Теория и практика контроля и диагностки систем воздушных судов гражданской авиации

Рисунок 16 - Система отвода отработавших газов (выходной патрубок цилиндра), крейсерский режим

Проверка режима функционирования системы отвода отработавших газов оценивается при помощи датчиков температуры выхлопных газов.

Вывод.

В результате исследования температурных характеристик стенда несущей системы малого беспилотного вертолета, на всех режимах его работы, превышения критических значений температур выявлено не было. Все системы работают в оптимальных температурных условиях, что говорит о правильности подбора комплектующих и выбора варианта компоновки стенда.

Стенд позволяет осуществить подбор и проверку комплектующих (радиатора и вентилятора системы водяного охлаждения двигателя, радиатора, количество и тип вентиляторов масляной системы, вентилятора системы воздушного охлаждения и др.) для улучшения массо-габаритных характеристик реального летательного аппарата.

ЛИТЕРАТУРА

1. Выбор эффективных вариантов средств моделирования элементов бортовых систем управления летательных аппаратов методами гипервекторного ранжирования // Надежность и качество: Труды Международного симпозиума Надежность и качество. Пенза: ПГУ, 2015. 1 т. С. 150-154. Батраева И.А., Попов А.Н., Сафронов В.В., Северов А.А.

2. Генерирование возможных вариантов рулевых приводов для автономных подводных аппаратов / Али-луев С.В., Сафронов В.В., Поршнев В.А., Тетерин Д.П. // Надежность и качество: Труды Международного симпозиума// Под ред. Н.К. Юркова. - Пенз. ГУ, 2014. 2 т.

3. Льюнг Л. Идентификация систем. Теория для пользователя: Пер с англ. / Под ред. Я.З. Цыпкина / Л. Льюнг. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1991. 432 с.

4. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 5-ти томах; 2-е издание. Т.2: Статистическая динамика и идентификация систем автоматического управления / Под ред. К.А. Пупкова, Н.Д. Егунова. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. 640 с.

5. Тетерин Д.П. Методы моделирования линейных стационарных элементов систем управления летательных аппаратов / Д.П. Тетерин // Вестник СГТУ. 2009. № 4. Вып. 1. С. 95-100.

УДК 658.58. Куртаев С.Ж.

Военный институт Сил воздушной обороны Республики Казахстан им. Т.Я. Бегельдинова, Актобе, Казахстан

ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТКИ СИСТЕМ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

Проведен анализ результатов применения бортовых средств контроля и диагностирования для поиска отказов и неисправностей, применяемых на авиационной технике, который выявил ряд факторов снижающих эффективность процесса технической эксплуатации. По результатам выделено, что слабо исследованным или даже нерешенным являются задачи построения моделей учитывающих представление объектов контроля и диагностики в качестве элементов сложной сети в соответствии с их физическими свойствами, назначением и переходными процессами, а также модулей блочного типа, в которых блоки являются конструктивными или функциональными компонентами объекта, что характерно для систем бортового комплекса оборудования ВС. В работе предлагается в качестве модели оценки технического состояния сложных агрегатов и систем БКО ВС использование теории и методы структурного распознавания образов. Для построения математической модели систем ВС введено понятие модуля — непроизводного объекта. При этом множество всех модулей состоят из непересекающихся классов модулей. Определение модуля к тому или иному классу выражается через признаки и связи. Для построения допустимых моделей вводится набор заданных правил и ограничений, определяющие регулярность модели.

Ключевые слова:

Модель, диагностика, автоматические средства контроля, техническое обслуживание, образ.

Процесс технической эксплуатации сопровождается переходом авиационной техники (АТ) в неплановые состояния технического обслуживания и ремонта (ТОиР) вызванные возникновением отказов и неисправностей, на устранение которых требуется значительных времени и трудозатрат, что влечет к вынужденным простоям ЛА. Собственно процесс восстановления работоспособности (исправности) бортового комплекса оборудования (БКО) ЛА содержит ряд типовых этапов, среди которых одним и наиболее продолжительных является этап установления причин отказа и отыскания неисправного элемента. Для современных БКО ЛА этот этап занимает до 60-80% от общего времени восстановления [2,4]. Решение задачи повышения надежности и эффективности использования авиационной техники по прямому назначению путем раннего обнаружения отказов и неисправностей, а также применения упреждающего подхода к ТО связано с внедрением перспективных методов и средств технического диагностирования.

Предметом исследования технической диагностики является методы получения и оценки диагностической информации, диагностические модели и алгоритмы принятия решений.

Публикуемый опыт применения бортовых и наземных средств контроля в ВВС США свидетельствует о явной тенденции к обеспечению всей эксплуатации оборудования, находящегося на борту ЛА, за счет информации, получаемой с помощью бортовых средств контроля. Основным показателем, характеризующим возможность реализации этой тенденции, является полнота контроля систем бортовыми средствами, которая составляет по литературным данным, 0,9-0,95, при вероятности ложного отказа 1-2 %. При таком уровне характеристик средств эксплуатационного контроля у них не должно было бы возникать проблем с потоками ложного брака. Однако опыт применения стационарных автоматизированных систем контроля (АСК) в ВВС США показывает, что до 50 % забракованных блоков после перепроверки возвращаются в эксплуатацию, что может свидетельствовать о некотором завышении рекламируемых показателей бортовых средств контроля [8]. В качестве примера рассмотрим радар Е-3А, выступающий в качестве основного элемента бортовой радиоэлектронной системы ДРЛО самолета разведчика типа АИАСЗ. По результатам 12 тыс. отказов выявленных с помощью АСК следует, что 85% зафиксированных отказов оказалось ложной тревогой. Так, только 8%, или 1039 случаев могут

быть расценены как реальные отказы. Однако 25% из них не были подтверждены при первой проверке, таким образом, действительных неисправностей остается 761, и АСК диагностировала 746, т.е. 98% из них. Дальнейшие попытки были направлены на выявление этих 746 диагностированных неисправностей; с помощью автоматического тестового оборудования было обнаружено около1/3 неисправностей, 15% в результате тестирования опять таки не выявила реальной поломки, а в итоге для 51% неисправностей пришлось применить ручные методы обнаружения. Следует отметить, что случай достаточно типичный: много случаев ложного брака, высокая степень обнаружения отказов, при этом всем существенная доля неисправностей бортовых систем выявляются авиационным персоналом ручными и интуитивными методами обнаружения и поиска неис-правностей[10].

Исходя из выше изложенного в виде одного из вариантов повышения эффективности процесса оценки технического состояния объектов контроля, снижения времени поиска неисправностей, а также вероятности ложных отказов элементов и систем БКО ЛА в нынешних реалиях, по мнению автора необходимо совершенствование аппаратных средств контроля и диагностики путем применения новых методов теории представления систем как объектов контроля и диагностики, на основе которых сформировать параметры данной оценки [5,6]. Слабо исследованным или даже нерешенным являются задачи построения моделей учитывающих представление объектов контроля и диагностики в качестве элементов сложной сети в соответствии с их физическими свойствами, назначением и переходными процессами, а также модулей блочного типа, в которых блоки являются конструктивными или функциональными компонентами объекта, что характерно для систем бортового комплекса оборудования ВС.

Теоретическим фундаментом для решения основной задачи технической диагностики следует считать общую теорию распознавания образов. Важной частью проблемы распознавания являются правила принятия решений [1,7]. Большинство различных математических методов решения распознавания образов распадается на две группы, одну из которых можно трактовать с позиции теорий решения (дис-криминантный), а другую в рамках синтаксического (структурного) подхода[9].

В первом подходе объекты (образы) характеризуются наборами чисел - результатов некоторого множества измерений, характеризующих объекты, называемые признаками. Распознавание образов (отнесение каждого объекта к некоторому классу) обычно приводят при помощи разбиения пространства признаков на области.

Процедура распознавания образов во втором подходе дает возможность не только отнести объект к определенному классу (классифицировать его), но и описать те стороны объекта, которые исключают его отношение к другому классу. Агрегаты и системы БКО ЛА обычно сложны, и число требуемых признаков часто велико. Это делает привлекательной идею описания сложного объекта в виде иерархической структуры более простых по-добразов (структурную информацию, содержащуюся в каждом образе описывать при помощи более простых подобразов, а каждый подобраз снова описывать еще более простыми подобразами и т.д.).

В качестве концептуальной основы представления объектов контроля и диагностирования для моделирования оценки их параметров в работе будет использован точный формализм теории образов У.Гренандера[3].

Для построения математической модели систем ВС будем использовать понятие модуля в качестве исходных образующих, т. е. модели агрегатов и систем строят из множества функциональных модулей или блоков, реализующих значения первичных высказываний для конкретных систем ЛА или блоков - модулей этой системы.

При этом множество всех модулей А состоит из непересекающихся классов модулей:

А = и Аа,

где Аа - непересекающиеся классы, а - общий индекс, индекс класса модулей.

Интерпретация этого разбиения состоит в том, что модули, сходные качественно, будут относиться к одному классу, а их свойства выражаются через признаки и связи. В первом случае модулю ставится в соответствие признак т = т(а), причем в качестве значений признака могут выступать целые, действительные числа, векторы и т.д.

Второй тип свойств охватывает связи. Определенному модулю а соответствует число связей 1 (а) , которое в конкретном случае является неотрицательным числом, равным числу соединений, представляющих сумму входных и выходных связей.

При решении большинства прикладных задач технической диагностики, как правило, будут использоваться отображения множества модулей А в себя, которые не будут существенно влиять на информацию, содержащуюся в модулях. При этом множество К отображений К: А ^ А образует множество преобразований подобия.

Одновременно, считая модули на определенном этапе анализа неделимыми объектами, предполагается их разбиение на более мелкие единицы. В данной работе модули, как правило, определяются в некоторой среде-носителе информации. В этом случае модуль имеет конкретную интерпретацию. В качестве общего многомерного аналога модуля вводим универсальные операторы, где всякий модуль есть оператор с V (переменными) входами хг, Х2,

XV и ц (переменными) выходами уг, у2, уц . Область значений всякого х± есть некоторое пространство Х±, область значений всякого у± - некоторое пространство У±. В частности, существуют оператор назначения, не имеющего входов. Преобразования подобия воздействуют только на операторы назначения, оставляя все остальные модули без изменения.

Предлагаемый метод для моделирования предусматривает структурное объединение специфических блоков - модулей в модели конкретных систем БКО ЛА.

Модели с формальным представлением их функций определяются составом модулей с и структурой их соединений, представляющих множество соединений а.

Для построения допустимых моделей вводится набор заданных правил и ограничений Р который будет определять регулярность модели. Множество регулярных моделей, получаемых в рамках Р, обозначается через Ьп(Р), где п - число модулей в модели.

При решении задач контроля и диагностики систем БКО ЛА приходится иметь дело более чем с одной моделью, построенной в заданном пространстве модулей. Тогда, используя введенные понятия и определения, множество регулярных моделей записывается в виде:

В

где А± - множество модулей 2-й системы; - множество отображений в модулях 2-й системы; £ -множество всех типов соединений а ; р2 - отношение согласования или отношение связи, п - число систем в множестве В(Р) .

В дальнейших построениях тип соединения £ представляет собой объединение множеств £п, где всякое множество £п есть множество графов, заданных на п-вершинах.

Таким образом, структура модели систем представляют собой множество а соединений между всеми или некоторыми связями модулей, входящих в ее состав.

Интенсивное внедрение автоматических средств контроля с использованием современных вычислительных устройств, позволяющие выполнять с высокой скоростью большие объемы вычислительных и логических операций, постоянно корректирует взгляды на внедрение для анализа данных и конструирования диагностических тестов более совершенных подходов, позволяющих полнее учитывать сложную структуру диагностической информации. Таким образом, использование структурных методов

теории распознавания образов, совместно со спо- реальной перспективы совершенствования диагно-собом формального представления агрегатов и си- стики состояния систем ЛА в целом, а также для стем БКО ЛА для построения их математических мо- разработки процедур принятия решений на основе делей изложенного в работе, в качестве ближайшей анализа полученной с помощью систем контроля и

диагностики информации является актуальным.

ЛИТЕРАТУРА

1. Биргер И.А.. Техническая диагностика. [Текст]: / И.А. Биргер - М.: Машиностроение, 1978. -

240 с.

