Научный вестник МГТУ ГА (стр. 1 )

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

Москва

2010

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК

МГТУ ГА

Студенческая наука

Москва

2010

Вашему вниманию предлагается очередной выпуск Научного Вестника серии «Студенческая наука».

Одна из наиболее важных задач, стоящих перед высшей школой, – выявление, поощрение и поддержка талантливой студенческой молодежи с целью сохранения интеллектуального потенциала страны. Большинство специалистов и преподавателей высшей школы, ученых и исследователей видит решение этой задачи в создании в вузах благоприятных условий для подготовки и становления будущих преподавателей, научных и практических специалистов высшей квалификации, усилении и дальнейшем развитии научно-исследовательской работы студентов.

В дополнение к традиционному обучению научная работа студентов при поддержке опытных научных руководителей позволяет существенно увеличить мотивацию и внимание к учебе, расширить сферу интересов, значительно углубить специальные знания.

Публикация статей в студенческом Научном Вестнике позволяет студентам приобрести реальный опыт в представлении результатов своих научных исследований.

Написание научной статьи – это отдельная большая работа и следует достойно оценить помощь преподавателей университета, осуществляющих руководство студенческими научными работами.

Университет благодарит за помощь в подготовке к публикации статей, представленных в этом выпуске Вестника, научных руководителей студентов: доктора философских наук, профессора ; доктора экономических наук, профессора ; доктора технических наук, профессора ; доктора технических наук, профессора ; доктора технических наук, профессора ; доктора философских наук, профессора ; доктора технических наук, профессора ; доктора технических наук, доцента ; кандидата технических наук, профессора ; кандидата технических наук, доцента ; кандидата физико-математических наук, доцента ; кандидата экономических наук, доцента ; кандидата технических наук ; кандидата технических наук, доцента ; кандидата филологических наук, доцента ; кандидата технических наук, доцента ; кандидата технических наук, доцента ; старшего преподавателя ; старшего преподавателя

Редакционная коллегия

Главный редактор - заслуженный деятель науки и техники РФ, д-р физ.-мат. наук, проф.

Зам. главного редактора - д-р техн. наук, проф.

Члены редколлегии - заслуженный деятель науки и техники РФ, д-р техн. наук, проф. ;

заслуженный юрист РФ, д-р юрид. наук, проф. ;

заслуженный деятель науки и техники РФ, д-р техн. наук, проф. ;

заслуженный деятель науки и техники РФ, д-р физ.-мат. наук, проф. ;

заслуженный деятель науки и техники РФ, д-р техн. наук, проф. ;

заслуженный деятель науки РФ, д-р техн. наук, проф. ;

д-р экон. наук, проф. ;

д-р филос. наук, проф. ;

д-р техн. наук, проф. ;

д-р техн. наук, проф. ;

д-р техн. наук, проф. ;

д-р техн. наук, проф. ;

д-р техн. наук, проф. ;

д-р техн. наук, проф. ;

д-р техн. наук, проф.

Ответственный редактор за выпуск - д-р техн. наук, проф.

Ответственный секретарь –

E-mail: *****@***aero тел. +25

ISBN -783-6

Плата за публикацию в Научном Вестнике МГТУ ГА с авторов (в том числе и аспирантов) не взимается.

Научный Вестник

МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО

ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

2010

СОДЕРЖАНИЕ

, , Адаптивный прием частотно-манипулированных сигналов с непрерывной фазой……………………………………………	5
Современные методы создания программы технического обслуживания авиационного РЭО………………………………………………………………………………...	9
Формирование сигнала РЛС с внутриимпульсной ЧМ при изменении параметра ЧМ……………………………………………………………………………………...	16
Совершенствование методов управления воздушным движением в рамках системы АЗН………………………………………………………………………………………	22
Максимов автоматизированной системы анализа полетных данных «Светлана»…………………………………………………………………………………………...	28
Разработка программного обеспечения для реализации алгоритма частичного синтеза САУ частотными методами в системе MathCAD………………………..	32
Предпринимательские риски и способы их измерения…………………	40
Применение метода оптимизации функции в решении экономической задачи………………………………………………………………………………………………	44
Снижение издержек в авиакомпаниях типа low-cost…………………………. , Банкротство предприятия и антикризисный менеджмент	47 51
Основные проблемы и противоречия антикризисной политики в России……….... Формы и методы государственного регулирования внешних эффектов…………....	55 60
, Математика финансов. Инвестирование………………………	65
Правовые проблемы государственного регулирования авиатранспортной отрасли Российской Федерации………………………………………………………………….	70
Вопросы формирования единой нормативной базы в области управления воздушным движением…………………………………………………………………………...	74
, Экологическая ответственность российских авиапредприятий как способ укрепления деловой репутации………………………………………………………	79
, О некоторых методах повышения экологической эффективности работы авиапредприятий……………………………………………………….	85
Понятие функции в математике…………………………………………………... Эварист Галуа – революционер математики…………………………………	95

