Василихин С.А., Оцабера К.Ф., Ванин В.Н.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ *
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
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 c. 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 инженерно-штурманского 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 минимально-возможной 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.
Номер журнала Вестник науки №11 (68) том 4
Ссылка для цитирования:
Василихин С.А., Оцабера К.Ф., Ванин В.Н. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ // Вестник науки №11 (68) том 4. С. 692 - 697. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/11148 (дата обращения: 17.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023. 16+