяжких авіаційних пригод через пошкодження зовнішніх обводів ПК, а також відмов приводів і кермових органів (висновок зроблено на підставі аналізу причин авіаційних пригод, що сталися в США).

У роботі пропонується концепція системи автоматичного керування (САК) із функціями реконфігурації, що забезпечує відновлення керованості та стійкості ПК в умовах виникнення особливої ситуації (ОС) за рахунок реконфігурації керувальних сигналів, структури системи, конфігурації ПК або цільових завдань, тобто збереження безпечного режиму польоту. Під параметричною реконфігурацією розуміється зміна коефіцієнтів (передатних чисел) зворотних зв’язків для відновлення заданих характеристик динамічної стійкості і керованості ПК в умовах раптового виникнення незначних пошкоджень його зовнішніх обводів. Наприклад, після зіткнення ПК з біологічними, механічними або електричними формуваннями виникають пробої, вм’ятини та розриви зовнішньої обшивки, які призводять до часткової зміни їх аеродинамічних характеристик у польоті.

Структурна реконфігурація полягає в перерозподілі керувальних дій на справні органи механізації для створення необхідних керувальних сил і моментів, що забезпечують відновлення керованості і стійкості ПК в умовах виникнення аварійної ситуації у польоті. Наприклад, у листопаді 2003 р. літак Airbus A300 обстріляли бойовики після зльоту у Багдаді. В результаті потрапляння ракети було істотно пошкоджено лівий закрилок, але екіпажу вдалося відновити стійкість і керованість ПК за рахунок зміни тяги двигунів та здійснити успішну аварійну посадку. Реконфігурація об'єкта – зміна конфігурації ПК, тобто надання органам механізації додаткових невластивих у штатному режимі польоту функцій для запобігання розвитку катастрофічної ситуації або мінімізації її наслідків. Наприклад, під час виконання польотного завдання у літака В-52Н було відірвано кіль. Для забезпечення бічної стійкості екіпаж миттєво випустив усі стояки шасі. Літак виконав безпечну аварійну посадку. Реконфігурація цілі керування - вибір оптимального варіанта польоту серед можливих альтернатив з урахуванням критичності пошкоджень зовнішніх обводів ПК. Наприклад, повернення на аеродром зльоту, пошук відповідного запасного аеродрому, а також оцінка можливості забезпечення аварійної посадки ПК на цьому аеродромі або пошук місця виконання екстреної посадки.

Ключовою особливістю пропонованої концепції є те, що автоматизована система реконфігурації керування ПК розглядається, як багатоконтурна система каскадної структури з трьома рівнями керування. Модуль реконфігурації формує нові керувальні впливи для парирування, а в разі неможливості повного парирування впливу ОС – максимально можливе зниження його наслідків.