УДК 621.391.266

АДАПТИВНЫЙ ПРИЕМ ЧАСТОТНО-МАНИПУЛИРОВАННЫХ

СИГНАЛОВ С НЕПРЕРЫВНОЙ ФАЗОЙ

Д. С. БЕЛОВ, Д. Н. МОРГУНОВ, А. А. ПАВЛЕНКОВ

Статья представлена доктором технических наук, профессором

Статья подготовлена под руководством кандидата технических наук, доцента

Рассматривается адаптивный прием информации в условиях неопределенности, которая сосредоточена в набеге фазы частотно-манипулированного сигнала с непрерывной фазой.

Ключевые слова: сигнал, адаптивный приемник, детерминированный сигнал

В общем случае (при произвольном индексе частотной манипуляции) частотно-манипулированный сигнал с непрерывной фазой (ЧМНФ) на k-м тактовом интервале имеет N=k различных начальных состояний в зависимости от возможных значений набега фазы к началу передачи k-го символа :

; (1)

где – набег фазы в течение длительности k-й информационной посылки; =1, 2, ….., N; – индекс частотной манипуляции (ЧМ); – частота девиации.

Следует также отметить, что если h выражается несократимой рациональной дробью h=m/p (m, p=1,2,3….), то максимально возможное число различных вариантов двоичного сигнала

.

В случае, если h – иррациональное число, то .

Полученные выражения обобщаются на М-й случай, если принять:

;

где М – всегда четное число.

В этом случае:

.

Из (1) следует, что набег фазы в опорном колебании приемника зависит от оценочных значений предыдущих информационных символов , которые достоверно неизвестны, и поэтому фактически определен с точностью до . Это значит, что в самом сигнале заложена неопределенность набега фазы и поэтому принципиально невозможно получить опорное колебание, имеющее в момент времени тот же набег фазы, что и в переданном сигнале. Отсюда следует, что набег фазы является в общем случае неизвестным параметром.

Пусть принятое колебание имеет вид:

;

где n(t) – белый гауссовский шум с известными характеристиками.

Синтезируем адаптивный приемник, способный осуществлять прием информации в условиях неопределенности, которая в данном случае сосредоточена в параметре сигнала .

Допустим, что h – иррациональное число, т. е. , а время анализа . Заметим, что время анализа в общем случае может быть при , где К – число тактовых интервалов [1].

При синтезе алгоритма приема используем обобщенный метод максимума правдоподобия [2]:

; (2)

где

– набег фазы, являющийся неизвестным параметром при условии, что ; – аналогичный параметр при условии, что .

Выражение (2) означает, что предварительно определяются значения неизвестных параметров и , которые максимизируют функции правдоподобия и , а затем эти значения подставляются в отношение правдоподобия:

. (3)

Из выражения (3) следует, что обобщенный метод максимума правдоподобия заключается в том, что предварительно отыскиваются максимально правдоподобные оценки неизвестных параметров , и затем они используются в качестве истинных значений неизвестных параметров. Далее задача сводится к различению детерминированных сигналов, в которых вместо истинных значений параметров фигурируют их оценки. При этом структурная схема соответствующего приемника будет содержать обычный взаимокорреляционный приемник, дополненный устройством оценки неизвестных параметров сигнала. Поскольку предварительное получение оценок требует определенного времени обработки принятого колебания, то корреляционный приемник имеет линию задержки. После того, как получены оценки, сигнал с оценочными значениями параметров подается в качестве опорного колебания на корреляционный приемник.

Решение об информационном символе принимается на основе отношения правдоподобия (3)

.

Правило принятия решения в этом случае имеет вид:

или:

.

С учетом выражения (1) получаем следующий алгоритм работы приемника:

. (4)

Алгоритм работы устройства оценки набега фазы (оптимального измерителя набега фазы) ЧМНФ сигнала следует из уравнения правдоподобия [2]:

=0,

где .

Входящий в уравнение функционал правдоподобия определяется выражением:

.

Запишем последнее уравнение более подробно:

.

Отсюда с учетом (1) получаем:

; (5)

где .

