Обеспечение безопасности использования беспилотных летательных аппаратов в условиях эксплуатации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обеспечение безопасности использования беспилотных летательных аппаратов в условиях эксплуатации

Василихин С.А.

Оцабера К.Ф.

Ванин В.Н.

Vasilikhin S.A., Otsabera K.F., Vanin V.N.

ENSURING SAFETY OF USE OF UNMANNED

AERIAL VEHICLES IN OPERATING CONDITIONS

Abstract

the article discusses the factors affecting the accident-free use of unmanned aerial vehicles during flight, as well as approaches to reducing the level of danger when exposed to these factors. The article contains an analysis of emergency situations, methods and measures to prevent and reduce the risks of accidents.

Keywords: unmanned aerial vehicle, flight safety, unmanned aerial vehicles.

Аннотация

в статье рассмотрены факторы, влияющие на безаварийное использование беспилотных летательных аппаратов в процессе выполнения полёта, а также подходы по снижению уровня опасности при воздействии этих факторов. Статья содержит анализ аварийноопасных ситуаций, способы и меры для предотвращения и уменьшения рисков авиационных происшествий.

Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, безопасность полётов, безопасность полётов БПЛА.

безаварийный беспилотный летательный

Вопросы обеспечения безопасности при использовании беспилотных летательных аппаратов (БпЛА) при эксплуатации представляют собой значительную научно-техническую проблему. Один из ключевых аспектов этой проблемы - гарантирование безаварийного использования БпЛА. Оно должно исключить неконтролируемое падение аппарата на землю и предотвратить в связи с этим причинение вреда жизни людей, их здоровью и имуществу.

Наиболее важными особенностями летной эксплуатации БпЛА являются: автономность полёта аппарата с момента взлета до посадки, преобладание неустойчивых режимов полёта, значительное расширение диапазона эксплуатационных углов атаки, осуществление полётов на максимальную практическую дальность на предельно низкой высоте [1 с. 74]

Для поиска путей решения проблемы безаварийного использования БпЛА целесообразным подходом будет проведение анализа факторов, влияющих на безопасность полётов.

Основными причинами авиационных инцидентов и происшествий с БпЛА можно выделить следующие факторы: отказ маршевого двигателя и его систем, что может привести к потере подъёмной силы и сваливанию его в штопор, отказ бортовой системы управления (отказ вычислительных систем, доплеровского измерителя скорости, радиовысотомера и других может привести к отклонению от заданных параметров полёта), попадание в метеорологические условия, в которых БпЛА не способен выполнять полёт, а также полёты с огибанием горного рельефа местности[4 с. 35].

Обеспечение безопасности полётов БпЛА требует системного анализа и учета всех вышеперечисленных факторов, а также разработки соответствующих мер по предотвращению и управлению рисками, но нельзя исключить важность проявления случайных факторов, которые потенциально являются опасными.

Случайные факторы, оказывающие влияние на дальность полёта беспилотных летательных аппаратов (БпЛА) и способные привести к отклонениям или увеличению фактических значений расхода топлива от заранее рассчитанных, подразделяются на: ухудшение аэродинамических качеств крыла, например, из-за изменений в планировке в процессе изготовления и в полёте, изменение величины тяги двигателя, что сказывается на расходе топлива и снижении практической дальности, изменения распределении температуры и атмосферного давления, что может обернуться уменьшением дальности и продолжительности полёта, метеорологическое отклонение в направлении ветра, значения которого могут отличаться от прогнозируемых, и что может привести к неправильному выдерживанию курса полёта на различных этапах, ошибки в навигационных измерителях могут ,повлиять на точность при заходе на посадку характер рельефа местности может привести к увеличению индуктивного сопротивления и к дополнительному расходу топлива, некорректный учёт гарантийного технического запаса топлива, вызванный случайными факторами, может привести к падению БпЛА [1 с. 91].

Учет всех этих факторов при проведении инженерно-штурманского расчета дальности и продолжительности полёта, а также правильное определение гарантийного технического запаса топлива, являются критическими для обеспечения безопасности и успешности выполнения планов полётов беспилотных летательных аппаратов [3 с. 54].

При огибании рельефа местности или искусственных сооружений, безопасность полёта беспилотных летательных аппаратов в вертикальной плоскости является ключевым аспектом, и ее определение требует учета нескольких факторов, включая турбулентность атмосферы. [6 с. 48] Одним из важнейших эксплуатационных факторов, влияющих на безопасность полёта БпЛА при огибании рельефа, является минимально-допустимая безопасная высота полёта [5]. Эта высота рассчитывается при проведении инженерноштурманского расчета и определяется с учетом различных факторов [1 с. 80].

Турбулентность атмосферы в горных районах является одним из таких факторов [1 с. 114]. В южных российских регионах часто наблюдаются сильные восходящие и нисходящие потоки воздуха, вызванные сложным горным рельефом, приводящие к сильной болтанке БпЛА, что является крайне опасным фактором [3 с. 89].

Во время полёта над горными образованиями, где часто возникают восходящие воздушные потоки и изменения температуры и атмосферного давления БпЛА может потерять устойчивость из-за превышения допустимых углов атаки, особенно при низких скоростях полёта и больших высотах [6 с. 240-241].

Учитывая вышеперечисленные факторы, рациональным вариантом будет выделение отдельных воздушных трасс для полётов БпЛА, а также создание методики расчёта минимально безопасных высот для выполнения полётов БпЛА [5]. Это позволяет предотвратить выход угла атаки за допустимое значение и обеспечить безопасный полёт в условиях турбулентности атмосферы [1 с. 78] Обеспечение безопасности полётов БпЛА в условиях сильной турбулентности и огибания рельефа местности, требует комплексного подхода и учета всех рисков, связанных с этими факторами [3 с. 250-251].

Важно учесть, что некорректное определение минимально допустимой безопасной высоты полёта беспилотных летательных аппаратов (БпЛА) может иметь серьезные последствия, такие как столкновения БпЛА с земной поверхностью или с объектами. Для предотвращения таких происшествий и минимизации последствий важно рассмотреть несколько аварийноопасных режимов полёта БпЛА [4 с. 123].

Первый -- это полёт БпЛА на максимальную практическую дальность на минимально-возможной высоте полёта. В таком режиме даже небольшие отклонения от заданной высоты могут привести к столкновению с препятствиями [6 с. 397].

Второй -- полёт БпЛА в режиме огибания рельефа на минимальновозможной безопасной высоте, когда высота полёта контролируется по информации от высотомера. Опять же, некорректные данные или недостаточная высота могут привести к столкновению [5].

Третий -- полёт на максимальную практическую дальность в режиме огибания рельефа на минимальной безопасной высоте при управлении высотой от высотомера. В данном случае, сочетание максимальной дальности и минимальной высоты создаёт опасные ситуации [6].

Для предотвращения или минимизации авиационных происшествий в этих режимах, предлагаются следующие меры: резервирование контура управления БпЛА, что подразумевает комплексирование систем ориентации и навигации различных типов, разработка рациональных алгоритмов функционирования навигационно-пилотажного комплекса (НПК) БпЛА, которые не допускают превышение основных ограничений, связанных с эксплуатацией БпЛА в целом (ограничения по углу атаки, максимальной скорости и другим параметрам), введение парашютно-реактивной системы ,посадки при отказе маршевого двигателя рациональный учет факторов, влияющих на безопасность маневров в вертикальной плоскости при огибании рельефа местности или искусственных сооружений при определении безопасной высоты полёта [4 с.80-82].

Все эти меры в совокупности способствуют обеспечению безопасности полётов БпЛА в условиях сложного рельефа и переменных факторов, влияющих на полёт, а также обеспечивают безопасность окружающей среды.

Список литературы

Мосов С.П. Беспилотная разведывательная авиация стран мира: история создания, опыт боевого применения, современное состояние, перспективы развития: монография. Киев: Румб, 2008. 160 с.;

Меньшаков Ю.К. Виды и средства иностранных технических разведок. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. 655 с.;

Гулевич С.П., Исаев С.А. Методика определения гарантийного технического запаса топлива и практической дальности полёта беспилотного летательного аппарата // Проблемы безопасности полётов. 2000, 198 с.;

С. 1421. 5. Гулевич С.П. Обеспечение безаварийного применения беспилотных летательных аппаратов в условиях горного рельефа местности // Проблемы безопасности полётов. 2003. № 9. С. 20- 26.;

Гулевич С.П., Александровский Б.В. Обеспечение безаварийного применения беспилотного летательного аппарата по топливу при выполнении полётов в условиях холмистой местности // Проблемы безопасности полётов. 2001. № 7. С. 13-17. 7. Черный М.А., Кораблин В.И. Воздушная навигация. М.: Транспорт, 1983. 384 с.

Размещено на Allbest.ru/