Разработка программного продукта "Расчет объемов работ и затрат машино-часов на зимнее содержание аэродрома"

Оценка возможностей инженерно-аэродромных подразделений производилась на основе данных об объемах работ в зимний период и затратах машино-часов на выполнение мероприятий по подготовке аэродрома к эксплуатации, рассчитанных по следующей методике, представленной на рисунке 1.

Расчет модуля снегопада

Расчет ожидаемого сезонного объема работ по очистке аэродрома от снега

Расчет объема работ по снегоочистке для роторных снегоочистителей

Расчет объема работ по снегоочистке для плужных снегоочистителей

Сезонный объем работ по снегоукатке

Расчет объема работ по борьбе с гололедом химическим способом

Расчет объема работ по борьбе с гололедом тепловым способом

Расчет затрат машино-часов на зимнее содержание аэродрома на ед. техники

Конец

Рисунок 1 - Методика расчетов объема работ и затрат машино-часов на зимнее содержание аэродрома

Время, необходимое на очистку аэродрома от снега зависит от размеров очищаемых площадей, метеообстановки, наличия снегоуборочной техники. Расчеты по данной методике производились по следующим формулам (1 - 16).

Сезонный модуль снегопада рассчитывается по формуле [1]:

q сез . сн .

= 10Z h

.

где ^ hce3 CH - максимальное суточное количество осадков за период устойчивого снежного покрова, мм вод. ст.

Максимальный суточный модуль снегопада рассчитывается по формуле [1]:

q сут . сн

^{10 h} max. сут

где h_maxcym - максимальное суточное количество осадков за период устойчивого снежного покрова, мм вод. ст.

Коэффициент переработки снега на летной полосе рассчитывается по формуле [1]:

^Р  0,5 + 4 д >

где В=Ввпп+2Вбпб — ширина очищаемой от снега летной полосы, Д - средняя дальность бросания снега ДЭ-211.

Ожидаемый сезонный объем работ по очистке аэродрома от снега, выпавшего в период снегопадов рассчитывается по формуле [1]:

Q сез . сн .

= qce3 (FЕ л ■ knep сез.сн     л.п.     п ер .

+ F p . д . + F mc + F^ ,

где Е_лпрд^ - площади элементов аэродрома очищаемых от снега.

Максимальный суточный объем работ при снегопаде рассчитывается по формуле [1]:

Q сут сн

= а (F -к + F . +F + R 1

q cym . сн л . п . пер .        р . д .        м . с .        дор. •

Ожидаемый сезонный объем работ по очистке летной полосы от снега, нанесенного во время метелей и поземок рассчитывается по формуле [1]:

Q CS.мп = ^S„ ■ Чащ ' Р мп ■ knep. (« , ' ^Д л ' sin « л ⁺ ® п ' ^Д п ' sin « п ) ,     (6)

где 8_сп - сезонный модуль снегопереноса для заданного района, м³/м, п.;

L3aщ  - длина снегозащитного ограждения из переносных щитов, установленных вдоль левой кромки летной полосы, м; Ал - количество снега, переносимого через ограждение летной полосы слева; Ап - количество снега, переносимого через ограждение летной полосы справа при наличии сплошной застройки СТЗ; ^,sinа, ^,sinа — исходные данные направлений господствующих ветров с правой и левой стороны ЛП и синусы угла между направлениями и осью ЛП.

Ожидаемый сезонный объем работ по очистке рулежных дорожек, мест стоянок и дорог от снега, нанесенного во время метелей и поземок рассчитывается по формуле [1]:

n

РД,МС, Дор сез.м.п.            сп р м.п.   /     защ(i)    пер.    л     л          л       п     п          п *

i =1

Ожидаемый сезонный объем работ по очистке аэродрома от снега, нанесенного во время метелей и поземок рассчитывается по формуле [1]:

Q сез . м . п .

лп       рд      мс       дор

^QM . п .    ^QM . п .    Q M . п .    Q M . п . .

Максимальный суточный объем работ при метелях и поземках рассчитывается по формуле [1]:

Q сут . м . п .

3Q сез . м.п.

м . п .

где n_м.п. – количество дней с метелями за зимний сезон.

Максимальный суточный объем работ по снегоочистке аэродрома рассчитывается по формуле [1]:

Q max . сут

= mSxQ r . _С н . ; Q _cym . м . п . ^}

.

Сезонный объем работ по снегоочистке для роторных снегоочистителей рассчитывается по формуле [1]:

Q- сез     Q- сез . сн + Q cea . м . п . •

Сезонный объем работ по снегоочистке для плужных снегоочистителей рассчитывается по формуле [1]:

F np = 0,006 ■ Q ce3 ,                                (12)

Сезонный объем работ по снегоукатке рассчитывается по формуле [1]:

^Fnp = ^am. ( m om ■ n 1 + m_C H ■ n 2 ),                        (13)

где m от. – количество оттепелей в зимний сезон, n 1 – количество следов снегоукатки в период оттепелей, m_сн. – количество снегопадов в зимний сезон, n₂ – количество следов снегоукатки в период оттепелей.

