Візуалізація супутнього сліду при заході на посадку



Скачати 191.72 Kb.
Дата конвертації08.01.2017
Розмір191.72 Kb.
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ


Кафедра аеронавігаційних систем

ДОПУСТИТИ ДО ЗАХИСТУ

Завідувач кафедри

_____________Харченко В.П.


«__»________________2013 р.


ДИПЛОМНА РОБОТА

(ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА)

ВИПУСКНИКА ОСВІТНЬО-КВАЛІФІКАЦІЙНОГО РІВНЯ

“МАГІСТР”

Тема: Візуалізація супутнього сліду при заході на посадку

Виконавець: Скоробогата Х.Р.

Керівник: Богуненко М.М.

Консультанти з окремих розділів пояснювальної записки:

Охорона праці Карасьов С.І.

Охорона середовища: Радомська М.М
Нормоконтеролер: Ларін В.Ю.

Київ – 2013

MINISTRY OF EDUCATION AND SCIENCE OF UKRAINE

NATIONAL AVIATION UNIVERSITY


Airnavigation Systems Department

Permission to defend granted

Head of the Department

____________V.P. Kharchenko

«__»________________2013 р



MASTER’S DEGREE THESIS

Visualization of wake vortex during landing

Completed by: Kristina Scorobogata

Supervisor: M.M. Bogunenko

Consultant from the special chapters of explanatory note:

Labor precaution consultant: Karasiov S.I

Environmental protection consultant: Radomska M.M

Standards Inspector: Larin V.Yu.

Kyiv – 2013

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ


Інститут аеронавігації

Кафедра аеронавігаційних систем



Cпеціальність: 8.070102 Обслуговування повітряного руху
ДОПУСТИТИ ДО ЗАХИСТУ

Завідувач кафедри

_____________Харченко В.П.
«__»________________2013 р.

ЗАВДАННЯ

на виконання дипломної роботи

_____Cкоробогатої Христини Ростиславівни_______


1. Тема дипломної роботи: «Візуалізація супутнього сліду при заході на посадку» затверджена наказом ректора від "20" лютого 2013 р. № 367/ст

2. Термін виконання роботи: 16.04.2013 р. – 25.05.2013 р.

3. Вихідні дані до роботи: алгоритм запобігання потрапляння літака до супутнього сліду.

4. Зміст пояснювальної записки: Вплив супутнього сліду на безпеку польоту. Інструментальне виявлення супутнього сліду. Розрахунок параметрів супутнього сліду. Вплив авіації на клімат. Охорона праці.

5. Перелік обов'язкового графічного (ілюстративного) матеріалу: схеми, таблиці, формули.

6. Календарний план-графік



№ П/П

Завдання

Термін

Виконання



Відмітка про виконання



Підготовка та написання 1 розділу «Вплив супутнього сліду на безпеку польоту»

16.04.13-22.04.13

Виконано



Підготовка та написання 2 розділу «Приборне виявлення супутнього сліду»

23.04.13-30.04.13

Виконано



Підготовка та написання 3 розділу «Розрахунок параметрів супутнього сліду»

01.05.13-08.05.13

Виконано



Підготовка та написання 4 та 5розділів «Екологія» та «ОБЖ»

09.05.13-17.05.13

Виконано



Підготовка презентації та доповіді

18.05.13-24.05.13

Виконано

7. Консультанти з окремих розділів

Розділ

Консультант

(посада, П.І.Б.)



Дата, підпис

Завдання видав

Завдання прийняв

Охор. середовища


Асист каф. екол, Радомська М.М.

16.05.13




Охор. праці

Карасьов С.І.

20.05.13



8. Дата видачі завдання: «16 » квітня 2013 р.


Керівник дипломної роботи ___________________ Богуненко М.М.

(підпис керівника) (П.І.Б.)

Завдання прийняв до виконання __________________ Скоробогата Х.Р.

(підпис керівника) (П.І.Б.)

NATIONAL AVIATION UNIVERSITY

Institute of Aeronavigation

Aeronavigation Systems Department

Specialty: 6.070102 «Air Traffic Controll»



Permission to defend granted

Head of the Department

____________V.P. Kharchenko

«__»________________2013 р



Graduate Student’s Degree Thesis Assignment

Scorobogata Kristina

1. The Thesis topic: « Visualization of the wake vortex during landing » approved by the Rector’s order of 20 February 2013 № 367/st.

2. The Thesis to be completed between 16.04.2013 – 25.05.2013.

3. Initial data to the thesis: algorithm prevent the entry aircraft into the wake vortex

4. The content of the explanatory note (the list of problems to be considered): Impact the wake vortex on the flight safety. Instrument identification of wake vortex. Calculating the parameters of wake. Impact aviation on climate. Labour protection.

