Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка алгоритмов бортовой системы обеспечения безопасности полета для предотвращения столкновений в воздухе и выполнения маловысотного полета с использованием малогабаритной РЛС

Номер контракта: 14.579.21.0051

Руководитель: Сергеева Галина Викторовна

Должность: Заместитель генерального директора

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
бортовые системы и комплексы, радиолокация, маловысотный полет, картографирование, предотвращение столкновений с воздушными объектами и наземными препятствиями, рельеф подстилающей поверхности, информационное обеспечение и интеллектуальная поддержка экипажа, безопасность полетов, воздушные суда, автоматизация управления.

Цель проекта:
Повышение безопасности маловысотных полетов и практическое исключение влияния человеческого фактора на безопасность полетов за счет внедрения на различные летательные аппараты, в т.ч. Малой авиации и АОН бортовых систем с малогабаритной РЛС, реализующих алгоритмы, позволяющие заблаговременно определять и парировать текущие ошибки навигации и пилотирования. Цель проекта: разработка экспериментального образца бортовой системы обеспечения безопасности полета для предотвращения столкновений в воздухе и выполнения маловысотного полета с использованием малогабаритной РЛС для экспериментальной отработки разработанных технических (программных, конструкторских) решений с целью последующего внедрения и коммерциализации результатов ПНИ с использованием рыночного потенциала развивающегося сегмента Малой авиации и АОН.

Основные планируемые результаты проекта:
В ходе выполнения ПНИ должны быть получены следующие научно-технические результаты:
Промежуточные и заключительный отчеты о ПНИ, содержащие:
а) Методы, обеспечивающие значительное повышение уровня безопасности маловысотных полетов и практическое исключение влияния человеческого фактора на безопасность полетов за счет внедрения на различные летательные аппараты алгоритмов обеспечения безопасности маловысотного полета, позволяющих заблаговременно определять и парировать текущие ошибки навигации и пилотирования, обеспечивая:
- прогнозирование развития пространственного положения летательного аппарата с учетом имеющихся наземных препятствий и других ВС, находящихся в воздушном пространстве;
- выявление и парирование опасных последствий возникновения в полете опасных ситуаций, возникших из-за ошибок экипажей, крайне неблагоприятных погодных и других внешних условий, а также неадекватных действий членов экипажа;
- обеспечение экипажа директорной информацией, необходимой для своевременного парирования возникшей опасной ситуации;
- автоматический вывод летательного аппарата из опасной ситуации.
б) Математические модели для прогноза параметров полета, обеспечивающие максимальное совпадение прогнозируемых параметров с реальными параметрами.
в) Алгоритмы бортовой системы информационно-интеллектуальной поддержки экипажа легких воздушных судов с функцией активного обеспечения безопасности полетов для предотвращения столкновений в воздухе и выполнения маловысотного полета с использованием малогабаритной РЛС.
г) Эскизная конструкторская документация на экспериментальный образец бортовой системы.
1. На основании разработанных требований к составу и техническим характеристикам создан экспериментальный образец (макет) бортовой системы обеспечения безопасности полета для предотвращения столкновений в воздухе и выполнения маловысотного полета с использованием малогабаритной РЛС (ЭО БСБМП МБЛК). Анализ требований технического задания показал, что БСБМП МБЛК выполняет функции следующих авиационных систем:
 система предупреждения о столкновении в воздухе (TCAS),
 система предупреждения приближения земли (TAWS),
 система улучшенного синтезированного видения (ESVS),
 система облета и обхода рельефа в режиме маловысотного полета (Terrain Following and Avoiding),
корреляционно-экстремальная навигационная система (КЭНС).
Экспериментальный образец БСБМП МБЛК построен по принципу открытой архитектуры и устанавливается на летательный аппарат в качестве дополнительного оборудования, при этом обеспечивается его взаимодействие со штатным бортовым радиоэлектронным оборудованием (БРЭО).
В состав экспериментального образца БСБМП МБЛК входят:
 радиолокатор;
 датчик оптического диапазона;
 многофункциональный индикатор;
 вычислительный комплекс.
Радиолокатор – в макетном исполнении имеет сектор обзора антенны в азимутальной плоскости  60градусов. В процессе выполнения ПНИ прорабатывается возможность обеспечения кругового (3600) обзора. Скорость обновления информации – 5-10Гц, в процессе выполнения ПНИ прорабатывается возможность увеличения скорости до 15 Гц.
В процессе разработки ЭО БСБМП МБЛК было принято решение организовать интерфейс пилота с вычислительным комплексом посредством кнопочного обрамления экрана индикатора.
Интерфейсы индикатора с вычислительным комплексом:
- один канал LVDS, по которому в многофункциональный индикатор поступает видеоинформация от вычислительного комплекса;
- один канал интерфейса RS-232, по которому из многофункционального индикатора передаются данные с лицевой панели (операции с функциональными кнопками-клавишами).
Систему бортовых измерений решено было реализовать на элементной базе вычислительного комплекса увеличением объема памяти его твердотельного накопителя до 128 Гб.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. Описание конечного продукта, создаваемого с использованием результатов, планируемых при выполнении проекта, места и роли проекта и его результатов в решении задачи/проблемы.
Опытный образец (макет) бортовой системы обеспечения безопасности полета для предотвращения столкновений в воздухе и выполнения маловысотного полета с использованием малогабаритной РЛС.
Программное обеспечение опытного образца бортовой системы.

