Развитие технологий безопасности воздушного транспорта в аэронавигационных системах

Статья представляет обзор современных тенденций развития аэронавигационных систем, опираясь на применение передовых технологий и усовершенствования существующих компонентов.

Аннотация статьи
безопасность полетов
аэронавигационные системы
измерительные системы
спутниковые системы
аэронавигация
безопасность авиации
автоматизированные системы управления
Ключевые слова

Использование средств определения пути за счет спутника обеспечивает более стабильную работу автоматизированных систем управления в различных областях: авиация, мореплавание, автомобильный транспорт и др. Среди спутниковых систем (GPS, ГЛОНАСС, Galileo, BeiDou) они активно применяются для точного определения местоположения объектов на земле и в атмосфере.

Эти системы функционируют на основе передачи сигналов от спутников к приемнику, который анализирует полученные данные и определяет местоположение [1]. Их применение способствует улучшению точности навигации до нескольких метров, что является немаловажным при обеспечении безопасности полетов авиации [4].

Переход от радиотехнических систем навигации к спутниковым является лидирующим трендом в развитии аэронавигации. GPS давно применяется в авиации для определения координат и ориентации воздушных судов, но на смену приходят новые спутниковые системы, такие как российская ГЛОНАСС и европейская Galileo [5]. Их использование способствует повышению точности навигации и обеспечению более надежной работы автоматических систем управления [2]. Спутниковые системы также могут применяться для отслеживания перемещения объектов, контроля погодных условий и предупреждения о приближающихся стихийных бедствиях [2]. Они также могут служить для обеспечения коммуникаций и передачи данных в реальном времени [1].

Современные системы навигации, ориентированные на высокую точность, базируются на использовании инерциальных навигационных систем [3]. Они могут быть дополнены системами коррекции с помощью спутников и навигацией по геофизическим полям Земли [3]. Например, управление полетом Airbus 320 включает в себя автоматическую бортовую систему управления семи компьютерами: двумя ELAC (Elevator Aileron Computer), тремя SEC (Spoilers Elevator Computer) и двумя FAC (Flight Augmentation Computers) [3].

Эта система состоит из более чем 130 компонентов и получает данные из различных источников, таких как боковые педали, педали руля, инерциальные опорные блоки воздушных данных (ADIRU), интерфейсные блоки управления шасси (LGCIU), компьютеры управления закрылками (SFCC), компьютеры управления полетом (FMGC), акселерометры и другие [5].

Рациональным методом повышения безопасности воздушного движения и воздушной навигации является использование единой платформы управления полетом, объединяющей все аэронавигационные системы [5]. Это снижает вероятность ошибок при передаче данных между системами и упрощает процесс управления воздушным судном, поскольку передача данных циркулирует по единому протоколу и не требует её перекодирования [3]. Интеграция систем позволяет делать определение местоположения воздушных судов более точным, улучшают связь и обмен информацией между ними и контрольно-диспетчерскими пунктами, а также повышают уровень автоматизации в управлении полетами. Она способствует сокращению времени полета, оптимизации маршрутов, экономии топлива и снижению воздействия на окружающую среду [2].

Помимо этого, безопасность воздушного движения и защита от возможных кибератак на систему тоже имеет значение [4]. Для обеспечения безопасности и защиты системы аэронавигации применяются следующие меры: установка современных систем защиты информации и контроля доступа к базам данных для обеспечения защиты данных о полетах, пассажирах и экипаже; регулярная проверка наличия уязвимостей в системе с последующими исправлениями; проведение обучения персонала правилам безопасности информации и выявлению потенциальных угроз; недопущение использования нелицензионного программного обеспечения или устройств, которые могут нарушить функционирование системы; использование средств шифрования данных при передаче информации через сеть; постоянный мониторинг состояния системы для оперативного реагирования на любые аномалии; соблюдение всех требований законодательства по защите данных и конфиденциальности [1].

Интеграция аэронавигационных систем является важным этапом в развитии авиации, требующим серьезной подготовки и координации действий всех заинтересованных сторон [4]. Одновременно, использование новых технологий для обработки данных является ключевым направлением развития аэронавигационных систем [2]. С учетом большого объема информации от различных датчиков и систем, применение искусственного интеллекта и машинного обучения может значительно улучшить функциональность систем навигации [1].

Одной из ключевых перспектив развития является применение новых алгоритмов машинного обучения, способных оптимизировать маршруты полетов, прогнозировать погодные условия, а также предсказывать возможные проблемы и аварийные ситуации. Важным направлением также является разработка более точных и надежных датчиков, способных обеспечить высокую точность и стабильность работы систем навигации.

Применение инерциальных навигационных систем (ИНС) является примером такой технологии, позволяющей получить более точную информацию о перемещении объекта в пространстве [2].

Дальнейшее развитие технологий связи и передачи данных позволит существенно улучшить функционирование аэронавигационных систем [4]. Большая скорость передачи данных и возможность обмена информацией в режиме реального времени способствуют оперативному реагированию на изменения условий полета, что в свою очередь повышает безопасность полетов и облегчает работу экипажа [3].

Текст статьи
  1. Конин В. В. Спутниковые системы связи, навигации, наблюдения. К.: кафедра АНС, 2007. 350 с.; ил.- Библиограф, С. 337-341.
  2. Степаненко Анастасия Сергеевна. Развитие навигационных систем в гражданской авиации // Научный вестник МГТУ ГА. 2017, С. 210-224.
  3. Скрыпник Олег Николаевич, Соловьева Татьяна Леонидовна. Повышение точности навигационных определений в условиях недостаточного количества спутников рабочего созвездия GPS // Научный вестник МГТУ ГА. 2012. №180.
  4. Эшмурадов Дилшод Элмурадович, Микрюков Никита Владимирович, Мавлянова Муьтабар Ахролходжаевна. Зональная навигация и возможности ее применения в воздушном пространстве Республики Узбекистан // Научный вестник МГТУ ГА. 2016. №226. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/zonalnaya-navigatsiya-i-vozmozhnosti-eeprimeneniya-v-vozdushnom-prostranstve-respubliki-uzbekistan (дата обращения: 25.11.2023).
  5. Эшмурадов Д. Э., Микрюков Н. В., Арипджанов М. К. Полеты воздушных судов по четырёхмерным пространственно-временным траекториям // Международная научнопрактическая конференция «Гражданская авиация: прошлое, настоящее и будущее (Авиатранс-2015). – 2015. – Т. 15.
Список литературы