Предупреждение столкновений (развода конфликтных ситуаций) летательных аппаратов в воздушном пространстве
Рассмотрены особенности разведения опасных перекрытий или столкновений летательных аппаратов в воздушном пространстве минимального эшелонирования и предложен вариант оптимального разведения конфликта летательных аппаратов автопилотом.
Введение
Проблема предупреждения столкновений является сложной задачей. Потребовалось много лет для разработки и отладки логики предупреждения столкновений (ПС). Существующие бортовые системы предупреждения столкновений играют важную роль в управлении воздушным движением и находят все большее распространение. Однако дальнейшее развитие воздушного движения, рост интенсивности перевозок и увеличение плотности летательных аппаратов (ЛА) в воздушном пространстве обуславливает дальнейшую автоматизацию процессов разведения конфликтных ситуаций. Необходимость автоматизации управления разведением конфликта вызвана острым дефицитом времени на принятие решения летчиком вследствие скоротечности процессов управления и большого объема используемой информации. Автоматизация функций управления и, в частности, функций предотвращения конфликтных ситуаций в полете - одно из самых необходимых направлений развития бортовых и наземных авиационных радиоэлектронных систем, обеспечивающее значительное повышение безопасности полетов. Поэтому дальнейшему совершенствованию систем предупреждения столкновений придается особое значение. Автоматизация процесса предупреждения конфликтной ситуации и разведения конфликта заметно ослабит влияние человеческого фактора на опасные сближения ЛА.
Целью данной статьи является рассмотрение возможности применения оптимального автоматического разведения конфликтующих ЛА автопилотом.
Алгоритмы, положенные в основу решения задачи
предупреждения столкновений
Способы и средства обеспечения вождения летательных аппаратов в воздушном пространстве минимального эшелонирования (RVSM) в реальном времени при конфликтах составляют предмет теории системы предупреждения столкновений (СПС). Эта теория исследует методы расчета и выполнения экипажами ЛА различных маневров, обеспечивающих разведение конфликта (рис. 1). При этом основное внимание уделяется кинематической стороне маневров. Самолет рассматривается как кинематическая точка, движущаяся в пространстве, однако учитываются ограничения по его скорости и ускорению. Основные задачи алгоритмического обеспечения СПС можно разделить на три группы:
- определение относительного положения ЛА в конфликтной ситуации, что представляет те или иные частные случаи статистического оценивания состояния динамической системы;
- обнаружение случайных событий (маневра ЛА, наличия угрозы столкновения и т.д.), что относится к теории статистических решений;
- управление (выполнение маневров уклонения, выдерживания заданного места и т.д.) согласно теории автоматического управления.
Ниже рассмотрены постановка и отмечены особенности отдельных задач управления в СПС, а также методы оптимального развода конфликтов.
Скачать полную версию статьи: