Department of Aviation Technologies

Baigiamajame magistro darbe yra vertinamas orlaivių antžeminio judėjimo valdymo ir kontrolės sistemos naudojimas Vilniaus oro uoste. Teorinėje dalyje aprašoma A-SMGCS sistema, jos pritaikomumas bei nauda. Taip pat nagrinėjamas meteorologinių reiškinių poveikis oro uostų veiklai ir judėjimo lauko schemų projektavimo principai. Tiriamojoje dalyje atliekami bandymai skrydžių valdymo treniruoklyje „ROSE”, kurių metu vertinamos skirtingos A-SMGCS įrangos versijos, bei nuo jų priklausomi skrydžių valdymo pralaidumo pokyčiai. Taip pat analizuojami gauti rezultatai pritaikant CAPAN metodą ir pateikiamos išvados bei rekomendacijos. Darbą sudaro 7 dalys: įvadas, literatūros apžvalga, tiriamoji dalis, eksperimentinis tyrimas ir rezultatai, išvados ir rekomendacijos, šaltiniai ir priedai. Darbo apimtis – 74 p. teksto be priedų, 37 iliustr., 12 lentelių, 51 bibliografinis šaltinis. Atskirai pridedami darbo priedai.

In this paper, usage of advanced surface movement guidance and control system is evaluated. The theoretical part describes the A-SMGCS system, its applicability and benefits. The impact of meteorological phenomena on airport operations and the principles of movement field scheme design are also analyzed. The research part performs tests in the air traffic control simulator "ROSE", during which different versions of A-SMGCS equipment are evaluated, and the changes in air traffic control capacity dependent on them are analyzed. The results obtained by applying the CAPAN method are also analyzed and conclusions as well as recommendations are presented. The paper comprises of 7 parts: introduction, literature review, research part, experimental study and results, conclusions and recommendations, sources and appendices. Thesis consists of: 74 p. text without appendixes, 37 pictures, 12 tables, 51 bibliographical references. Work attachments are included separately.

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjamas konvoliucinių neuroninių tinklų taikymas orlaivių aerodinaminių paviršių pažaidoms klasifikuoti. Darbe analizuojama aerodinaminių paviršių pažaidų reikšmė orlaivio techninei būklei, eksploatacijai ir skrydžių saugai, aptariami tradiciniai patikros metodai bei jų apribojimai. Tyrime parengtas aerodinaminių paviršių vaizdų duomenų rinkinys, pritaikytos ResNet-18 ir EfficientNet-B0 architektūros, atliktas jų mokymas, validavimas ir testavimas. Modelių veikimas įvertintas pagal klasifikavimo rodiklius, o gauti rezultatai parodė konvoliucinių neuroninių tinklų taikymo galimybes automatizuotam pažaidų atpažinimui vaizduose. Darbe taip pat pristatomas sukurtas sprendimas, leidžiantis pagal pasirinktą aerodinaminio paviršiaus vaizdo fragmentą nustatyti, ar jame yra pažaida, ar jos nėra. Darbą sudaro 4 dalys: įvadas, literatūros analizė, kurioje nagrinėjamos orlaivių aerodinaminių paviršių pažaidos, jų patikros metodai ir dirbtinio intelekto taikymo galimybės, metodinė dalis, kurioje pristatoma aerodinaminių paviršių pažaidų klasifikavimo metodika, tiriamoji dalis, kurioje pateikiamas ResNet-18 modelio taikymas pažaidoms klasifikuoti, apibendrintos išvados. Darbo apimtis – 94 p. teksto be priedų, 40 iliustracijų, 8 lentelės, 56 bibliografiniai šaltiniai. Atskirai pridedami darbo priedai.

The master’s thesis examines the application of convolutional neural networks for classifying damage to aircraft aerodynamic surfaces. The thesis analyses the significance of aerodynamic surface damage for the technical condition, operation and flight safety of an aircraft, and discusses traditional inspection methods and their limitations. In the study, a dataset of aerodynamic surface images was prepared, the ResNet-18 and EfficientNet-B0 architectures were applied, and their training, validation and testing were carried out. The performance of the models was evaluated using classification metrics, and the obtained results demonstrated the potential of applying convolutional neural networks for automated damage detection in images. The thesis also presents a developed solution that enables determining whether damage is present or absent in a selected fragment of an aerodynamic surface image. The thesis consists of four parts: the introduction; the literature review, which examines damage to aircraft aerodynamic surfaces, inspection methods and the possibilities of applying artificial intelligence; the methodological section, which presents the methodology for classifying damage to aerodynamic surfaces; the research section, which presents the application of the ResNet-18 model for damage classification; and the summarized conclusions. The thesis comprises 94 pages of text excluding appendices, 40 figures, 8 tables and 56 bibliographic references. Appendices are attached separately.

Magistro darbe analizuojamas daugiafunkcinių sraigtasparnių efektyvumas vykdant antraeiles karines užduotis Lietuvos kariuomenėje. Tyrime taikyti daugiakriteriniai TOPSIS ir WASPAS metodai, leidžiantys įvertinti skirtingų sraigtasparnių techninius, taktinius ir eksploatacinius parametrus. Atlikta literatūros analizė, ekspertinė apklausa bei lyginamoji analizė. Tyrimo rezultatai parodė, kad universalios, su NATO standartais suderinamos platformos efektyviausiai atitinka Lietuvos kariuomenės poreikius. Taip pat nustatyta, kad jautrumo analizė yra svarbi vertinant rezultatų patikimumą. Darbą sudaro 6 dalys: įvadas, literatūros analizė, daugiafunkcinių sraigtasparnių vertinimo metodologija, daugiafunkcinių sraigtasparnių vertinimo tyrimas, išvados ir literatūros sąrašas. Darbo apimtis: 65 p. teksto be priedų, 9 iliustracijos, 20 lentelės, 28 bibliografiniai šaltiniai.

This master’s thesis analyzes the efficiency of multifunctional helicopters in performing secondary military tasks within the Lithuanian Armed Forces. The study applies the multi-criteria decision-making methods TOPSIS and WASPAS, which enable the evaluation of technical, tactical, and operational parameters of different helicopters. The research includes a literature review, an expert survey, and a comparative analysis. The results of the study showed that universal platforms compatible with NATO standards most effectively meet the needs of the Lithuanian Armed Forces. It was also determined that sensitivity analysis is important for assessing the reliability of the results. The thesis consists of 6 parts: introduction, literature review, methodology for evaluating multifunctional helicopters, research on multifunctional helicopter evaluation, conclusions, and references. The scope of the thesis: 65 pages of text excluding appendices, 9 figures, 20 tables, and 28 bibliographic sources.

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjami Europos civilinės aviacijos konferencijos (ECAC) zonoje taikomi oro eismo valdymo procesai, jų efektyvumas bei prognozavimo galimybės, remiantis operatyvinių rodiklių analize. Tyrimo tikslas – sukurti matematinį paklausos ir pasiūlos valdymo (DCB) modelį, kuris, atsižvelgdamas į oro erdvės struktūrą, eismo sąlygas, sektorių konfigūraciją bei skrydžių paklausą, paskirstytų oro srautus taip, kad bendras vėlavimų lygis būtų minimalus. Modelio veikimas grindžiamas mišriųjų sveikųjų skaičių tiesinio programavimo (MILP) metodais, leidžiančiais jį taikyti taktinio lygmens (einamosios dienos) operacijoms planauoti. Sukurtas modelis leidžia efektyviau valdyti oro eismo srautus, įvertinant sistemos apribojimus ir dinamiškas veiklos sąlygas. Tyrimo rezultatai rodo, kad taikomas modelis gali prisidėti prie oro eismo valdymo procesų tobulinimo, mažinant vėlavimus ir gerinant oro erdvės pajėgumų panaudojimą. Darbą sudaro 7 dalys: įvadas, literatūros analizė, metodologija, tyrimo rezultatai, diskusija, išvados, literatūros sąrašas. Darbo apimtis – 63 p. teksto be priedų, 21 iliustracija, 16 lentelių , 36 bibliografiniai šaltiniai.

This master’s thesis examines air traffic management processes applied within the European Civil Aviation Conference (ECAC) area, focusing on their efficiency and forecasting based on the analysis of operational performance indicators. The aim of the research is to develop a mathematical Demand and Capacity Balancing (DCB) model that, considering airspace structure, traffic conditions, sector configurations, and flight demand, allocates air traffic flows in a way that minimizes the overall level of delays. The proposed model is based on Mixed-Integer Linear Programming (MILP) and is designed for application at the tactical level (day-of-operations), enabling real-time or near real-time decision support. The results of the study indicate that the developed model can effectively improve air traffic flow management by reducing delays and enhancing the utilization of available airspace capacity. The findings suggest that such an approach has practical potential for further development and implementation in air traffic management processes. The thesis consists of 7 parts: introduction, literature review, methodology, research results, discussion, conclusions, and references. The total volume of the thesis is 63 p. of text (excluding appendices), including 21 figures, 16 tables, and 36 sources.

Baigiamajame magistro darbe analizuojamas Lietuvos oro eismo valdymo įvykių pranešimo sistemos veiksmingumas. Pirmojoje darbo dalyje sistemingai apžvelgiami aviacijos saugos konceptai bei apžvelgiami naujausi metodai, taikomi įvykių pranešimų sistemose. Metodologijos skyriuje analizuojami esami bei galimi metodai įvykių pranešimo sistemos veiksmingumui gerinti Lietuvoje. Tyrimas atliekamas pasitelkiant „Python“ programavimo kalbą bei transformacinių modelių bibliotekas taikant mašininio mokymosi metodus aviacijos incidentų pranešimams kategorizuoti. Atlikus tyrimą, įvairių mašininio mokymosi modelių našumas palyginamas pagal tikslumą, preciziškumą bei F1 balą ir suformuluojamos išvados dėl efektyviausio modelio automatizuojant aviacijos incidentų pranešimų klasifikavimą. Darbą sudaro 5 dalys: įvadas, literatūros analizė, metodologija, empirinis tyrimas ir išvados. Darbo apimtis –76 p. teksto be priedų, 36 iliustracijos, 11 lentelių ir 66 literatūros šaltiniai.

The final master thesis analyses the effectiveness of the Lithuanian air traffic control event reporting system. The first part of the thesis provides a systematic overview of aviation safety concepts and an overview of the latest methods used in occurrence reporting systems. The methodology analyses existing and potential methods to improve the effectiveness of the occurrence reporting system in Lithuania. The research is carried out using the Python programming language and a library of transformational models, applying machine learning methods to categorise aviation incident reports. The study compares the performance of different machine learning models in terms of accuracy, precision and F1-score, and draws conclusions on the most effective model for automating the classification of aviation incident reports in Lithuanian language. The thesis consists of 5 parts: introduction, literature review, methodology, empirical study and conclusions. Thesis consists of 76 p. of text without appendixes, 36 pictures, 11 tables and 66 references.

Civilinės aviacijos triukšmas išlieka pagrindiniu iššūkiu, ribojančiu šios industrijos augimą. Dėl augančių pasaulinio oro eismo srautų triukšmo tarša tampa vis aktualesne problema. Šiame tyrime kuriamas duomenimis pagrįstas skrydžių tvarkaraščio optimizavimo modelis, siekiant sumažinti nakties triukšmo lygį Vilniaus oro uoste. Tyrimas vykdomas trimis etapais: pirmiausia apžvelgiamos esamos triukšmo mažinimo strategijos ir tvarkaraščio optimizavimo priemonių potencialas. Antrajame etape naudojama EUROCONTROL integruota orlaivių triukšmo ir emisijų modeliavimo platforma, siekiant įvertinti triukšmo lygį kiekvienai skrydžio operacijai, atsižvelgiant į aktualias atmosferos sąlygas. Galiausiai sukuriamas skrydžių tvarkaraščio optimizavimo modelis, atsižvelgiant į pagrindinius kintamuosius, apribojimus ir prielaidas, darančius poveikį oro uosto triukšmui, o vėliau įvertinamas jo veiksmingumas ir efektyvumas. Tyrimo rezultatai rodo, kad veiksmingam triukšmo valdymui būtinas kompleksinis požiūris, derinant operacinius pakeitimus su detaliu industrijos veiksnių supratimu. Darbo apimtis – 80 puslapių teksto be priedų, 26 iliustracijos, 20 lentelės, 70 bibliografinių šaltinių.

Civil aviation noise remains a key challenge that limits the industry’s growth. With the rise in global air traffic, aviation noise pollution is becoming an increasingly pressing concern. This research develops a data-driven flight schedule optimization model to mitigate nighttime noise levels at Vilnius Airport. The research is conducted in three stages: first, existing noise reduction strategies and the potential of scheduling optimization tools are reviewed. Next, EUROCONTROL’s integrated aircraft noise and emissions modelling platform is used to assess noise levels for each flight operation under relevant atmospheric conditions. Finally, a flight schedule optimization model is developed by considering key variables, constraints, and assumptions affecting airport noise, followed by an evaluation of its performance and efficiency. The findings suggest that effective noise management requires a comprehensive approach, integrating operational adjustments with a detailed understanding of industry factors. Scope of the research – 80 pages of text excluding appendices, 26 illustrations, 20 tables, 70 bibliographic sources.

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjama keleivių asmeninių elektroninių prietaisų elektromagnetinė spinduliuotė ir jos galimas poveikis orlaivio sistemoms. Apžvelgiamos bendros teorijos žinios apie elektromagnetines bangas, apsaugos nuo jos priemones, asmeninius elektroninius prietaisus, trikdžius, orlaivių sistemas, kurios gali būti paveiktos, aviacijos institucijų reguliacijos, analizuojami moksliniai tyrimai, kuriuose atliekami panašūs tyrimai. Naudojantis elektromagnetinių laukų matuokliu ir spektro analizatoriumi atliekami asmeninių elektroninių prietaisų elektromagnetinių charakteristikų ir dominuojančių dažnių matavimai. Atliekama duomenų analizė, kurios metu padarytos išvados panaudojamos atliekant skaičiavimus su MATLAB programine įranga. Sumodeliuota orlaivio A320-200 keleivių kabina ir PIFA antenos, simuliuojami skirtingi scenarijai ir nubraižomi elektrinio lauko sklidimo ir prietaisų sąveikos grafikai. Atlikus asmeninių elektroninių prietaisų elektromagnetinės spinduliuotės tyrimą pateikiamos baigiamojo darbo išvados ir siūlymai. Darbą sudaro 6 dalys: įvadas, bendros teorijos ir kitų mokslinių tyrimų apžvalga, tyrimo metodika, elektromagnetinės spinduliuotės tyrimas, išvados ir rekomendacijos, literatūros sąrašas. Darbo apimtis – 99 p. teksto be priedų, 47 iliustracijos, 9 lentelės, 62 bibliografiniai šaltiniai. Atskirai pridedami darbo priedai.

This Master thesis investigates the electromagnetic radiation emitted by passengers’ personal electronic devices and its potential impact on aircraft systems. The study provides a theoretical overview of electromagnetic waves, protection measures against interference, personal electronic devices, electromagnetic interference, susceptible aircraft systems, aviation authority regulations and review of scientific research related to similar studies. Electromagnetic characteristics and dominant frequencies of personal electronic devices are measured using electromagnetic field meter and a spectrum analyzer. The collected data is analyzed, and the results are used for calculations performed in MATLAB software. A model of the AIRBUS A320-200 passenger cabin and PIFA antennas is created, simulating different scenarios and visualizing electric field propagation and device interaction. Based on the research findings, conclusions are drawn and recommendations for further studies are provided. Thesis structure has 6 parts: introduction, theoretical background and literature review, research methodology, electromagnetic radiation research, conclusions and recommendations, and references. Thesis consists of: 99 p. text without appendices, 47 figures, 9 tables, 62 bibliographical entries. Appendices are provided separately.

Baigiamajame magistro darbe analizuojamas stochastinis dviejų orlaivių konfliktinės situacijos aptikimas horizontalioje plokštumoje. Analitinėje dalyje išdėstomos svarbiausios sąvokos, nagrinėjamos skirtingos orlaivių konflikto aptikimo priemonės, jų privalumai bei trūkumai, analizuojama neapibrėžtumų įtaka orlaivių konflikto aptikimui. Tiriamojoje dalyje aprašoma tyrimo eiga, sąlygos bei matematinis modelis, tinkamas vertinti stochastinių parametrų įtaką dviejų orlaivių konfliktinės situacijos išsidėstymui. Išnagrinėjus tyrimo rezultatus, pateikiamos konfliktų analizės išvados ir rekomendacijos tolesniems tyrimams. Darbą sudaro 5 dalys: įvadas, teorinė dalis, kurioje nagrinėjami orlaivių konflikto aptikimo būdai, metodinė dalis, kurioje aprašomas siūlomas dviejų orlaivių konflikto aptikimo modelis, bendrosios tyrimo išvados ir rekomendacijos, literatūros sąrašas. Darbo apimtis – 81 p. teksto be priedų, 33 iliustracijos, 9 lentelės, 65 bibliografiniai šaltiniai.

In this master’s thesis, the stochastic detection of a conflict situation between two aircraft in the horizontal plane is analyzed. The analytical part presents the key concepts, examines various aircraft conflict detection methods along with their advantages and disadvantages, and analyzes the impact of uncertainties on conflict detection. The research section describes the study process, conditions, and the mathematical model suitable for assessing the influence of stochastic parameters on the spatial distribution of a two aircraft conflict. Based on the analysis of the results, conclusions and recommendations for future research are provided. Structure: introduction, theoretical part discussing conflict detection methods, methodological part presenting the proposed two aircraft conflict detection model, conclusions and recommendations, references. Thesis consists of: 81 pages of text without appendices, 33 illustrations, 9 tables, 65 bibliographical entries.

Baigiamajame magistro darbe yra analizuojama Palangos skrydžių valdymo rajono ir aerodromo skrydžių valdymo zonos, jų atvykimų maršrutai ir skrydžiai jose. Teorinėje dalyje aprašoma oro erdvės klasifikacija, delegavimo principai, atvykimų ir išvykimų koncepcija bei atskrendančių ir išskrendančių orlaivių tęstinio žemėjimo ir aukštėjimo procedūrų nauda. Praktinėje dalyje, pasitelkiant Eurokontrolės NEST įrankį ir 2022 metų skrydžių srautų duomenis, yra nustatomos į Palangą atvykstančių orlaivių trajektorijos ir žemėjimo ypatumų spragos. Atsižvelgiant į pastebėtas dabartinio oro erdvės modelio bei naudojamų atvykimo maršrutų tendencijas ir trūkumus, yra atliekamos horizontalios Palangos TMA oro erdvės ir (STAR) atvykimų maršrutų modifikacijos. Pagrindinis modifikacijų tikslas yra optimizuoti aerodromo bei skrydžių valdymo rajono oro erdvės modelį ir suefektyvinti dabartinius nepatogius ir neefektyvius maršrutus, palaikant tęstinį žemėjimą ir sumažinant aerodrome taikomų procedūrų poveikį aplinkosaugai. Taip pat yra pasiūlomas naujas, efektyvesnis oro erdvės modelis bei STAR maršrutas. Pateikiamos išvados ir rekomendacijos. Darbą sudaro 6 dalys: įvadas, teorinė dalis, kurioje yra aprašomi oro erdvės modelio aspektai, TMA ir SID/STAR maršrutų metodologija, tiriamoji dalis, kurioje yra atliekami oro erdvės modelio ir STAR maršrutų pakeitimai, išvados ir rekomendacijos, literatūros sąrašas. Darbo apimtis – 74 p. be priedų, 40 iliustracijų, 10 lentelių, 49 bibliografiniai šaltiniai. Atskirai pridedami darbo priedai.

