Приведены основные требования к датчику дифференциального давления, разработанному АО "Элемент" по заказу ГП "КБ "Южное". Показано, что наиболее существенными критериями при выборе первичного преобразователя явились требования, во-первых, по проведению контроля давления химически агрессивной среды - ракетного топлива, и, во-вторых, по выполнению измерений сравнительно небольшого дифференциального давления в условиях воздействия рабочего избыточного (линейного) давления, верхний предел изменений которого на порядок превышает предел измеряемого дифференциального, при этом необходимо минимизировать дополнительную погрешность, обусловленную воздействием рабочего избыточного давления. Приведены данные информационного поиска, в результате которого выбраны первичные преобразователи, наиболее удовлетворяющие заданным требованиям, а именно сенсоры серии PD-10L фирмы Keller. Описан датчик, разработанный и изготовленный на базе выбранного первичного преобразователя. Основное внимание уделено описанию метрологического обеспечения разработки и испытаний датчика и результатам экспериментальных исследований его характеристик в части долговременной стабильности и влияния рабочего избыточного давления на выходной сигнал при изменении контролируемого дифференциального давления в диапазоне измерений. Приведены сведения о создании специализированного стенда для исследования упомянутого влияния, оснащенного импортным измерителем, обеспечившим контроль дифференциального давления от нуля до 16 бар в условиях воздействия рабочего избыточного давления 150 - 166 бар с погрешностью не более +- 0,1 %. Отмечено, что необходимость создания стенда на предприятии обусловлена отсутствием подобного оборудования и средств измерительной техники в украинских центрах метрологии и стандартизации. По результатам выполненного совместно с заказчиком анализа требований к применению разработанного датчика выбран рациональный способ представления функции преобразования, минимизирующий погрешность измерений в наиболее ответственных условиях.

У роботі розглянуто вдосконалення методів обробки даних у вимірювальних приладах з неортогональною орієнтацією інерціальних датчиків. Представлено метод обробки вимірювальної інформації на основі нейронних мереж. Запропоновано метод пошуку відмов окремих датчиків у надмірному неортогональному вимірювачу на основі нейронних мереж. Описано метод розширення динамічного діапазону надмірного неортогонального вимірювача. Представлено відповідні обчислювальні процедури. Опис представлених методів супроводжується поданням результатів моделювання. Запропонований підхід забезпечує підвищення точності та надійності вимірювань. Одержані методики можуть бути особливо корисними для проектування засобів вимірювальної техніки, призначених для використання в безпілотних літальних апаратах.

З сучасних позицій розглянуто процеси вражаючих дій і дестабілізуючих впливів грозових розрядів на літальні апарати - об'єкти ракетно-космічної техніки, літаки і вертольоти. Проаналізовано основні грозові фактори, що впливають на ураження блискавкою літальних апаратів в процесі їх експлуатації.

Висвітлено роль метеорологічного забезпечення в авіації. Розглянуто вплив фізичних характеристик стану атмосфери на параметри польоту повітряних суден, атмосферні явища, що впливають на виконання авіаційних робіт, вимоги, які висуваються до авіаційних прогнозів погоди.

Розглянуто сучасні підходи до методів випробувань літальних апаратів на відповідність вимогам блискавкостійкості. Вміщено матеріали щодо методик випробувань, опису високовольтного випробувального обладнання та метрологічного забезпечення проведення випробувань.

Мета роботи - оцінка впливу п'яти різних типів несприятливих погодних умов: туману, зсуву вітру, грози, обмерзання і снігу на експлуатацію повітряних суден протягом трьох етапів польоту: зльоту і набору висоти, польоту по маршруту, зниження і посадки. Використовуючи значимість впливу на виконання польоту як параметр порівняння, експерти у своїх анкетах порівняли несприятливі погодні умови. За допомогою методу експертних оцінок отримано та узгоджено узагальнену думку групи експертів, обчислено критерії значимості розрахунків і вагові коефіцієнти. За результатами розрахунків побудовано загальну гістограму вагових коефіцієнтів для трьох різних етапів польоту, що відображає значимість впливу несприятливих погодних умов на експлуатацію повітряних суден. Методологія експертної системи, допомагає оцінити вплив погодних явищ на виконання польоту та вибрати відповідні заходи для запобігання впливу несприятливих погодних умов протягом різних етапів польоту. Отримана експертна система може бути використана в експлуатації повітряних суден для оцінки впливу погоди, для подальшого вдосконалення ситуаційної обізнаності та процесу прийняття рішень авіаційного персоналу з використанням нових технологій штучного інтелекту.

Презентовано систему одержання та розповсюдження метеорологічної інформації з урахуванням потреб сучасної авіації та технічних досягнень. Зроблено аналіз розрахунків економічної ефективності розробленої системи. Модель прийняття рішень для аналізу економічної ефективності розроблена з точки зору зниження витрат на пальне. В подальшому використовуються методи лінійної екстраполяції та лінійної регресії. Статистику метеорологічних факторів враховано для розрахунку економічної ефективності за допомогою одержаних виразів.

Вирішено науково-технічну проблему точного визначення параметрів метеоутворень радіотехнічними засобами в умовах складної сигнально-завадової обстановки та високих вимог до якості метеорологічного обслуговування авіації шляхом створення мережі метеорадіолокаторів та нових алгоритмів, що функціонують в умовах апріорної невизначеності завад. Вперше запропоновано концепцію створення інтегрованої мережі радіолокаційних метеорологічних спостережень, яка відрізняється від існуючої додаванням до цивільних метеорадіолокаторів радіолокаційних станцій військового призначення з вбудованими метеоканалами та спільним їх використанням для створення суцільного метеорологічного поля над територією України. Набули подальшого розвитку адаптивні методи визначення параметрів метеоутворень радіотехнічними засобами, а саме: вперше отримані закони розподілу похибок оцінок параметрів відбиттів від метеоутворень, які забезпечили аналітичне порівняння методів оцінювання параметрів відбиттів від метеоутворень та дозволили створити нові методи з покращеними властивостями; вперше запропонований метод оцінювання середньої доплерівської швидкості метеоутворень, в якому високоточні оцінки швидкості з малим інтервалом однозначності виміру швидкості комбінуються з менш точною оцінкою, але з великим діапазоном однозначності, що дозволяє адаптувати діапазон вимірювань до можливих радіальних швидкостей метеоутворень та зменшити похибку оцінки швидкості від двох до двадцяти разів; вперше запропонований метод вимірювання ширини доплерівського спектра швидкостей метеоутворень при довільних інтервалах зондування, в якому використовується інформація про середню радіальну швидкість метеоутворень, що зменшує помилку вимірювання в середньому від двох до десяти раз та усуває фізично неіснуючі значення оцінок ширини доплерівського спектра швидкостей метеоутворень. Набула подальшого розвитку теорія і техніка спектрального аналізу випадкових процесів з неперервними енергетичними спектрами, а саме: запропоновано новий критерій “розділення - відтворення" спектрів, який відслідковує похибки між спектральними функціями методів спектрального аналізу і справжнім спектром в околиці його вершини, що дозволяє більш повно визначати потенційні можливості методів спектрального аналізу. Вперше аналітично визначено потенційні можливості методів по відтворенню спектрів метеоутворень за відомим та новим критеріями, що дозволило визначити методи, які можуть бути основою для створення нових з підвищеною точністю відтворення спектру. Вперше проведено статистичний аналіз ефективності методів по відтворенню спектрів метеоутворень в умовах параметричної апріорної невизначеності. Запропоновано процедуру оцінювання параметрів метеоутворень на тлі завад від місцевих предметів, яка адаптивно враховує інформацію про склад вхідної суміші корисного сигналу та завади, що забезпечує більш, ніж у двічі вищу точність оцінок параметрів метеоутворень у порівнянні з точністю оцінок, яка отримується відомими процедурами оцінювання; запропоновано метод виявлення-розпізнавання вибірок пасивних завад штучного походження з подальшим їх вилученням з навчаючої вибірки, що дозволяє знизити вплив цих завад на рівень похибок оцінок параметрів відбиттів від метеоутворень. Вперше для метеолокаторів запропоновано спрощену комбіновану систему виявлення нешумливих рухомих точкових цілей на тлі зовнішніх активних завад з одночасною пеленгацією їх джерел за допомогою єдиного фільтра з трикутною матрично-імпульсною характеристикою, що приблизно вдвічі спрощує обробку. Вперше для метеоканалів військових радіолокаційних засобів запропоновано уніфіковану систему первинної міжперіодної обробки метеосигналів, яка базується на використанні адаптивних решітчастих фільтрів, і забезпечує компактність системи міжперіодної обробки, високу точність виміру параметрів метеоутворень та менші обчислювальні витрати.

вирішена науково-технічна проблема точного визначення параметрів метеоутворень радіотехнічними засобами в умовах складної сигнально-завадової обстановки та високих вимог до якості метеорологічного обслуговування авіації шляхом створення мережі метеорадіолокаторів та нових алгоритмів, що функціонують в умовах апріорної невизначеності завад; новизна - вперше запропонована концепція створення інтегрованої мережі радіолокаційних метеорологічних спостережень, яка відрізняється від існуючої додаванням до цивільних метеорадіолокаторів радіолокаційних станцій військового призначення з вбудованими метеоканалами та спільним їх використанням для створення суцільного метеорологічного поля над територією України. Набули подальшого розвитку адаптивні методи визначення параметрів метеоутворень радіотехнічними засобами, а саме: вперше отримані закони розподілу похибок оцінок параметрів відбиттів від метеоутворень, які забезпечили аналітичне порівняння методів оцінювання параметрів відбиттів від метеоутворень та дозволили створити нові методи з покращеними властивостями; вперше запропонований метод оцінювання середньої доплерівської швидкості метеоутворень, в якому високоточні оцінки швидкості з малим інтервалом однозначності виміру швидкості комбінуються з менш точною оцінкою, але з великим діапазоном однозначності, що дозволяє адаптувати діапазон вимірювань до можливих радіальних швидкостей метеоутворень та зменшити похибку оцінки швидкості від двох до двадцяти разів; вперше запропонований метод вимірювання ширини доплерівського спектра швидкостей метеоутворень при довільних інтервалах зондування, в якому використовується інформація про середню радіальну швидкість метеоутворень, що зменшує помилку вимірювання в середньому від двох до десяти раз та усуває фізично неіснуючі значення оцінок ширини доплерівського спектра швидкостей метеоутворень. Набула подальшого розвитку теорія і техніка спектрального аналізу випадкових процесів з неперервними енергетичними спектрами, а саме: запропоновано новий критерій “розділення-відтворення" спектрів, який відслідковує похибки між спектральними функціями методів спектрального аналізу і справжнім спектром в околиці його вершини, що дозволяє більш повно визначати потенційні можливості методів спектрального аналізу; вперше аналітично визначені потенційні можливості методів по відтворенню спектрів метеоутворень за відомим та новим критеріями, що дозволило визначити методи, які можуть бути основою для створення нових з підвищеною точністю відтворення спектру; вперше проведено статистичний аналіз ефективності методів по відтворенню спектрів метеоутворень в умовах параметричної апріорної невизначеності, обґрунтувати рекомендації для реалізації ”граничних” переваг параметричних методів у порівнянні з непараметричними. Удосконалена процедура точного оцінювання параметрів метеоутворень в умовах дії пасивних завад різного фізичного походження, а саме: запропонована процедура оцінювання параметрів метеоутворень на тлі завад від місцевих предметів, яка адаптивно враховує інформацію про склад вхідної суміші корисного сигналу та завади, що забезпечує більш, ніж у двічі вищу точність оцінок параметрів метеоутворень у порівнянні з точністю оцінок, яка отримується відомими процедурами оцінювання; запропоновано метод виявлення-розпізнавання вибірок пасивних завад штучного походження з подальшим їх вилученням з навчаючої вибірки, що дозволяє знизити вплив цих завад на рівень похибок оцінок параметрів відбиттів від метеоутворень. Вперше для метеолокаторів запропонована спрощена комбінована система виявлення нешумливих рухомих точкових цілей на тлі зовнішніх активних завад з одночасною пеленгацією їх джерел за допомогою єдиного фільтра з трикутною матрично-імпульсною характеристикою, що приблизно вдвічі спрощує обробку. Вперше для метеоканалів військових радіолокаційних засобів запропонована уніфікована система первинної міжперіодної обробки метеосигналів, яка базується на використанні адаптивних решітчастих фільтрів, і забезпечує компактність системи міжперіодної обробки, високу точність виміру параметрів метеоутворень та менші обчислювальні витрати; ступінь впровадження – в підприємстві “НВК ”Іскра”, в Науково-дослідному інституті радіолокаційних систем “Квант-Радіолокація”, в навчальному процесі Харківського національного університету радіоелектроніки; галузь використання – телекомунікації та радіотехніка.