Последнее уравнение имеет решение:

. (6)

Выражение (6) определяет алгоритм набега фазы ЧМНФ сигнала. Операции, определяемые алгоритмом, можно выполнить при помощи корреляторов или фильтров, согласованных с и .

Уравнение (5) приближенно можно моделировать фазовой автоподстройкой (ФАП) [2]. На выходе сглаживающего фильтра низких частот (ФНЧ) ФАП, осуществляющего весовое интегрирование, при малой разности фаз ~. Напряжение , пропорциональное фазовой ошибке, воздействуя на подстраиваемый генератор, изменяет фазу гармонического колебания в сторону уменьшения фазовой ошибки. Когда приближается к нулю, фаза будет стремиться к . При этом будет приближенно выполняться уравнение правдоподобия (5). Напомним, алгоритм (4) получен для случая иррационального значения h.

; ;

Рис. 1. Структурная схема адаптивного приемника ЧМНФ сигналов

ЛИТЕРАТУРА

1.  , , Оптимальный прием детерминированных сигналов с минимальной частотной манипуляцией //Изв. вузов СССР. Радиоэлектроника№11. - Т. 26.

2.  Оптимальный прием сигналов. - М.: Радио и связь, 1983.

ADAPTIVE RECEPTION FREQUENCY-MANIPULATED

SIGNALS WITH CONTINUOUS PHASE

Belov D. S., Morgunov D. N., Pavlenkov A. A.

We consider the adaptive receiver capable of receiving information in the face of uncertainty, which is concentrated in the phase shift of the frequency shift signal with continuous phase.

Key words: signal, adaptive receiver, the deterministic signal

Сведения об авторах

, 1990 г. р., студент факультета авиационных систем и комплексов МГТУ ГА, область научных интересов – телекоммуникационные системы.

, 1986 г. р., студент факультета авиационных систем и комплексов МГТУ ГА, область научных интересов – телекоммуникационные системы.

, 1990 г. р., студент факультета авиационных систем и комплексов МГТУ ГА, область научных интересов – телекоммуникационные системы.

УДК 621.396

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ ПРОГРАММЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ АВИАЦИОННОГО РЭО

Д. А. ЕРЁМИНА

Статья представлена доктором технических наук, профессором

Статья подготовлена под руководством доктора технических наук, доцента

В статье рассмотрены различные методы построения программ технического обслуживания.

Ключевые слова: техническое обслуживание, жизненный цикл изделия, логическая схема принятия решения.

При производстве нового оборудования к нему обязательно разрабатывается инструкция по обслуживанию. От правильности и качества разработки методики технического обслуживания (ТО) зависит не только уровень безопасности полетов, но и экономические показатели деятельности эксплуатирующих организаций. Поэтому нахождение оптимальных соотношений между этими двумя составляющими является основной задачей, стоящей перед разработчиками современных инструкций по обслуживанию и эксплуатации.

Техническое обслуживание изделий радиоэлектронного оборудования (РЭО) – это комплекс операций или операция по поддержанию работоспособности или исправности изделия при использовании по назначению, ожидании, хранении и транспортировании. Различают несколько видов ТО (рис. 1).

Рис. 1. Виды технического обслуживания

Рассмотрим различные методики разработки процесса технического обслуживания.

В настоящее время подавляющее большинство российских производителей при выпуске нового оборудования прилагает инструкцию по эксплуатации в виде Регламента обслуживания [1]. Технический регламент – в Российской Федерации документ (нормативно-правовой акт), устанавливающий обязательные для применения и исполнения требования к объектам технического регулирования (продукции, в том числе зданиям, строениям и сооружениям, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации). Регламент ТО входит в состав программы технического обслуживания и ремонта оборудования. Он является основным нормативным документом, определяющим перечень, объемы работ и периодичность их выполнения при ТО оборудования в процессе эксплуатации. Регламент разрабатывается конструкторским бюро и предоставляется эксплуатирующим и ремонтным предприятиям. Техническое обслуживание РЭО должно выполняться в соответствии с регламентами технического обслуживания. В общем случае предусматривается несколько видов ТО: оперативное ТО (ТО-1) и периодическое ТО. Последнее в свою очередь делится на несколько видов: ТО-2 – недельное ТО (через 170 ч наработки); ТО-3 – месячное ТО (через 750 ч наработки); ТО-4 – квартальное ТО (через 2250 ч наработки); ТО-5 – полугодовое ТО (через 4500 ч наработки); ТО-6 – годовое ТО (через 8800 ч наработки); ТО-С – сезонное техническое обслуживание.

