Оценка степени покрытия воздушных трасс Республики Ирак рабочими областями радиомаяков VOR/DME Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Современные технологии - транспорту

Заключение

1. Отработана методика прочностного расчета рамы кузова вагона метрополитена 81 серии. Примененный пакет программного проектирования позволил создать объёмную конечноэлементную модель рамы кузова и по методу конечных элементов в программном продукте провести многовариантный анализ расчетов с учетом всех нормированных нагрузок.

2. Анализ полученного напряженного состояния несущих элементов рамы кузова позволил выбрать рациональную конструкцию консольной части рамы и установить целесообразность применения усиливающих раскосов.

Библиографический список

1. Электропоезда метрополитена /

Э. М. Добровольская. - Москва : ИРПО ; Академия, 2003. - 320 с.

2. Нормы для расчета и проектирования механической части новых и модернизированных вагонов метрополитенов СССР колеи 1520 мм. - Москва : ВНИИВ-ВНИИЖТ-ММЗ, 1987.

3. Применение метода конечных элементов / Л. Сегерлинд. - Москва : Мир, 1979. -392 с.

4. Расчет на прочность рамы кузова вагона метрополитена модели 81-717/714. - Москва : ОАО «НИИ вагоностроения», 2014.

УДК 629.052.3

Е. В. Соболев, Ал-Рубой Мудар, Е. А. Рубцов

Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации

ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ПОКРЫТИЯ ВОЗДУШНЫХ ТРАСС РЕСПУБЛИКИ ИРАК РАБОЧИМИ ОБЛАСТЯМИ РАДИОМАЯКОВ VOR/DME

Покрытие воздушных трасс зонами действия радиотехнических средств навигации является необходимым условием обеспечения безопасности полетов. Достаточным же условием является покрытие воздушных трасс рабочими областями, что позволяет обеспечить требуемую точность и безопасность полетов.

В статье выполнен расчет степени покрытия выбранных трасс рабочими областями маяков VOR/DME, который выявил протяженные участки трасс, где не соблюдаются требования к точности определения координат ВС. Рекомендовано внедрить дополнительные навигационные маяки. Расчет, выполненный с учетом рекомендаций, показал, что в этом случае протяженность непокрытых участков уменьшится от 2,2 до 2,7 раз в зависимости от высоты полета.

рабочая область, VOR/DME, RNP, зональная навигация.

Введение

Рост объемов воздушных перевозок в Республике Ирак обусловливает необходимость повышения пропускной способности воздушного пространства и его оптимального использования с учетом возрастающих требований к безопасности полетов.

В работе [1] были определены зоны действия существующих маяков VOR/DME, расположенных на территории Республики Ирак и вдоль границы страны, а также даны рекомендации по внедрению дополнительных маяков. Рекомендации позволяют добиться полного покрытия воздушных трасс зонами действия РТС-навигации. Данное обстоятель-

ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС

2014/3

112

Современные технологии - транспорту

ство является необходимым условием обеспечения безопасности полетов. Достаточным же условием является выполнение требований к точности определения координат воздушных судов (ВС).

1 Требования к безопасности полетов

Основные требования к безопасности полетов устанавливают исходя из действующих норм эшелонирования, допустимого уровня опасных сближений летательных аппаратов и риска столкновений воздушных судов друг с другом вследствие нарушения норм эшелонирования [2].

Однако в навигационной практике чаще применяются критерии точности самолетовождения. Общая погрешность самолетовождения состоит из следующих погрешностей: задания траектории, навигационных измерений, отображения информации, инструментальной погрешности вычислений, а также погрешности пилотирования. Перечисленные погрешности являются независимыми [2].

Основными составляющими в суммарной погрешности самолетовождения являются погрешности навигационных измерений и погрешности пилотирования:

®доп _ нс + °ПИЛ • (1)

Отсюда допустимая средняя квадратическая погрешность (СКП) навигационных измерений:

®нс_треб у® доп ®пил . (2)

СКП пилотирования при полете по маршруту не превышает 0,463 км [3].

2 Расчет рабочей области маяка VOR/DME

Чтобы оценить точность самолетовождения при полетах по концепции зональной

навигации, необходимо рассчитать рабочие области (РО) навигационных маяков. РО называют объем пространства, в пределах которого данная радиотехническая система обеспечивает требуемые точность и безопасность полетов. В свою очередь, точность РТС есть способность полной системы удерживать ВС в пределах требуемого интервала с вероятностью не хуже заданной [2].