Розроблено інформаційну технологію підвищення безпеки польотів повітряних суден на базі методів визначення зон їх потенційного небезпечного обледеніння. Вперше розроблено метод оцінювання поляриметричних інформативних параметрів зон небезпечного обледеніння, вдосконалено метод визначення та класифікації небезпечних метеорологічних явищ за допомогою бортової метеорологічної інформаційної системи шляхом додавання послідовності операцій для виявлення нового класу об'єктів - зон небезпечного обледеніння, і метод багатопараметричного оцінювання ступеня загрози обледеніння, у якому використовуються поляризаційні характеристики електромагнітних хвиль, відбитих від метеорологічних об'єктів та параметри повітряного судна та маршруту польоту. Перший з наведених методів дозволяє провести оцінку основних параметрів сигналів бортової інформаційної метеорологічної системи, що були відбиті від метеорологічних об'єктів (досліджуваної області простору, заповненої гідрометеорами різних типів) на основі представленої в роботі математичної моделі відбиття електромагнітних хвиль від гідрометеорів несферичної форми. Модель дозволяє проводити розрахунки поліметричних параметрів відбитого сигналу за допомогою апроксимації несферичної форми розсіювачів (гідрометеорів) сфероїдами обертання та використання модифікованих формул Релея. Другий з наведених методів описує алгоритм виявлення зон потенційного обледеніння шляхом ідентифікації типів гідрометеорів на основі аналізу відмінності поляриметричних інформативних параметрів відбитого сигналу бортової інформаційної метеорологічної системи з урахуванням результатів математичного моделювання та оцінювання цих параметрів у першому з представлених у роботі методів. Теоретичні дослідження, наведені в роботі, підтверджено експериментальними даними, зокрема результатами практичних вимірювань хмар та опадів існуючими метеорологічними радіолокаторами. Третій з розроблених методів використовує математичний апарат нечіткої логіки для оцінювання ступеня небезпеки обледеніння повітряних суден. Проаналізовано існуючі методи визначення зон обледеніння та запропоновано нові, більш досконалі методи, що дозволяють попереджувати про небезпеку обледеніння до його початку з урахуванням сукупності таких факторів, як поляриметричні параметри відбитого сигналу, температура, висота, швидкість польоту, тривалість перебування у небезпечній зоні та ін. Оцінено достовірність цих методів, і наведено рекомендації до їх реалізації в існуючих інформаційних системах забезпечення безпеки польотів.

Висвітлено актуальну наукову проблему створення методології удосконаленого метеорологічного забезпечення аеронавігації за рахунок розвитку та використання поляриметричних засобів оперативного виявлення небезпечних для польотів динамічних явищ та розповсюдження метеорологічної інформації усім зацікавленим учасникам повітряного руху. Розроблено і досліджено в рамках запропонованої концепції удосконалення метеорологічного обслуговування міжнародної аеронавігації поляриметричні методи дистанційного одержання інформації про турбулентність та вітер. Розроблено та досліджено математичні та комп'ютерні моделі зв'язку атмосферних динамічних явищ та характеристик відбитої від метеорологічного утворення радіолокаційного сигналу. Сформульовано та запропоновано підхід щодо дистанційного одержання інформації про небезпечні динамічні атмосферні явища за допомогою поляризаційних характеристик відбитої електромагнітної хвилі, що дозволить оперативно одержувати більш повну та якісну інформацію про характер та інтенсивність небезпечного явища. Обuрунтовано та введено поняття поляризаційного спектра радіолокаційного сигналу, відбитого від метеорологічного утворення, оцінка якого дозволяє запобігти часовому та просторовому усередненню радіолокаційної інформації та фіксувати "миттєві" зміни в атмосфері. Запропоновано та запатентовано радіолокаційну систему з багатопроменевим прийманням для вимірювання поляризаційного спектру. Розвинуто метод і алгоритм дистанційного визначення швидкості вітру за моментом роздвоєння крапель та поляриметричний енергетичний метод дистанційного одержання інформації про атмосферну турбулентність. На основі аналізу ризиків процесі прийняття рішень пілотом удосконалено процес метеорологічного забезпечення аеронавігації. Запропонована архітектура та схема удосконаленого метеорологічного забезпечення міжнародної аеронавігації, а також рекомендації щодо процесу удосконалення.

Разработан последовательный алгоритм классификации метеообразований по поляризационным признакам, реализующий стратегию с накоплением информации и отбрасыванием классов по критерию достаточного количества информации. Представлены результаты оценки эффективности работы алгоритма. Выполнено исследование влияния на достоверность классификации аппаратурных погрешностей, возникающих при измерении поляриметрических характеристик сигналов, - неидентичности коэффициентов усиления в каналах поляризации, неортогональности поляризационного базиса, наличия паразитной кросс-поляризации. Предложена методика, позволяющая обосновывать количественные требования к характеристикам приемо-передающего модуля в составе системы распознавания.

Рассмотрены цели разработки и создания системы мониторинга и прогноза вихревой обстановки в районе аэропорта, требования, предъявляемые к такой системе и её предполагаемая структура.

Проведено аналіз досвіду метеорологічного забезпечення польотів авіації; запропоновано інструмент опрацювання прогностичних даних та розробки рекомендацій для чергового метеоролога щодо метеорологічного забезпечення польотів авіації Збройних сил України.

За результатами аналізу особливостей метрологічного забезпечення авіаційної техніки запропоновано комплексний показник ефективності функціонування системи метрологічного забезпечення. Даний комплексний показник ефективності функціонування системи метрологічного забезпечення (14) з урахуванням (10) по своїй суті є інтегральним оскільки охоплює всі складові системи метрологічного забезпечення, має ясний фізичний зміст і відповідає показникам якості функціонування і готовності авіаційної техніки.

Розглянуто способи відображення інформації про метеорологічну обстановку, методи моделювання діяльності оператора АСУ, їх переваги, практичну реалізацію та способи вдосконалення.

Проаналізовано вплив чинників космічної погоди на надійність функціонування авіаційної техніки та ініціювання виникнення авіаційних катастроф. Показано вплив чинників космічної погоди на різноманітні сегменти авіаційного комплексу в рік їх експерементальних значень. Доведено, що індекс збурення геомагнітного поля Землі найбільш корелює з кількістю авіаційних подій у США в 23-му сонячному циклі.

Розглянуто концепцію застосування поляризаційно-селективних антен та антенних систем, чутливих до поляризаційних змін електромагнітних хвиль у разі їх відбиття від об'єктів нестабільної форми, наприклад, краплі у повітрі, які вібрують під дією різних факторів.

Розроблено математичну модель сигналу доплерівської метеонавігаційної радіолокаційної станції (МНРЛС) на фоні білого шуму, низькочастотних шумових складових, завади в самій частоті. Побудовано характеристику виявлення радіолокаційного сигналу МНРЛС на базі створеної моделі на фоні білого шуму та завади в частоті сигналу. Наведено два нових методи виявлення радіолокаційного сигналу МНРЛС для покращання характеристики виявлення сигналу на базі сплайн-апроксимації первісної функції з логічним вирівнюванням і застосування створених несиметричних спектральних віконних функцій.

Исследованы смешанные центральные моменты высоты нижней границы облаков и горизонтальной дальности видимости в районе аэродрома, находящегося в зоне умеренно-континентального климата. В качестве исходного статистического материала использованы данные многолетних наблюдений и построенная на их основе климатическая характеристика аэродрома. Построены уравнения регрессии ГДВ на высоту НГО. Разработанная методика исследования характеристик стохастической взаимосвязи может применяться для прогноза факторов влияния метеоусловий на безопасность полетов и автоматизации построения климатических характеристик аэродромов.

Розглянуто питання метеорологічного забезпечення міжнародної аеронавігації, наведено відомості щодо визначення метеорологічної інформації у кодових формах METAR, TAF, GAMET, AIRMET, SIGMET.

Рассмотрены вопросы метеорологического обеспечения международной аэронавигации, даны сведения относительно определения метеорологической информации в кодовых формах METAR, TAF, GAMET, AIRMET, SIGMET.