При выполнении ТО-1 осуществляется контроль технического состояния средства в целом, определяются работоспособность основного, резервного и вспомогательного оборудования, производится оценка состояния территории, помещений, ограждений.

Виды периодического ТО (ТО-2 - ТО-6) предусматривают углубленный контроль технического состояния отдельных узлов и функциональных элементов средства РТОП и связи.

Исходя из сказанного, можно выделить основные недостатки данного подхода:

– как отмечалось ранее, основной чертой Регламента является то, что он предусматривает неукоснительное выполнение всех разделов и пунктов данного документа: «Все работы, предусмотренные настоящим Регламентом, должны выполняться в полном соответствии с технологическими картами, приведенными в Руководствах по технической эксплуатации…». Из этого следует, что даже если в некоторых ситуациях (например, в случае малой наработки за указанные сроки) применение Регламента ТО будет нецелесообразным и экономически невыгодным, отступить от него невозможно.

– регламент обслуживания создается исключительно предприятием изготовителем, тем самым не отражая требования второй стороны, участвующей в процессе технической эксплуатации – эксплуатанта. А поскольку именно эксплуатирующая организация, как правило, имеет более полные данные об использовании и важности того или иного типа оборудования, то Регламент не всегда может точно определить круг наиболее важных и нужных действий при различных видах ТО.

Исходя из перечисленных несовершенств, можно сделать вывод, что использование Регламента не является оптимальным методом для проведения технического обслуживания.

1. АНАЛИЗ MSG-3 (MAINTENANCE STEERING GROUP-3)

В мировой практике, а на данный момент и у некоторых российских производителей, принято разрабатывать программу ТО на основе MSG-3 анализа [2]. Метод определения состава работ и периодичности планового ТО использует последовательно детализированную логическую схему анализа. Эта логика является базой для методики анализа каждого из элементов системы, важных в плане ТО, с использованием располагаемых технических данных. Принципиально анализ базируется на рассмотрении функциональных отказов изделий и их последствий.

Подход, принятый при использовании MSG-3 анализа, предусматривает обеспечение «логического пути» для каждого функционального отказа. Каждый функциональный отказ и его причина проводятся по логической схеме так, чтобы было обосновано решение относительно необходимости работ по ТО. Полученные в результате работы и интервалы (периоды) их выполнения сформируют исходную программу ТО.

Для анализа системы используется логическая схема принятия решения [2] (рис. 2). Ввиду своей громоздкости эта схема здесь не приводится. Она построена таким образом, что пользователь начинает анализ сверху логической схемы и, отвечая на вопросы «да» или «нет», обуславливает направления процесса анализа. Логическая схема имеет два уровня.

Уровень 1 (вопросы 1, 2, 3, 4). Первоначально функциональный отказ оценивался с точки зрения его возможных последствий и относился к одной из двух категорий: 1 – БЕЗОПАСНОСТЬ (т. е. влияющий на безопасность полетов); 2 – ЭКОНОМИЧНОСТЬ (т. е. влияющий на экономичность полетов).

В результате получим следующую блок-схему (рис. 3).

Уровень 2 (вопросы 5, 6, 7, 8, 9). Этот уровень предусматривает анализ причин(ы) каждого из функциональных отказов, принятых для рассмотрения, в целях выбора определенного вида(ов) работ. Выбор состава работ по ТО производится аналогично для каждой из пяти категорий последствий. Для определения состава работ необходимо проанализировать причины функциональных отказов (ФО) по логической схеме второго уровня. Всего последовательно рассматривается шесть вопросов выбора работ в соответствии с категориями последствий. Фрагмент примера второго уровня логической схемы представлен на рис. 4.

Рис. 2. Логическая схема принятия решения

Вопросы логической схемы выбора работ расположены в таком порядке, чтобы наиболее предпочтительные, наиболее легко выполнимые работы рассматривались первыми. В случае неприемлемости и неэффективности какого-либо вида работ рассматривается следующий по порядку вид работ и так далее вплоть до возможного изменения конструкции.

Следующим этапом создания программы ТО является её отражение на конкретном экземпляре оборудования, выполняемое экслуатантом. На этом этапе производится выборка применимых пунктов процесса ТО, добавление новых пунктов, отражающих требования авиационных властей страны эксплуатанта, и его самого. Результатом является создание программы ТО, одобряемой авиационными властями.