5. The list of mandatory graphic (illustrated) materials: diagrams, tables, formulas.



6. Calendar timetable:



Completion stages of Degree Thesis

Stage completion dates

Remarks

1.

Preparation of chapter 1: « Impact the wake vortex on the flight safety »

16.04.13-22.04.13

Complete

2.

Preparation of chapter 2: « Instrument identification of wake vortex »

23.03.12-30.04.13

Complete

3.

Preparation of chapter 3: « Calculating the parameters of wake »

01.05.13-08.05.13

Complete

4.

Preparation of chapter 4 and 5: « Impact aviation on climate and Labour protection»



09.05.13-17.05.13

Complete

5.

Preparation of report and graphic materials.

18.05.13-24.05.13

Complete




Section

Adviser

Date, signature

Assignment Delivered

Assignment Accepted

Ecology

Ass.., Ph.D. of technical sciences Radomska M. M.

16.05.13




Labor precaution

Ass.., Ph.D, of technical sciences Karasyov S.I.

20.05.13




  1. Advisers on individual sections of the Project (Thesis)



  1. Assignment of issue date: 16 April 2013

Supervisor________________________________________ M.M. Bogunenko

Assignment accepted for completion ___________________ K.R. Scorobogata



РЕФЕРАТ

Пояснювальна записка до дипломної роботи «Візуалізація супутнього сліду при заході на посадку»: 86 с., 19 рис., 2 табл., …. джерел

Об’єкт дослідження – система управління повітряним рухом.

Предмет дослідження – утворення супутнього сліду і можливості його візуалізації.

Мета роботи – дослідження можливості візуалізації супутнього сліду.

Мета дослідження – створення алгоритму запобігання попадання літака до супутнього сліду.

У наш час аеродромна зона являється найбільш відповідальним і уразливим місцем на всій траєкторії польоту. Тому збільшення пропускної здатності напряму залежить від ешелонування літаків. Отже, розробка алгоритму запобігання попадання літака до супутнього сліду дозволить значно зменшити інтервали ешелонування під час посадки і тим самим збільшить пропускну здатність аеродрому.

СУПУТНІЙ СЛІД, БЕЗПЕКА ПОЛЬОТУ, МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ, АТМОСФЕРНА ТУРБУЛЕНТНІСТЬ, ВІЗУАЛІЗАЦІЯ ВИХОРІВ, ПРОПУСКНА ЗДАТНІСТЬ, АЛГОРИТМ.



ABSTRACT

Explanatory note to the thesis "Visualizing concurrent track while landing": 86 p., 19 fig., 2 tables. .... sources

The object of study - a system of air traffic control.

Purpose of the study - the formation of associated trace and possibilities of its rendering.

Purpose of work - to explore the possibility of visualizing the accompanying track.

The aim - the creation of an algorithm to prevent the aircraft wake.

Nowadays airfield area is the most responsible and vulnerable place throughout the flight path. Because increasing the capacity depends on the separation of aircraft. Therefore the development of an algorithm to prevent the aircraft wake will significantly reduce separations during landing and thereby increase the capacity of the airport.

WAKE, FLIGHT SAFATY, MATHEMATICAL MODELLING, ATMOSPHERIC TURBULENCE, VORTICES VISUALIZATION, AIRPORT OPERATIONAL CAPACITY, ALGORITHM.



CONTENT Pg

List of abbreviations and explanation of terms...……………………………11

Introduction…………………………………………………………………13

Chapter 1. Impact wake on flight safety…………………………………15

1.1 The concept of wake, it’s nature…………………………………………15



    1. Flight safety during wake vortex…………………………………………21

1.3 Problems of collision avoidance and vortex safety……………………….25

First chapter conclusion………………………………………………………28



Chapter 2. Requirements specification to the master’s degree thesis……30

Chapter 3. Instrument identification of wake vortex……………………..35

3.1 Methods of the wake visualization………………………………………..35

3.2 Vortex system security……………………………………………………37

3.3 Examples of the San Francisco’s Airport wake visualization system……..41

3.3.1 Windline…………………………………………………………………41

3.3.2 Pulsed Lidar……………………………………………………………..45

Third chapter conclusion………………………………………………………51

Chapter 4. Calculating the parameters of wake……………………………53

4.1 Characteristics and criteria of the atmospheric turbulence…………………53

4.2 Calculation of wake vortex………………………………………………...55

4.3 Analysis of vortex characteristics………………………………………….57

4.4 Impact on aircraft wake vortex, creating algorithm prevent the entry aircraft wake vortex…………………………………………………………………...59

Fourth chapter conclusion…………………………………………………….64



General conclusions and recommendations…………………………………65

Chapter 5. Impact aviation on climate……………………………………..67

5.1 Climate and it’s characteristics…………………………………………….67

5.2 Global climate impact on aviation………………………………………....72

5.3 Policy options for reducing the non CO2 effects of aviation ……………...76

Fifth chapter conclusion……………………………………………………….77.

