CC BY
29
получать произвольные формы датчиков. По сравнению с пьезокерамическими преобразователями датчики с использованием пьезоэлектрических плёнок обладают более широким частотным диапазоном, однако имеют ограничения по электромеханическому коэффициенту связи. По сравнению с пьезокерамическими датчиками данный коэффициент у плёнок РУББ довольно слабый, особенно на частоте резонанса и на низких частотах. Если на плёнку нанесены электроды, полученный датчик становится чувствительным к электромагнитному излучению.
Таким образом, проанализировав всю информацию по данному материалу, можно сделать вывод о том, что рассматривать РУББ плёнки для датчика расхода следует в перспективе. В таком случае пьезоплёнка оборачивает снаружи любой ровный участок рабочего трубопровода и закрепляется на нём. На плёнку наносятся электроды для получения на выходе значения частоты колебаний трубопровода под действием протекающей жидкости. Данная частота непосредственно связана с расходом среды. Преимуществом является накладная конструкция датчика, однако в этом случае возникают требования к трубопроводу, поскольку его характеристики и поведение в процессе измерения расхода могут влиять на чувствительность датчика.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бейдер Э. Я., Донской А. А., Железина Г. Ф., Кондрашов Э. К., Сытый Ю. В., Сурнин Е. Г. Опыт применения фторполимерных материалов в авиационной технике// Российский химический журнал. - 2008. - Т. 52, №3. -С.30-44.
2. Шикина В. Е. Изготовление цилиндрического пьезокерамического первичного преобразователя для массового расходомера жидкостей // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2014. -№4. - С. 93-101.
3. Шикина В. Е. Использование пьезоэлектрического материала для изготовления датчика массового расходомера жидкости // Вестник Ульяновского государственного технического университета (Вестник УлГТУ). -2013. - №3. -С. 72-74.
4. Яффе Б. Пьезоэлектрическая керамика. -М. : Мир, 1974. - 288 с.
5. http://www.elpapiezo.ru/Datasheets/SOFT.pdf.
Шикина Виктория Евгеньевна, старший преподаватель кафедры «Измерительно-вычислительные комплексы» УлГТУ.
Поступила 04.09.2018 г.
УДК 629.7.066; 629.7.04; 629.73
С. К. КИСЕЛЁВ, Е. И. СТЕПНОВА
ОЦЕНКА ЗРИТЕЛЬНОЙ ЗАГРУЗКИ ПИЛОТА ПО ПИЛОТАЖНО-НАВИГАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ЭТАПЕ ПОСАДКИ ВОЗДУШНОГО СУДНА
Рассматривается метод оценки зрительной загрузки пилота по параметрической видеоинформации на этапе посадки воздушного судна (далее по тексту ВС). Предлагается новый способ предоставления пилоту пилотажной информации, позволяющий снизить нагрузку пилота за счёт отображения пилотажной информации в зависимости от этапа полёта.
Ключевые слова: индикатор, воздушное судно, приборная панель, пилотажная информация.
Согласно исследованию Boeing с 2007 по 2016 год [1] 10% авиационных происшествий происходит во время буксировки и рулении,
© Киселёв С. К., Степнова Е. И., 2018
6% при взлёте и наборе высоты, 11% во время крейсерского полёта, 3% на этапе снижения, 8% во время предварительного захода на посадку и 24% на этапе приземления и финального захода на посадку (рис. 1).
Международная организация гражданской авиации (ICAO) определяет показатели безопасности воздушного движения как отношение количества катастроф ВС за год к налёту ВС за год.
Распределение катастроф и налёта по этапам полёта ВС в России приведено на рисунке 2 [2]. Видно, что на этапе посадки ВС на 0,75% налёта ВС приходится 66,7% катастроф ВС, на этапе снижения и захода на посадку на 9% налёта приходится 22,2% катастроф ВС и т. д.
Из проведённого анализа следует, что этап посадки является самым аварийным этапом полёта ВС.
Относительная зрительная загрузка пилота по параметрической видеоинформации рассчитывается по формуле (1) [3].
Х=тф + !£=1/п, (1)
где Л — относительная зрительная загрузка пилота по параметрической видеоинформации; Тф — среднее время снятия пилотом показания с изобразительного элемента полётного параметра (ИЭ ПП);
А — минимально необходимая частота наблюдения ьго ПП (1 = 1,..., Ып);
Ып - число визуализируемых п-м прибором ПП;
Тп - средняя продолжительность переноса взгляда пилота с одного прибора на другой;
Ап — информативная частота п-го прибора.
и%
48%
Несчастные случаи со смертельным исходом
Несчастные случаи на борту
Процентное отношение времени полёта , р^счи-анного на чйг.э полёта
Руление, загрузка, разгрузка, парковка, буксировка
10%
Взлёт
Начальный набор высоты
6%
Набор высоты
полёт
Снижение
Начальный заход на посадку
корректировка конца захода на посадку 12%
Конец захода на посадку
26% 20%
Посадка
Рис. 1. Процентное отношение несчастных случаев со смертельным исходом и смертельных случаев на борту ВС
Взлёт -11..11...1.--.1 I г- Маршрут Снижение Посадка
Распределение катастроф по этапам полёта
0% 12, Ж 22.2% 66.7%
7% я V™, 9% 0.75%
Распределение лётного времени по этапам полёта
Рис. 2. Соотношение лётного времени и катастроф по этапам полёта
Таблица 1
Результаты расчётов зрительной загрузки пилота по параметрической видеоинформации
на этапе посадки
Параметры А Зел. А Зел. и жёлт. А Зел., жёлт. и син.
