Алгоритм расчета дистанции прерванного взлета в режиме реального времени

Abstract

Перерваний зліт — це ситуація, в якій прийнято рішення: скасувати зліт літака. Коли екіпажу повітряного судна необхідно прийняти рішення про переривання, вони порівнюють поточну швидкість зі «швидкістю прийняття рішення». За допомогою цієї швидкості можна оцінити, чи може повітряне судно безпечно зупинитися в межах наявної дистанції перерваного зльоту. Ці значення беруться з «Керівництва з льотної експлуатації літака» перед злетом. Аналіз аварій показує: якщо поточна швидкість наближається до «швидкості прийняття рішення», реальна дистанція перерваного зльоту (довжина ділянки гальмування до повної зупинки літака) може відрізнятися від значення, розрахованого заздалегідь. Дистанція перерваного зльоту може бути недооцінена, що призводить до виходу за межі наявної дистанції. Переоцінка дистанції перерваного зльоту не дозволяє екіпажу вибрати рішення «скасувати зліт», хоча воно все ще безпечно. Запропонований алгоритм розрахунку дистанції перерваного зльоту в режимі реального часу використовує ступінчасту інтерполяцію тяги. Два інтервали зміни тяги (зменшення злітної тяги до нуля і потім — до номінальної від’ємної тяги реверса) можуть бути інтерпольовані трьома інтервалами постійної тяги (злітна тяга, нульова тяга, номінальний реверс). За використання цієї інтерполяції рівняння Ріккаті руху літака має три явні розв’язки, що відповідають трьом різним постійним значенням тяги. Ці розв’язки можна використовувати в розрахунках у реальному часі. Алгоритм враховує різні параметри літака (швидкість, тяга і т.д.) безпосередньо перед моментом прийняття рішення. В результаті дистанцію перерваного зльоту можна оцінити більш точно порівняно з попередньо розрахованим значенням. Це осоливо важливо, якщо швидкість повітряного судна близька до «швидкості прийняття рішення». У цій ситуації екіпаж повітряного судна отримує більш точну інформацію про дистанцію перерваного зльоту і уникає викочування за межі аеродрому під час перерваного зльоту. Таким чином, рішення про переривання зльоту буде більш надійним і безпечним.A rejected takeoff or aborted takeoff is the situation in which it is decided to abort the takeoff of an airplane. When an aircraft crew needs to take a «go – no go» decision, they compare the current speed with the «takeoff decision speed». Based on this speed, it is possible to estimate if the aircraft can stop safely within the Accelerate-Stop Distance Available. These values are taken from the aircraft flight manual before the takeoff. The accident analyses show that if the current speed is near the «takeoff decision speed», the real Accelerate-Stop Distance can be different from the value calculated in advance. Accelerate-Stop Distance can be underestimated, that leads to overrun after taking «no go» decision. It can be also overestimated, that prevents the crew from choosing «no go» decision though it is still safe. The proposed real-time algorithm for calculation of the Accelerate-Stop Distance uses step interpolation of the jet thrust. The two thrust change intervals (thrust decreases from maximum to zero and then increases to the nominal reversal thrust) can be interpolated by three intervals of constant thrust (maximum forward thrust, zero thrust, nominal thrust reversal). With this interpolation, the Riccati equation of the aircraft motion has three different solutions, corresponding to three different constant thrusts. This approach allows to obtain the explicit solutions of the aircraft motion equations. It is possible to use these solutions in real-time calculations. The algorithm takes into account various aircraft parameters (velocity, thrust, etc.) before the moment of the decision. As a result, the Accelerate-Stop Distance can be evaluated more accurately comparing with pre-calculated value. It is especially important if the aircraft speed is close to the «takeoff decision speed». In this situation, the aircraft crew obtains more accurate information about Accelerate-Stop Distance, and avoid the overrun during rejected takeoff. So the «go – no go» decision will be more reliable and safe.