This master thesis analyses Palangas terminal maneouvering area and aerodrome air traffic control zone flights and their routes. The theoretical part describes airspace classification, delegation principles, standard arrival and departure concept, as well as the benefit of continous descent and climb operations for arriving and departing traffic. In the practical part, incomming traffic trajectories and their disadvantages are determined using Eurocontrols NEST tool and 2022 flight data. Horizontal Palangas TMA airspace and standard instrument arrival modifications are made, based on the current airspace and (STAR) flaws. The main goal of the modifications is to optimise the current aerodrome and TMA model, as well as the currently used ineffective arrival routes, while maintaining continous descent operations and reducing the currently used procedure environmental impact. Also, a new and more effective airspace model, as well as a new STAR route is made. Conclusions and recommendations are presented. The thesis consists of 6 parts: introduction, theoretical part, which describes airspace aspects, TMA and SID/STAR route methodology, practical part, which shows the airspace and route re-modelling of Palangas TMA, conclusions and recommendations, list of references. The thesis consists of 74 pages without appendixes, 40 pictures, 10 tables, 49 bibliographical references. Appendices are attached seperately.

Baigiamajame magistro darbe tiriama elektra varomų bepiločių orlaivių (dronų) skrydžio laiko priklausomybė nuo skrydžiui naudojamo energijos šaltinio. Tyrime lyginami skirtingų baterijų (Li-Po, Li-ion ir Li-S) efektyvumo rodikliai, tokie kaip energijos ir galios tankis, terminis stabilumas bei iškrovos C reitingas skirtinguose drono skrydžio etapuose: kilimo, horizantaliojo skrydžio ir nusileidimo metu. Naudojant programas Matlab ir Mission Planner buvo atliktos simuliacijos ir empirinės analizės metodu, naudojant išplėstinį Kalmano filtrą (EKF), buvo įvertinta, kaip skirtingi baterijų tipai veikia drono veikimo laiką skrydžio metu taikant įvairius skrydžio pokyčius. Tyrimo rezultatai parodė, kad skirtingi energijos šaltiniai, tokie kaip ličio jonų ir ličio sieros baterijos, turi specifinį efektyvumą tam tikrose misijų fazėse, lyginant su tradicinėmis Li-Po baterijomis. Gauti rezultatai gali būti reikšmingi plėtojant bepiločių orlaivių sprendimus tiek civilinėje, tiek karinėje srityje.

The master’s thesis investigates the dependence of flight time of electrically powered unmanned aerial vehicles (drones) on the energy source used for flight. The study compares the efficiency indicators of different batteries (Li-Po, Li-ion, and Li-S), such as energy and power density, thermal stability, and discharge C rating during different drone flight phases: take-off, horizontal flight, and landing. Using the software programs Matlab and Mission Planner, simulations were performed, and through the empirical analysis method using the Extended Kalman Filter (EKF), the impact of different battery types on drone operation time during flight with various flight changes was evaluated. The results showed that different energy sources, such as lithium-ion and lithium-sulfur batteries, have specific efficiencies in certain mission phases compared to traditional Li-Po batteries. The obtained results may be significant in developing unmanned aerial vehicle solutions in both civilian and military sectors.