Цели эффективной программы технического обслуживания, разработанной при помощи рассматриваемого метода, заключаются в том, чтобы:

a) обеспечить реализацию заложенных в оборудование при проектировании уровней безопасности и надежности;

б) восстанавливать надежность и безопасность до заложенных в оборудование при проектировании уровней в случае их понижения;

в) получать информацию, необходимую для улучшения конструкции тех изделий, надежность которых оказалась недостаточной;

г) добиваться этих целей с минимальными суммарными затратами, включая затраты на техническое обслуживание и затраты, вызванные отказами.

Рис. 3. Первый уровень логической схемы принятия решения

Рис. 4. Второй уровень логической схемы принятия решения

В ходе выполнения MSG-3 анализа наряду с необходимостью поддержания ЛГ учитывается и экономическая эффективность выполнения того или иного пункта регламента. При создании программы ТО в руках эксплуатанта находятся мощные инструменты по повышению экономической эффективности ТЭ (такие как снижение простоев ВС на выполнение ТО, снижение трудозатрат, улучшение согласованности графика выполнения ТО с расписанием, повышение эффективности использования ангарного комплекса и т. д.). Основным отличием данного метода от рассмотренного ранее является то, что он описывает и помогает составить способы технического обслуживания и их периодичности, которые будут приемлемы как для производителей, так и для эксплуатантов.

Переход на программу ТО, созданную на основе MSG-3 подхода, позволяет сэкономить до 30% на плановом ТО за счет уменьшения количества плановых работ и (или) их частоты, уменьшения времени простоя и использования зональных осмотров, которые способствуют минимизации количества узконаправленных задач (рис. 5).

Рис. 5. График зависимости надежности от величины расходов при различных видах ТО

Еще одно крупное отличие в том, что программа ТО, разработанная методом анализа MSG-3, не носит характер строго исполнения. Она является перечнем минимальных требований к плановому ТО, на основе которых эксплуатант вправе создавать свою собственную программу, но при условии, что её требования будут не ниже, чем предусмотренные MSG-3 анализом.

Основным недостатком можно считать то, что поскольку такая программа ТО носит рекомендательный характер, в ней нет точных предписаний, каким из этапов проверки следует ограничиться, что может отрицательно сказаться на уровне безопасности полетов. Особенности программы ТО, построенной по методике MSG-3 анализа, представлены на рис. 6.

Рис. 6. Основные особенности программы ТО при использовании MSG-3 анализа

2. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММЫ ТО

Поскольку современные системы РЭО стремятся к автоматизации процессов, то становится актуальным разработка новых программ ТО, построенных на основе методов управления информационными технологиями (IT, ИТ) технологиями. Одним из способов реализации является построение программы ТО на основе алгоритма MOF(Microsoft Operations Framework) [3].

MOF представляет собой руководство по эксплуатации IT-решений в рамках жизненного цикла определенного проекта. Инструкции в Microsoft Operations Framework охватывают все действия и процессы управления ИТ-услугами: планирование, разработка, использование, обслуживание и, в конечном счете, вывод из эксплуатации. В модели MOF эти действия и процессы упорядочены в виде функций управления ИТ-услугами, которые группируются по этапам, отражающим жизненный цикл ИТ-услуги. Каждая функция относится к определенному этапу жизненного цикла и обладает уникальным набором целей и результатов, отвечающих предназначению этого этапа. Готовность ИТ-услуги к переходу на следующий этап определяет управленческий анализ, который призван убедиться, что цели были достигнуты надлежащим образом, а цели ИТ соответствуют целям организации.

Следование рекомендациям MOF помогает решить ряд задач: снизить вероятность возникновения рисков благодаря улучшенной координации работы команд; выявить последствия несоответствия нормативным требованиям при проверке политик; предусмотреть проблемы, связанные с надежностью, и «смягчить» их воздействие; выявить возможные проблемы с интеграцией оборудования до внедрения его в рабочей среде; предотвратить проблемы с производительностью благодаря установке ее предусмотренных пороговых значений; эффективно адаптироваться к новым потребностям.

В соответствии с данной методикой вводится 4 квадранта MOF (рис. 7). Каждый из квадрантов имеет уникальную задачу, связанную с определенным аспектом жизненного цикла ИТ. В каждом из них решается определенная задача по управлению сервисами путем исполнения соответствующих функций.

Рис. 7. Жизненный цикл ИТ-услуги

1. Планирование. Этап «планирование», как правило, считается подготовительным. Он предполагает планирование и оптимизацию стратегии предоставления оборудования для соответствия целям и задачам компании.