Interest into vertical take-off and landing aircraft has been renewed in recent years due to the rapid development of technology in the area and the numerous advantages іnterest into vertical take-off and landing aircraft have over traditional airplanes and helicopters. With the development of lightweight Micro-Electro-Mechanical System sensors it has become possible to construct autonomous models of Interest into vertical take-off and landing aircraft to efficiently and cost-effectively develop control concepts and compare design variations. This paper focuses on the design and construction of an autonomous quad rotor aircraft. A mathematical model of the system has been developed and used as the basis of a suitable controller designed. A Kalman filter has also been designed and incorporated into the control system. The filter is capable of determining craft attitude based on feedback from orthogonally positioned gyroscopes and accelerometers.

Вперше розглянуто й проаналізовано адміністративно-правову систему гарантування безпеки польотів України, її зміст, складові та особливості функціонування як юридичної особи. Проаналізовано рівень наукового дослідження проблеми, пропозиції науковців щодо покращання функціонування системи в цілому та її окремих аспектів, зокрема потребу обгрунтування, впорядкування, уніфікації та кодифікації юридичної термінології як щодо самої системи гарантування безпеки польотів, так і її головних складових. Динаміка розвитку проблеми гарантування безпеки польотів набуває актуалізації на далекосяжних перспективах. Її суб’єктом усе більше стає адміністративно-правове поле. Однак, систематизація всіх її ділянок у країні перебуває в стадії розвитку. Спроби її вдосконалення в межах національного законодавства все більше призводять до колізій, вирішення яких можливе лише на багатосторонній міждержавній основі. У зв’язку з цим здійснено аналіз стану гарантування безпеки польотів у розвинених країнах (Японія, Австралія, Німеччина), а також колишніх республіках СРСР (Російська Федерація, Білорусь, Казахстан, Узбекистан, Киргизстан та ін.). Означено позитивні аспекти законодавчого, адміністративно-правового гарантування безпеки польотів, з’ясовано можливість їх адаптації до авіаційної галузі України.

За допомогою мережевого графіка проаналізовано взаємодію між членами екіпажу під час відмови двигуна на зльоті на прикладі літаків Ту-134 та Як-40.

Снятие аварийности по человеческому фактору на самолетах нового поколения (СНП) при анализе реальных и потенциальных ошибок летного состава (ЛС) требует не ограничиваться анализом так называемых "комплексных" ошибок ЛС. Комплексные ошибки экипажа и их классификация, как известно из мировой практики, создают так называемую "вину ЛС за авиационные происшествия", которые в настоящее время достигают 80-85%. В работе вскрывается природа комплексных ошибок экипажа для СНП (ИЛ-96, ТУ-204, Б-767, А-320 и др.) и показаны пути информационного анализа при исключении профессиональной вины летного состава при возникновении такого рода ошибок на этапе эксплуатации. Рассматриваются основные ограничения, приводящие к тому, что принятие решений на важных этапах полета проходит в условиях логической неопределенности. Проводится анализ информационных ограничений и логических условий функции принятия решений по уходу на второй круг на различных самолетах нового поколения.

Концепция целостности систем позволяет вскрыть причины распада организованности транспортных потоков, приводящих к катастрофическим явлениям на транспорте. Показано что источником данного явления является "синдром экономической выгоды".

Предложен альтернативный подход к исследованию безопасности полетов, а именно "человеческого фактора". Подход основан на принципе максимума энтропии. Приведены некоторые результаты моделирования.

Одержано рівняння для оцінки ймовірності потенційного конфлікту і зіткнення літаків з урахуванням стохастичного характеру і кореляційної залежності в часі відхилень від запланованих траєкторій польоту за кооперативного керування повітряним рухом. При цьому враховується стабілізація заданих параметрів траєкторії, що забезпечується бортовою системою керування польотом. Визначено коефіцієнти рівняння, необхідні для числового розв'язання задачі.

Проактивні заходи з профілактики авіаційних пригод та інцидентів в діяльності цивільної авіації пов'язані з прийняттям різноманітних рішень, яким незалежно від їх класифікаційних ознак завжди притаманний певний ризик стохастичного чи нестохастичного характеру. Ці рішення за своїми наслідками поділяються на такі, що дають позитивний результат (прибуток, - ефект), та такі, що призводять до негативних результатів (збитків, - дефект). Запропоновано модель оцінювання відповідного ефекту/дефекту цих рішень, яка спирається на класичний критерій Вальда. Її емпірична реалізація за умов повної невизначеності дозволила одержати практично прийнятні результати.

Вперше розроблено структурно-аналітичну модель виникнення аварійних і катастрофічних ситуацій у польотах, яка грунтується на концепції взаємодії експлуатаційних чинників і технології мультиплікативних факторних накладок, а також явища поліпараметричного факторного резонансу як слабоформалізованого процесу. Вперше розроблено математичні моделі поліпараметричного факторного резонансу за даними обробки польотної інформації, які засновані на узагальненій функції Аньєзі в "області неминучості" авіаційних подій (АП). Вперше запропоновано метод індексної обробки параметрів польоту як реалізацій нестаціонарного та слабоформалізованого процесу в "області неминучості" АП. Розроблено аналітичну модель виникнення АП "сніговий ком" на основі опорної окружності функції Аньєзі. Розроблено методологічні основи аналізу "області неминучості" на основі експлуатаційної карти.

Надано пропозиції щодо застосування можливих додаткових заходів безпеки під час виконання літерних авіарейсів, а також критерії оцінювання ефективності вказаних заходів.