2. Оценка элементов новизны научных (технологических) решений, применявшихся методик.
Оборудование для установки на самолет АОН разрабатывается впервые

3. Сопоставление с результатами аналогичных работ, определяющими мировой уровень.
Аналогичных работ в России и за рубежом не проводилось

4. Пути и способы достижения заявленных результатов, ограничения и риски.
Проведение научных разработок с последующим подтверждением результатов работ в натурных летных испытаниях.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Описание областей применения планируемых результатов (области науки и техники, отрасли промышленности и социальной сферы, в которых могут использоваться результат или планируемая на их основе инновационная продукция).
Самолеты АОН.

2. Описание практического внедрения планируемых результатов или перспектив их использования.
Бортовая система обеспечения безопасности полета для предотвращения столкновений в воздухе и выполнения маловысотного полета с использованием малогабаритной РЛС предназначается для выявления опасных ситуаций по причине:
- ошибок и неадекватных действий экипажа;
- угроз столкновения ВС в воздухе и угроз столкновения с препятствиями (наземными объектами);
- крайне неблагоприятных погодных и других внешних условий, в том числе сдвига ветра и грозовых образований.
и парирования их последствий в полете

3. Оценка или прогноз влияния планируемых результатов на развитие научно-технических и технологических направлений, разработку новых технических решений; на изменение структуры производства и потребления товаров и услуг в соответствующих секторах рынка и социальной сферы.
Результаты работы будут способствовать повышению безопасности полетов самолетов малой авиации, расширению производства бортовой аппаратуры отечественного производства в реальном секторе экономики, с целью импортозамещения продукции в секторе производства бортового авиационного оборудования.
4. Оценка или прогноз влияния планируемых результатов на развитие исследований в рамках международного сотрудничества, развитие системы демонстрации и популяризации науки, обеспечение развития материально-технической и информационной инфраструктуры.
Результаты работы будут способствовать расширению международного сотрудничества и популяризации проводимых исследований за счет публикаций результатов исследований в журналах, цитируемых в информационных базах Scopus и Web of Science.

Текущие результаты проекта:
Изготовлен экспериментальный образец БСБМП МБЛК.
Разработано и отлажено программно-математическое обеспечение – пакет
программ экспериментального образца БСБМП МБЛК.
Проведены эргономические исследования информационно -управляющего поля кабины, реализующего интерфейс экспериментального образца БСБМП МБЛК, с целью выбора оптимальных графических символов и цветов, используемых в форматах отображения, и шумовых характеристик звуков предупредительной и аварийной сигнализации.
Проведены исследовательские полунатурные (стендовые) испытания
экспериментального образца БСБМП МБЛК.
Разработана программа и методика исследовательских натурных (летных)
испытаний экспериментального образца БСБМП МБЛК для проверки и исследований его функциональных характеристик.
Проведены испытания блоков экспериментального образца БСБМП МБЛК по оценке стойкости к внешним воздействующим факторам (ВВФ) на лабораторных испытательных стендах.
Изготовлен наземный стенд для испытаний, отработки сопряжения и отладки протоколов обмена данными между блоками экспериментального образца БСБМП МБЛК.
Изготовлен наземный стенд для испытаний и отработки малогабаритного
бортового локационного комплекса.
Выбран легкий самолет С-42 для создания летающей лаборатории с целью выполнения летных испытаний экспериментального образца БСБМП МБЛК.
Блоки экспериментального образца БСБМП МБЛК установлены на самолет и подключены к бортовой сети в соответствии с РКД. Составлен Акт о готовности самолета с установленным оборудованием к проведению летных испытаний по утвержденной программе.
Выполнены наземные испытания ЭО БСБМП МБЛК.
В настоящее время проводится 1 этап летных испытаний по оценке функционирования ЭО БСБМП МБЛК.