Chapter 6. Labour protection………………………………………………79

6.1 Dangerous productive factors in the technical operation of the computer…79

6.2 Technical measures exclude the impact of hazards when working in the computer……………………………………………………………………….81

6.3 Fire safety company……………………………………………………….86

6.4 Instructions for fire safety…………………………………………………87

Sixth chapter conclusion………………………………………………………89

List of sources ………………….…………………………………………….91

LIST OF ABBREVIATIONS AND EXPLANETION OF TERMS

ICAO – International Civil Aviation Organization

NLL – National airspace laboratory

PANS – Procedures for Air Navigation Services

TMA – Terminal area

TCAS – Traffic Collision Avoidance

TAWS – Terrain Awareness and Warning System

EGPWS – Enhanced Ground Proximity Warning System

ATC – Air traffic controller

CNS – Communication, Navigation, Surveillance

ATM – Air traffic Management

UHF – Ultra-high frequency

ADS - Automatic dependent surveillance

SFO – San Francisco’s Airport

WTMS – Wake Turbulence Measurement System

JFK –New York Kennedy Airport

DEN – Denver’s Stapleton Airport

LMR – London’s Heatrow Airport

ORD – O’Hare Airport

CW – Continuous Wawe

CTI – Coherent Technologies Inc.

PPI – Plan Position Indicator

VAD – Velocity Azimuth Display

TAMIS – Total Airport Management Information System

WMO – World Meteorological Organization

VOC – Volatile organic components

TA – Thematic area

GWP – Global Warning Potencial

RF – Radiative Forcing

GTP – Global Temperature Potencial

VRC - Virtual Radar Client

PC – Personal computer



Wake - zone air flow behind the plane. Total pressure changes therein compared to the total pressure because of the presence of oncoming flow plane.

Vorticity - Availability of rotation at any point of the fluid. It may also mean angular velocity of the fluid element small.

Flight safety - complex characteristics of the air transport system to function without harming the system or users whose behalf it operates and develops.

INTRODUCTION

Wake vortex descended from a flying aircraft may be dangerous to any other aircraft. The length of time in an atmosphere of dangerous wake vortex can be up to several minutes, and it stretches for dozens of miles by aircraft. Aircraft entering the vortex wake can lead to frequency-resonance excitation of elements of the aircraft structure, turbulence, uncontrolled angular velocity of roll with lost altitude, and the loss of controllability of the aircraft. This phenomenon is one of the major causes of aircraft accidents in the world. The problem of vortex wakes is relevant to civil aviation, both in terms of safety and airspace capacity. It is the most important factor to consider with the further development of the industry. The problem concerns the airspace users, airport services and air navigation service providers. In current practice, the rule ICAO defines the minimum distance between moving in the same direction aircraft horizontal separation on conditions not getting aircraft vortex wake. Under these rules, the minimum distance is determined by the types of aircraft and is for example 4 MM or 7 km. for heavy aircraft flying over heavy and 6 MM or 11 km. for light aircraft flying over heavy.

The introduction of the new generation of wide-body aircraft such as the A380, B-787, An 124-100, required revision intervals longitudinal separation and a significant increase in the minimum distance of following aircraft.

Economic aspects of vortex safety lies in the fact that compliance with existing ICAO separation standards leads to restriction of the capacity of airports and airways. For example the number of delays in the departure of compliance standards longitudinal separation was in 2000 - 19% of total delay. With the increase in air traffic in compliance with current ICAO standards in 2010 to predict the growth of delay compared to the level in 2000 to 40%. According to the National Aerospace Laboratory NLL Netherlands, the annual total expected losses for airlines and airports in the EU, the United States by 2010 was approximately 4bln. U.S. dollars. Realizing that further increase the efficiency of air traffic control and safety solution requires vortex wakes. ICAO has formulated requirements for advanced systems avoid vortex wakes. Also, the system must have a ground and air components, replace the fixed minima for vortex safety minima appropriate to the particular circumstances [1].

The swirling motion of air masses is poorly studied process in the atmospheric sciences. The main difficulty in the study of this process arise when modeling the structure of education of the vortices themselves and their behavior. In the simulation of the formation of vortices is necessary to take into account weather conditions, terrain features in each of the airport, as well as the type of aircraft. That is, for each airport will need to create its own model of behavior of the vortex and thus move wake. Eurocontrol, such studies have already been initiated.