В качестве показателя точности навигации в Руководстве ИКАО выбрана круговая погрешность заданного радиуса. В пределах РО вероятность нахождения ВС в круговой области должна составлять не менее 0,95. Так как в качестве показателя точности используется величина круговой погрешности, то это означает, что в пределах указанных величин должны находиться погрешности навигации как в боковом, так и в продольном направлении.

Радиус круговой погрешности зависит от типа воздушного пространства. Для континентального воздушного пространства, в регионах, оснащенных радиомаяками VOR/DME при сравнительно небольшом их разносе, рекомендуется использовать RNP4. При этом круговая погрешность навигации не должна превышать 4 мм (7,4 км) для вероятности 95 %. При учете погрешности пилотирования по формуле (2) получим, что предельно допустимая погрешность систем навигации для RNP4 составляет 7,38 км.

Для расчета текущей погрешности определения координат ВС в ИКАО разработана методика расчета, в основе которой лежит расчет радиуса аппроксимирующего круга [4]:

R = 2 • drms, (3)

где drms = д/of+a2 - суммарная СКП; at,с2 -погрешности каналов измерения координаты ВС.

Затем методом имитационного моделирования находят удаление, на котором радиус аппроксимирующего круга равен радиусу круга удерживания соответствующего типа воздушного пространства. Найденное удаление будет радиусом РО.

2014/3

Proceedings of Petersburg Transport University

Современные технологии - транспорту

113

Навигационные параметры измеряются различными системами: азимут - угломерным оборудованием VOR, удаление - дальномер-ным оборудованием DME. Таким образом, СКП измерения навигационных параметров являются независимыми.

Система VOR/DME является азимутально-дальномерной; линейная погрешность азимутального канала находится как

°а _ лин = D '°а , (4)

где а - СКП азимутального канала (в радианах); D - удаление от маяка; погрешность дальномерного канала находится как

ad = 4aDо + (D • kD ), (5)

где aD0 - СКП дальномерного канала; kD - коэффициент нарастания погрешности с расстоянием.

Зададим значения погрешностей маяка, рекомендованные ИКАО [5]: аа = 1° = 0,0175 рад; aD0 = 0,495 км; kD = 0,00125.

Погрешность пилотирования по маршруту примем 0,463 км. Тогда радиус рабочей области для воздушного пространства типа RNP4 составит 213 км.

В отсутствие закрытий РО имеет форму круга. Однако размеры рабочей области не

могут превышать размеров зоны действия, что становится заметным при больших закрытиях и на малых высотах [2]. Это видно на рис. 1-4.

3 Оценка покрытия воздушных трасс рабочими областями существующих маяков VOR/DME

Результаты расчета степени покрытия воздушных трасс РО для высоты полета 10 000 м при существующем навигационном обеспечении представлены на рис. 1 и в табл. 1.

Интегральная степень покрытия трасс РО равна 42 %.

Результаты расчета степени покрытия воздушных трасс РО для высоты полета 6000 м при существующем навигационном обеспечении представлены на рис. 2 и в табл. 2.

Интегральная степень покрытия трасс РО равна 34 %.

4 Оценка покрытия воздушных трасс рабочими областями маяков VOR/DME учетом рекомендаций

В работе [1] была дана рекомендация дооснастить аэродромы Багдада и Сулеймании дальномерным оборудованием DME, а также внедрить маяки VOR/DME в Таль-Афаре и Аль-Асаде.

ТАБЛИЦА 1. Степень покрытия трасс РО существующих маяков VOR/DME

для высоты полета 10 000 м

Трасса 1-1' 2-2' 3-3' 4-4' 5-5'

Длина трассы, км 1128 1143 1212 772 564

Длина участков, покрытых РО, км 777 381 127 342 287

Степень покрытия, % 69 33 11 44 51

ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС

2014/3

114

Современные технологии - транспорту

Рис. 1. Анализ покрытия воздушных трасс РО для существующих маяков VOR/DME

для высоты полета 10 000 м

Рис. 2. Анализ покрытия воздушных трасс РО для существующих маяков VOR/DME

для высоты полета 6000 м

2014/3

Proceedings of Petersburg Transport University

Современные технологии - транспорту

115

Рис. 3. Анализ покрытия воздушных трасс РО маяков VOR/DME DME с учетом рекомендаций для высоты полета 10 000 м

Рис. 4. Анализ покрытия воздушных трасс РО маяков VOR/DME DME с учетом рекомендаций для высоты полета 6000 м

ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС

2014/3

116

Современные технологии - транспорту

ТАБЛИЦА 2. Степень покрытия трасс РО существующих маяков VOR/DME

для высоты полета 6000 м

Трасса 1-1' 2-2' 3-3' 4-4' 5-5'

Длина трассы, км 1128 1143 1212 772 564

Длина участков, покрытых РО, км 628 343 60 332 192

Степень покрытия, % 56 3 5 43 34

Результаты расчета степени покрытия воздушных трасс РО для высоты полета 10 000 м при условии внедрения дополнительного оборудования представлены на рис. 3 и в табл. 3.