Сезонный объем работ по борьбе с гололедом тепловым и химическим способом соответственно рассчитывается по формуле [1]:

тепл     тепл

Fnp     F факт (тгол hгoл + o,5 mom), где

тепл факт

– фактическая площадь борьбы с гололедом тепловым способом,

m_гол – количество случаев гололедов в зимний сезон, h_гол – средняя толщина удаляемого льда на покрытиях. Аналогично по формуле [1]:

хим     хим

пр      факт(тгол гол +  , mom), где

хим факт

– фактическая площадь борьбы с гололедом тепловым способом.

Расчет вероятных затрат машино-часов на зимнее содержание аэродрома:

Эксплуатационная производительность машин рассчитывается по формуле [1]:

Пжc= П_теXK Ku ,                               (16)

экс       тех     u где Птех – техническая производительность машин, Кu – коэффициент полезного использования рабочего времени.

Вероятные затраты машино-часов на зимнее содержание аэродрома рассчитывается по формуле [1]:

n = сез (м-час), (17) экс где Qсез – сезонный объем работ, по зимнему содержанию аэродрома, выполняемых машинами данной марки, Пэкс – эксплуатационная производительность машин данной марки.

На основе данной методики был разработан программный продукт «Расчет объемов работ и затрат машино-часов на зимнее содержание аэродрома», позволяющий производить соответствующие расчеты в автоматическом режиме.

Одной из ответственных и сложных задач аэродромной службы является подготовка и поддержание аэродромов в постоянной готовности к эксплуатации в зимнее время года. Это связано с тем, что своевременная и качественная подготовка аэродромов к полетам относится к одному из ключевых условий высокой боевой готовности авиационных частей и обеспечения безопасности взлета и посадки летательных аппаратов [2].

В целях обеспечения быстрой и качественной подготовки аэродрома к полетам в условиях снегопада и гололедных образований и поддержания его в постоянной эксплуатационной готовности, командир аэродромноэксплуатационного подразделения обязан в полной мере владеть информацией по объемам сезонных работ по обеспечению готовности аэродрома к полетам с учетом природно-климатических условий региона. Данный программный продукт позволяет провести расчеты по определению объемов работ и вероятных затрат машино-часов по зимнему содержанию аэродрома, тем самым упростив задачу и сэкономив время для персонала, задействованного в этих мероприятиях. Интерфейс главного окна программы представлен на рисунке 2.

Высокая значимость содержания аэродромов в эксплуатационном состоянии в зимний период обосновывается тем, что существенная часть территории нашей страны располагается в зонах продолжительной и устойчивой зимы.

Рисунок 2 – Главное окно программы

В результате осадков в виде сухого или мокрого снега аэродром, полностью готовый к эксплуатации, в считанные часы может перейти в состояние непригодное к полетам, в связи с тем, что не будет в должной мере обеспечена безопасность взлета и посадки летательных аппаратов. В нашей стране, объемы выпавших осадков в период снегопада непостоянны, и могут колебаться до десятков сантиметров. Кроме того, следует учитывать, что на определенных участках аэродрома, если осадки сопровождаются сильными метелями, толщина снежного покрова, способна достичь еще более значительных величин. Объемы выпадающего в зимнее время снега, в зависимости от района расположения аэродрома тоже может изменяться в большом диапазоне. В итоге получаем, что естественный снежный покров, образующийся вследствие снегопадов и метелей, приводит состояние аэродрома в непригодное, и, таким образом, сводит на нет боевую готовность базирующейся на нем авиационной части. В связи с этим, принято решение применить в разработанной программе нормальное распределение

(распределение Гаусса) для выбора значений из диапазона, заданного в таблице. Диаграмма вероятности выпадения значений в зависимости от близости к усредненной величине представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Нормальное распределение (распределение Гаусса) при выборе значений из диапазона

Для достоверности расчетов необходимо учитывать характеристики и особенности используемой техники. В программе приведены расчеты для следующей техники: АКПМ-3, ДЭ-211, ТМ-59, ДУ-39, ДЗ-31, КО-105. Их параметры представлены в таблице, отображенной на рисунке 4.

Рисунок 4 – Характеристики используемой техники

В таблице представлены данные, заполняемые со стартом программы.

Однако, в случае необходимости, данные можно подкорректировать аналогично случаю с таблицей снегопереноса, т.е. напрямую изменить значения в колонках таблицы. Ячейки, данные в которых можно изменить, выделены зеленым цветом.

На рисунке 5 в пяти таблицах отображены результаты по расчету затрат машино-часов. Заголовки столбцов при наведении на них подсвечиваются полным названием.

Рисунок 5– Вывод расчетов затрат машино-часов

Для проведения расчетов  используются  так же  определенные константы (например, температура образования гололеда) [3].

Таким образом, данный программный продукт целесообразно использовать начальникам аэродромных служб для получения информации о затратах машино-часов и объемах предстоящих работ. Программа обладает интуитивно понятным интерфейсом и не требует предварительного ознакомления и обучения. В дальнейшем разработанный модуль будет включен в программный комплекс по сбору и формированию справочной информации об укомплектованности и возможностях инженерноаэродромных частей и подразделений.