Today, for the study of the atmosphere of the Earth are used more and more new technology. The most dynamic of these are - lidar ground-, air-and space-based.




LIST OF COMMENTS

LIST OF SOURSES

  1. АКО: аналитика, комментарии и обзоры [Электронный ресурс]: Вихревая безопасность полетов: проблемы и перспективы: \

http://www.be-and-co.com/ako_pdf/ako010510.pdf

  1. Расследование авиационных происшествий и инцидентов связанных с метеорологическими факторами [Электронный ресурс]: Методическое пособие издание третье, переработанное и дополненное. АНО «Метеоагенство Росгидромета» 123242, г. Москва, Малый Трехгородный пер., д. 12/7, стр 2: \

http://www.aviamettelecom.ru/docs/lib2/aviaprois_part_3.pdf

  1. Aviation News and Resource Online Magazine [Электронный ресурс]: “Aircraft wake turbulence”: \

http://avstop.com/stories/aircraftwaketurbulence.htm

  1. Section 3.Wake Turbulence [Электронный ресурс]: \ http://www.faa.gov/air_traffic/publications/atpubs/aim/aim0703.html

  2. Закрытое акционерное общество Российская акционерная ассоциация «Спецтехника» [Электронный ресурс]: Интегрированная система безопасности полетов: \

http://raa-st.ru/projects/ISSF/

  1. Исаев В.К., Давидсон Б.Х., Золотухин В.В. Некоторые актуальные системные, математические и информационные задачи управления воздушным движением // Труды 50-й научной конференции МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук»: Часть III. Аэрофизика и космические исследования. Т. 2. — М.: МФТИ, 2007.

  2. J. R. Spreiter and A. H. Sacks, “The Rolling Up of the Trailing Vortex Sheet and Its Effect on the Downwash Behind Wings,” Journal of the Aeronautical Sciences, January 1951, pp. 21-32.

  3. David C. Burnham, Ph.D., Kevin L. Clark, James N. Hallock, Ph.D., “SFO Wake Turbulence Measurement System: Sensors and Data Descriptions” , Research and Innovative Technology Administration John A. Volpe National Transportation Systems Center Cambridge, MA 02142-1093

  4. Руководство по информационному обеспечению автоматизированной системы обеспечения безопасности полетов воздушных судов гражданской авиации Российской Федерации (АСОБП). – М.; ООО «Аэронавигационное консалтинговое агентство», 2002. – 192 с.

  5. Claude G. Matalanis and John K. Eaton “Wake Vortex Alleviation Using Rapidly Actuated Segmented Gurney Flaps” [Электронный ресурс]:Flow Physics and Computation Division Department of Mechanical Engineering Stanford University Stanford, CA 94305-3030 : \ http://www.stanford.edu/group/fpc/Publications/TF/Claude.pdf

  6. Grant I, Mo M, Pan X, Parkin P, Powell J, Reinecke H, Shuang KF, Coton F, Lee D (2000) An experimental and numerical study of the vortex filaments in the wake of an operational horizontal)axis wind turbine.J Wind Eng and Ind Aero 85:177)189

Каталог: main -> study -> abstracts
abstracts -> Міністерство освіти І науки, молоді та спорту укра ї ни Національний авіаційни й університет Кафедра аеронавігаційних систем допустити до захисту завідувач кафедри В. П. Харченко " " 2013 р. Дипломна робота
abstracts -> Розробка методів встановлення скороченого ешелонування на злітно-посадковій смузі
abstracts -> Дипломна робота (пояснювальна записка) Випускника освітньо-кваліфікаційного рівня «спеціаліст» Тема: Дослідження пропускної здатності аеропорту Гостомель Виконавець: Жежель М. С
abstracts -> На виконання дипломного проекту студента Садового Павла Геннадійовича Тема проекту: «Супутникова система посадки контроль цілісності джерел далекомірних вимірів глобальної навігаційної системи»
abstracts -> Розробка методів встановлення скороченого ешелонування на злітно-посадковій смузі
abstracts -> Розв’язання потенційно конфліктних ситуацій у повітряному русі при тренажерній підготовці
abstracts -> Дипломна робота (пояснювальна записка) Випускника освітньо-кваліфікаційного рівня «спеціаліст» Тема: Дослідження пропускної здатності аеропорту Гостомель Виконавець: Жежель М. С
abstracts -> Система самоорганізації руху повітряних кораблів за концепцією


Поділіться з Вашими друзьями:


База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2019
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка