Отчет о научно-исследовательских работах, выполненных в рамках реализации программы создания и развития научного центра мирового уровня «Сверхзвук» по направлению «Искусственный интеллект и безопасность полетов» за 2022 год

В разделе 1 сформирована расчетная математическая модель СПС на основе вычислительной аэродинамики. Проведены расчетные исследования по разработке структуры и алгоритмов системы автоматизированного ручного управления СПС в соответствии с выбранным функциональным набором КСУ. Алгоритмы обеспечивают оптимальные характеристики устойчивости и управляемости во всём ожидаемом диапазоне полётных условий и конфигураций самолета в соответствии с требованиями норм лётной годности. В разделе 2 разработан теоретический подход к оптимизации характеристик управляемости СПС в каналах тангажа, крена и рыскания на различных режимах полета при ручном пилотировании ЛА. В качестве основного рычага управления СПС даны рекомендации по использованию боковой ручки управления. Проведена подготовка пилотажного стенда и его систем для проведения экспериментальных исследований характеристик управляемости с учетом отсутствия лобового остекления кабины СПС. Проведено прототипирования рычагов управления СПС на пилотажном стенде ЦАГИ. В разделе 3 проведены оценки качества восприятия пилотажно-навигационной информации летчиком на различных режимах полета с использованием специализированных методик для оценки эффективности информационных кадров. В процессе выполнения работы были рассмотрены возможные компоновки информационного поля кабины СПС. В разделе 4 сформированы требования к структуре, составным компонентам и информационному обеспечению системы интеллектуальной поддержки экипажа на сложных режимах полета. Сформирован алгоритмический состав блока предобработки данных, необходимого для функционирования алгоритмов машинного обучения. Сформулированы математические постановки задач диагностики (обнаружения аномалий в сигналах) и прогнозирования опасных режимов полета. Представлены алгоритмы, наиболее подходящие для решения указанных задач с учетом специфики анализа временных рядов параметров движения самолета. В разделе 5 приведено описание математической модели движения обобщенного сверхзвукового пассажирского самолета на больших углах атаки для моделирования в реальном масштабе времени с учетом нестационарности аэродинамических характеристик, характерных для больших и закритических углов атаки. Данная модель позволит провести отработку основных систем самолета на вычислительном комплексе пилотажного стенда для дальнейшего исследования вопросов, связанных с критическими режимами полета. Разработаны требования к техническим характеристикам системы подвижности опорного и консольного типа пилотажного стенда, предъявляемые к устройствам имитации акселерационных эффектов. Проведена доработка алгоритмов управления движением кабины пилотажного стенда с учетом особенностей моделирования критических режимов полета самолета. В разделе 6 Представлен метод оптимизации вертикального профиля СГС для этапа «набор высоты - разгон» и выхода в сверхзвуковые крейсерские условия с учетом ограничений на интенсивность звукового удара на земной поверхности. Метод базируется на использовании энергетического подхода и упрощенной формулы расчета избыточного давления. Приведены результаты оптимизации этапа набор-разгон с ограничением по звуковому удару и оценка влияния этого ограничения на расход топлива и практическую дальность полета.