Было Стало Было Стало Было Стало
Угол атаки 0,138 0,138 0,184 0,184 0,184 0,184
Приборная скорость 0,147 0,147 0,176 0,176 0,206 0,206
Символ самолёта 0,092 0,092 0,092 0,092 0,092 0,092
Авиагоризонт 0,092 0,092 0,092 0,092 0,092 0,092
Крен 0,258 0,172 0,344 0,344 0,344 0,344
Тангаж 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35
Боковая перегрузка 0,184 - 0,184 0,184 0,184 0,184
Команды директорного управления 0,184 0,184 0,184 0,184 0,184 0,184
Символ безопасности 0,184 - 0,184 0,184 0,184 0,184
Режим управления полетом и тягой двигателей 0,122 0,061 0,122 0,061 0,123 0,0613
Сигнальная информация - - 0,184 0,184 0,184 0,184
Барометрическая высота 0,154 0,115 0,192 0,171 0,25 0,25
Вертикальная скорость 0,295 0,295 0,338 0,338 0,422 0,422
Отклонение от глиссады и курса посадки 0,1 0,1 0,15 0,15 0,25 0,25
Радиовысота 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
Высота принятия решения 0,123 0,061 0,184 0,123 0,184 0,123
Курсовая информация 0,16 0,16 0,16 0,16 0,184 0,184
Воздушная обстановка от СПС - - 0,184 0,184 0,184 0,184
Признаки и частоты настройки бортовых радиосредств - - - - 0,184 0,184
Дальность до радиомаяков DME 0,092 0,092 0,092 0,092 0,184 0,184
Расстояние и время до ППМ-на 0,184 0,184 0,184 0,184 0,184 0,184
Нормальная перегрузка 0,082 0,082 0,122 0,122 0,184 0,184
СУММА А 3,19 2,576 3,953 3,811 4,587 4,464
Тф1 0,4
Тф2 0,35
Расчёт X по Тф1 1,276 1,03 1,581 1,525 1,835 1,835
Расчёт X по Тф2 1,117 0,9 1,384 1,334 1,605 1,605
Поскольку для оценки зрительной загрузки пилота рассматривается один 1111, то Тп и уп принимаем равным 0. Отсюда следует, что расчёт относительной зрительной загрузки пилота по параметрической видеоинформации рассчитывается по формуле (2).
х=ТФ (2)
Приведём некоторую численную иллюстрацию полученных соотношений на этапе посадки. Результаты расчётов зрительной загрузки пилота по параметрической видеоинформации на этапе посадки приведены в таблице 1.
Это подтверждается экспериментальными исследованиями, проведёнными в 1986-1987 гг. в отделе эргономики Научно-экспериментального центра автоматизации управления воздушным движением. В ходе этих исследований установлено, что зрительный образ состояния ИЭ формируется у пилота за 0,1-0,15 с, однако зафиксированная в зрительном образе состояния ИЭ
информация перерабатывается в течение 0,350,4 с. Поэтому при расчёте количественного состава СОИ следует ориентироваться на величину Тф = 0,35 - 0,4 с.
Снижение этой величины до 0,3 с вызывает возрастание потока информации на 1111 на 1/3, что требует от пилота повышения на 1/3 скорости переработки информации. Однако приведённые значения потоков информации по ПП и оценка информационной загрузки пилота при заходе на посадку показывают отсутствие у пилота реального резерва по пропускной способности зрительного канала. Следовательно, совершенствованием технических способов визуализации ПП изобразительным элементом невозможно достичь реального сокращения средней продолжительности съёма пилотом с ИЭ параметрической информации относительно значения Тф = 0,35 - 0,4 с.
Из приведённого расчёта (см. таблицу 1) видно, что сокращение визуализации ПП на этапе
посадки позволяет повысить качество зрительного контроля ПП.
Полностью исключить отображаемые параметры, не влияющие на качество пилотирования, неправильно, поскольку пилот всегда должен иметь при необходимости доступ к дополнительной информации для правильно принятия решения. Поэтому в работе предлагается поставить ограничения на неотображаемые параметры, и при приближении к этому ограничению ПП должен выводиться на индикацию.
При повышенном уровне автоматизации на этапе посадки нагрузка на пилота уменьшается, но зрительный контроль не должен ослабевать, поскольку при непредвиденных ситуациях пилот должен в кратчайший срок проанализировать остановку и принять правильное решение.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Statistical Summary of Commercial Jet Airplane Accidents Worldwide Operations 1959-2016, Boeing. - 2016.
2. Обеспечение безопасности полётов при управлении воздушным движением: учеб. пособие / сост.: М. В. Стионов, Д. А. Князевский. -Ульяновск : УВАУГА(И), 2010. - 67 с.
3. Столяров Н. А., Кузнецов И. Б. Эргономические основы совершенствования отображения приборной информации // Научный вестник МГТУ ГА. - 2013. - №192. - С. 96-101.
Киселёв Сергей Константинович, доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Измерительно-вычислительные комплексы» УлГТУ.
Степнова Елена Ивановна, аспирант кафедры «Измерительно-вычислительные комплексы» УлГТУ, инженер 2-й категории АО «УКБП».
Поступила 17.09.2018 г.
