Введение к работе
1.1 Актуальность работы. Роль воздушного транспорта в системе
мирового хозяйства в настоящее время непрерывно возрастает.
Несмотря на значительный рост воздушных перевозок, который, по
данным ИКАО, за последнее десятилетие ежегодно составлял 5,8 %,
безопасность полетов за последние годы осталась на прежнем уровне.
Одна из основных проблем в отрасли гражданской авиации (ГА)
заключается в быстром увеличении объема воздушных перевозок, и,
как следствие, перегруженности аэродромов, особенно международных,
и обеспечении безопасности полетов воздушных судов (ВС), особенно
на этапе взлет-посадка. Не вызывает сомнения тот факт, что
неблагоприятные погодные условия усугубляют проблему
перегруженности . аэропортов , нарушая и без того плотный поток воздушных судов через перегруженные аэродромы.
.Так , по данным ИКАО , среди причин по которым происходят задержки воздушных судов в аэропортах 70 % составляют погодные условия , 12 % -закрытие воздушной зоны , 9 % - пропускная готовность аэропорта . 5 % -неготовность ВПП , 3 % - отказы оборудования и 1 % - другие причины.
Существенное значение здесь имеет обеспечение полетов в сложных метеорологических условиях.
Несмотря на большие достижения в создании навигационных систем для обеспечения посадки самолетов по приборам, туманы все еще значительно влияют на режим полетов ВС. В связи с этим, по данным ИКАО, задача искусственного рассеяния туманов будет оставаться актуальной еще длительное время. По опенкам Межгосударственного авиационного комитета (МАК) и Федеральной службы Воздушного транспорта (ФС ВТ РФ) в России и странах СНГ свыше 50-ти аэропортов в той или иной степени страдают от туманов.
Наземный метод искусственного рассеяния переохлажденных туманов разрабатывается более 30-ти лет и находит все более широкое применение для раскрытия аэродромов, открытых угольных разработок, горных трасс, дорог и др. Основные достижения в области искусственного рассеяния переохлажденных туманов до недавнего времени были связаны с. исследованиями и разработками с использованием в качестве хладореагента пропана. В самое последнее время в Центральной аэрологической обсерватории (ЦАО) Росгидромета разработаны теоретические основы методики воздействия на переохлажденные туманы на основе применения в качестве хладореагента жидкого азота . Преимуществом жидкого азота является
его экологическая чистота, инертность, относительная несложность его получения из атмосферного воздуха и недефицитность.
Рассеяние переохлажденных туманов путем диспергирования жидкого азота сегодня апробирована и прошла проверку на нескольких полигонах и аэропортах. В аэропорту Шереметьево производственно-экспериментальные работы по . рассеянию туманов проводилась в течение 4-х лет. При незначительных затратах на содержание этой системы достигнут достаточно высокий экономический эффект, повышена безопасность полетов ВС.
Теоретические аспекты проблемы рассеяния переохлажденных туманов уже рассматривались в публикациях ряда авторов и к настоящему времени изучены достато(шо глубоко. Численная модель рассеяния переохлажденного тумана путем диспергирования жидкого азота от точечного источника разработана Хворостьяновым В.И. (ЦАО). Вместе с тем основное внимание в этих работах уделялось процессам кристаллизации водяного пара на зародышах ледяных кристаллов и другим сопутствующим этому микрофизическим процессам. Меньше внимания уделялось особенностям конкретных хладо реагентов и. в частности, жидкому азоту, и почти совсем не рассматривалась проблема практической реализации методов рассеяния переохлажденных Туманов в условиях реально функционирующего аэродрома. Между тем эта проблема достаточно сложна. Она включает в себя целый комплекс не только физических, но и инженерно-технических и даже экономических задач, поскольку в условиях повседневной практики на первый план выдвигаются такие параметры, как надежность получения желаемого эффекта и экономическая целесообразность внедрения системы в практическую работу аэродрома.
Именно этими особенностями задач обусловлен выбор направления исследования данной работы.
1.2. Цель исследования.
Цель исследования состоит в разработке и реализации средств и методов повышения безопасности и эффективности использования воздушных судов при обеспечении полетов в районе аэродрома.
1.3. Методы исследования.
В работе использованы аналитический и экспериментальный методы исследования.