Розроблено методичні рекомендації для моделювання прийняття рішень людиною-оператором у разі виникнення особливого випадку в польоті. Наведено статистичні дані щодо однієї з причин відмови авіаційного двигуна на зльоті - зіткнення повітряних суден із птахами. Наведено результати експертної оцінки часу виконання авіаспеціалістом необхідних дій у випадку відмови авіаційного двигуна на зльоті.

Увагу приділено вирішенню актуального науково-технічного завдання зі зниження ризику впливу авіаційних подій на населення та довкілля в околиці аеропортів. Досліджено локальний ризик виникнення авіаційної події з урахуванням внеску кожної авіакомпанії, яка виконує польоти в аеропорту повітряними суднами характерних груп і категорій, з наслідками для населення та довкілля. Запропоновано подальший розвиток теоретичних і методичних розробок до основних узгоджених між собою компонентів математичної моделі оцінки ризику третьої сторони. Вдосконалено методику оцінки ризику третьої сторони в околиці аеропорту, що дозволяє визначити контури нормативних значень індивідуального ризику та досягти прийнятного ризику для населення на рівні 10^-6 в околиці аеропортів за рахунок встановлення зон громадської безпеки. Розроблено методику оцінки збитків третій стороні від наслідків впливу авіаційної події в околиці аеропорту, що дозволяє обгрунтувати доцільність створення зон громадської безпеки для забезпечення екологічної безпеки аеропортів.

Обгрунтовано важливість дослідження даної проблеми, вказано переваги та недоліки існуючих систем уникнення зіткнення. Розроблено засоби уникнення зіткнення для безпілотних літаків на базі запропонованого методу мінімізації ризиків, в результаті чого досягнуто підвищення безпеки повітряного простору.

Разработана методика идентификации и классификации внезапных повреждений внешнего обвода крыла среднемагистрального самолета в процессе летной эксплуатации с применением байесовских сетей.

Предложена процессная концепция безопасности полетов (ПКБП) в качестве основного приоритетного подхода к безопасности полетов. ПКБП - это новое толкование безопасности полетов (БП), качественно отличающееся от существующих подходов в системной методологии. Обоснованы понятие "уровень БП" и новые классификации полетов как сложных процессов с позиции общей теории процессов и процессного анализа.

Рассмотрены западный и отечественный подходы к определению ошибок летного состава, а также модель угроз и ошибок в полете и факторная модель полета с учетом природы усиленных рефлексов Сеченова, применение которой позволяет снизить уровень аварийности вплоть до нулевого уровня.

Здійснено оптимізацію процесу керування рівнями безпеки польотів завдяки побудові математичної моделі чинників, що враховують технічні характеристики й експлуатаційні важелі авіаційної транспортної системи, а також витрати, взаємопов'язані з катастрофами повітряних кораблів. Для регулярних перевізників як технічну складову критерію безпеки польотів запропоновано коефіцієнт технічного використання, для нерегулярних перевізників - коефіцієнт готовності. Оптимізацію проведено за мінімумом математичного очікування витрат з урахуванням можливих катастроф. Опрацьовано статистичний матеріал з авіаційних катастроф за період більш, ніж 30 років. Висвітлено питання щодо стану безпеки польотів за світовими та українськими даними з урахуванням суб'єктивних переваг пасажирів стосовно авіаперевезень.

Спираючись на статистичні й імовірнісні критерії безпеки польотів, запропоновані ІСАО та Міждержавним авіаційним комітетом, розглянуто питання моніторингу авіаційних подій та контролю факторів ризику. Визначено вимоги до системи управління безпекою польотів, яка має забезпечувати вияв фактичних і потенційних загроз безпеці; гарантію прийняття і реалізації заходів корегування, потрібних для зменшення факторів ризику/небезпеки та безперервний моніторинг і регулярну оцінку досягнутого рівня безпеки польотів. Наведено конкретні норми безпеки, яких мають дотримуватись і постійно збільшувати експлуатанти авіаційної техніки. Надано схеми циклу безпеки та процесу керування безпекою.

Удосконалено та запропоновано нові ймовірнісні методи оцінки конфліктів, яких поділено на дві групи. Методи першої групи базуються на прогнозуванні випадкових процесів відхилень літаків від заданих траєкторій з наступним аналізом їх взаємного положення. Розроблено узагальнений стохастичний метод, що дозволяє з високою вірогідністю оцінювати імовірність конфліктів і ризик зіткнення літаків. За методами другої групи мають прогнозуватися області невизначеності положення літаків з наступним аналізом близькості цих областей. Розроблено методи, з використанням яких одержано нові аналітичні вирази для оцінки ймовірності конфлікту та дозволяють враховувати стохастичну динаміку та кореляцію у часі процесів відхилення від заданих траєкторій. Запропоновано новий композиційний метод, що дозволяє контролювати безпеку польотів за умов маневрування літаків. Розроблено оптимізаційно-стохастичний метод розв'язання конфліктних ситуацій з гарантованим рівнем безпеки польотів, за якого критерієм оптимальності може бути економічність, комфортність, а мірою безпеки є ймовірність порушення норми безпечного розділення літаків. Застосування розроблених методів і алгоритмів підвищує безпеку на транспорті та збільшує ефективність повітряних перевезень.

Наведено результати параметричного аналізу впливу конструктивних, метеорологічних та експлуатаційних характеристик на розподіл амплітуд перевантаження. Запропоновано критерій комфорту, що може використовуватись для оцінюванння рівня комфорту пасажирів та екіпажу, вибору параметрів літака, режимів польоту та процесів керування польотом.