Интегральная степень покрытия трасс РО равна 92 %.

Результаты расчета степени покрытия воздушных трасс РО для высоты полета 6000 м при условии внедрения дополнительного оборудования представлены на рис. 4 и в табл. 4.

Интегральная степень покрытия трасс РО равна 91 %.

Заключение

Анализ точности самолетовождения для полетов по концепции зональной навигации был

проведен методом расчета рабочих областей маяков VOR/DME. Внедрение дополнительных маяков привело к тому, что интегральная степень покрытия воздушных трасс РО выросла для высоты полета 10 000 м в 2,2 раза (с 42 до 92 %), для высоты полета 6000 м - в 2,7 раза (с 34 до 91 %).

Предложенные рекомендации позволят значительно повысить точность самолетовождения и уровень безопасности полетов в регионе.

Внедрение дополнительных маяков VOR/ DME и дальномерного оборудования позволит не только улучшить навигационное обеспечение в регионе, повысить точность самолетовождения и уровень безопасности полетов, но и (за счет того, что маяки предполагается расположить на территории Республики Ирак)

ТАБЛИЦА 3. Степень покрытия трасс РО маяков VOR/DME DME с учетом рекомендаций для высоты полета 10 000 м

Трасса 1-1' 2-2' 3-3' 4-4' 5-5'

Длина трассы, км 1128 1143 1212 772 564

Длина участков, покрытых РО, км 1044 1048 1030 772 503

Степень покрытия, % 93 92 85 100 89

ТАБЛИЦА 4. Степень покрытия трасс РО маяков VOR/DME DME с учетом рекомендаций для высоты полета 6000 м

Трасса 1-1' 2-2' 3-3' 4-4' 5-5'

Длина трассы, км 1128 1143 1212 772 564

Длина участков, покрытых РО, км 1016 1025 1030 772 503

Степень покрытия, % 90 90 85 100 89

2014/3

Proceedings of Petersburg Transport University

Современные технологии - транспорту

117

обеспечить навигационную независимость страны.

Авторы выражают благодарность Министерству образования и науки Республики Ирак, а также сотрудникам посольства Республики Ирак за оказанную помощь и поддержку.

Библиографический список

1. Вариант рационального состава и размещения радиомаяков VOR/DME в Республике Ирак для обеспечения зональной навигации / Е. В. Соболев, Ал-Рубой Мудар, Е. А. Рубцов // Изв. Петербург. ун-та путей сообщения. - 2014. - Вып. 2 (39). - С. 111-117.

2. Организация радиотехнического обеспечения полетов. Ч. 1. Основные эксплуатационные требования к авиационным комплексам навигации, посадки, связи и наблюдения: учеб. пособие / Е. В. Соболев. - Санкт-Петербург : СПбГУ ГА, 2007. - 120 с.

3. Руководство по требуемым навигационным характеристикам (RNP). ИКАО документ 9613 AN-937, 1999. - 68 р.

4. Stellios, P. M. Error distributions and accuracy measures in navigation: an overview. Geodesy and geomatics engineering UNB, technical report N 113/Dep. of Surveying Engineering Univ. of New Brunswick. - Canada, 1985. - 160 p.

5. Руководство по навигации, основанной на характеристиках (PBN). ИКАО документ 9613 AN/937, 3-е изд., 2008. - 264 с.

УДК 504:656.2

Т. С. Титова, Е. И. Макарова

Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ЭКОЗАЩИТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОЧИСТКИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Проведена оценка качества технологий очистки загрязненных металлических поверхностей с использованием моющих средств, разработанных на кафедре «Инженерная химия и естествознание» в сравнении с известными моющими средствами, применяемыми в настоящее время на железнодорожном транспорте. Оценка производилась с помощью индексов PQ (property quality), поскольку в этом случае можно, используя определенные математические операции, проанализировать различные аспекты: экологические, технологические и эксплуатационные; полученные данные затем суммируются; чем выше значение индекса PQ, тем выше качество технологического решения.

экозащитная технология, качество технологии, очистка поверхностей, загрязнение, моющее средство, утилизация отработанных моющих растворов, защита окружающей среды, железнодорожный транспорт.

Введение

В процессе эксплуатации металлические гаются загрязнению, причины которого свя-детали подвижного состава неизбежно подвер- заны, прежде всего, с налипанием дорожной

ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС

2014/3