При оценке модели воздействия, разработке методики и схемы, воздействий н обеспечении их эффективности были использованы методы математической статистики, имитационного и численного моделирования на ЭВМ, байесовского статистического оценивания.
Сущность экспериментальных исследований состояла в разработке практической схемы воздействий на переохлажденные туманы в аэропорту Шереметьево, Методики проведения работ по воздействиям и проведении в течении 3-х сезонов воздействий, а также оценке эффективности работ на основе обработки полученного статистического материала в результате воздействий.
1.4. Научная ценность и новизна.
В соответствии с указанной целью в работе поставлены и решены
следующие задачи: '»
-
Рассмотрена и дана оценка численной модели рассеяния туманов с точки зрения практического применения в аэропортах ГА. ...
-
Разработана методология рассеяния переохлажденных туманов в аэропорту Шереметьево с применением жидкого азота.
-
Разработана статистическая модель размещения установок с целью оптимального варианта проведения воздействий на туман.
-
Разработаны принципы организации и технического обеспечения работ по рассеянию тумана в аэропорту.
-
Разработана Инструкция по проведению воздействий на переохлажденные туманы в аэропорту Шереметьево.
-
Разработана методология диагностики состояния тумана и контроля эффекта его искусственного рассеяния.
-
Разработана методика расчета экономической эффективности работ по воздействию на туман в аэропорту.
-
Разработаны принципы построения алгоритмов принятия решения на посадку ВС с учетом метеорологических условий.
-
Разработана методология оценки состояния ВПП и контроля занятости ВПП при очистке ВПП от слоя осадков.
1.5. Практическая ценность диссертации.
Разработанные на основе проведенных исследований методики и средства воздействия на переохлажденные туманы в аэропорту, методики и приборы контроля состояния и занятости ВПП при очистке от слоя осадков и принципы автоматизации принятия решения на посадку ВС по критериям метеоусловий позволяют значительно повысить безопасность и эффективность использования воздушных судов гражданской авиации.
1.6. Реализация результатов работы.
Разработанные методики, средства и приборы внедрены в международном аэропорту Шереметьево , АО" «Аэрофлот» и филиале Главного авиаметцентра «Шереметьево».
1.7. Апробация работы.
Материалы диссертации докладывались и обсуждались на .Всесоюзной научно-технической конференции «Методология создания и опыт эксплуатации АСУ в Гражданской авиации» (Рига, 1988г.), 5-ой Всесоюзной научно-практической конференции по безопасности полетов «Безопасность полетов и профилактика авиационных происшествий» (Ленинград, 1988г), Всесоюзной научно-технической конференции (Москва, 1988г.), 6-ой Всесоюзной научно-практической конференции «Безопасность полетов и человеческий фактор в авиации» (Ленинград, 1991г.), 6-ой Научной конференции Всемирной метеорологической организации по воздействиям на погоду (Сиенна. Италия, 1994г.), 7-ой Международной школе по лидарным/световым экспериментам с многократным рассеянием. (MUSCLE-7) (Япония, 1994г.), 1-ой Международной конференции по туманам и его модификациям (ВМО, Ванкувер, Канада, июль 1998г.), 7-ая научная конференция ВМО по воздействиям на погоду (Чанг-Май, Таиланд, февраль 1999г.)
1.8. Публикации.
По теме диссертации опубликовано 32 печатные работы, в том числе монография «Практическое применение современной метеорологической информации на международных воздушных линиях» (М.: Изд-во АО «ЭКОС» 1999г. 176с.)
1.9. Основные положения, выносимые на защиту.
Основными положениями . выносимыми на защиту, являются:
-
Методология рассеяния переохлажденных туманов в аэропортах гражданской авиации с применением жидкого азота.
-
Статистическая модель размещения'противотуманных установок с целью оптимального варианта проведения воздействия на туман.
-
Принципы организации и технического обеспечения работ по рассеянию тумана в аэропорту.
-
Инструкция по проведению воздействий на переохлажденные туманы в аэропорту.
-
Методика расчета экономической эффективности работ по воздействию на туман в аэропорту.
-
Принципы построения алгоритмов принятия решения на посадку/взлет ВС по критериям метеорологических условий аэропорта.
-
Методология оценки состояния ВПП и контроля занятости ВПП при очистке ее от слоя осадков.
1.1. Структура и объем работы.