2. Виноградов В.А. ИАО боевой подготовки и боевых действий авиации вооруженных сил и эксплуатация авиационных РЭК. [Текст]: / В.А.Виноградов, В.Ф. Воскобоев, О.А. Лапсаков, М.С. Ярлыков. Под ред. М.С. Ярлыкова (Часть 1) - М.: ВВИА имени Н.Е. Жуковского , 1996. - 472 с.

3. Гренандер, У. Лекции по теории образов. Том 1. Синтез образов [Текст]: / У. Гренандер. - М.: Мир, 1979.- 382 с.

4. Чинючин Ю.М. Проблемы совершенствования системы поддержания летной годности воздушных судов [Текст]// Ю.М. Чинючин, Н.Н. Смирнов, В.С. Кирдюшкин//М. Научный вестник МГТУ ГА. Выпуск №178. -МГУ ГА, 2012. - С. 7-12.

5. Ергалиев, Д.С. Аналитические основы контроля и диагностирования систем воздушных судов гражданской авиации [Текст] / Д.С. Ергалиев // Сб. научн. Трудов Международного симпозиума «Надежность и качество», I том. - Пенза: ИПО ПГУ, 2007. - С.23-24.

6. Ергалиев, Д.С. Интеллектуальные системы оценки состояния бортовых комплексов оборудования [Текст] / Д.С. Ергалиев, А.Н. Коптев, К.Ж. Саханов // Сб. научн. трудов Международного симпозиума «Надежность и качество», I том. - Пенза: ИПО ПГУ, 2008. - С.444-446.

7. Куртаев С.Ж. Роль упреждающего обслуживания в современных условиях эксплуатации авиационной техники. [Текст]//С.Ж.Куртаев // Сборник статей международной научно-практической конференции «Технические науки: теоретический и практический взгляд». - Уфа: Изд. Аэтерна, 2014. С.23-26.

8. Надеин В.В. Применение средств контроля в современных условиях эксплуатации авиационной техники [Текст]// В.В. Надеин, А.В.Надеин //Иркутск. Материалы XV всероссийской научно-технической конференции «Проблемы повышения боевой готовности, боевого применения, технической эксплуатации и обеспечения безопасности полетов летательных аппаратов с учетом климотогеографических условий Сибири, Забайкалья и Дальнего Востока» Часть 1. - С.261-263.

9. Фу, К. Структурные методы в распознавании образов. [Текст]: / К.Фу. - М.: Мир, 1977.- 320

с.

10. Гришко А.К. Метод последовательного анализа моделей радиолокационных систем в процессе эксперимента / А.К. Гришко, В.Я. Баннов // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 1. С. 178-179.

11. Гришко А.К. Алгоритм верификации электромагнитной устойчивости радиоэлектронных плат / А.К. Гришко, И.И. Кочегаров, Е.С. Каракулов // Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий. 2015. Т. 1. С. 301-304.

12. Эдвардс, У. Человеческий фактор: Пер. с англ. [Текст]: / Эдвардс, У., Кинг Сунь Фу, Гарг-Янардан Ч. и др. (Часть 1. Модели психической деятельности) Под ред. Г.Салвенди - М.: Мир, 1991. -487 с.

УДК 621.396.6.019.3 Вараксина Я.М., Бухаров А.Е.

ОАО «Уральское проектно-конструкторское бюро «Деталь», Каменск-Уральский, Россия

ПОРЯДОК ПЕРЕВОДА АВИАЦИОННЫХ РАДИОВЫСОТОМЕРОВ НА ТЕХНИЧЕСКУЮ ЭКСПЛУАТАЦИЮ ПО СОСТОЯНИЮ

Объектом исследования в статье являются авиационные радиовысотомеры.

Предметом исследования является анализ возможности эксплуатации авиационных радиовысотомеров (РВ) по техническому состоянию (до предотказного состояния, до безопасного отказа).

Впервые проведен анализ возможности перевода авиационных РВ на техническую эксплуатацию по состоянию (ТЭС) и оценен экономический эффект от эксплуатации по состоянию.

Целью исследования являлось определение конкретного порядка перевода авиационных РВ на ТЭС, а так же оценка экономического эффекта от эксплуатации по состоянию, выражаемая в количестве средств, высвобождаемых в результате более продолжительной эксплуатации авиационных РВ по сравнению с предварительно оговоренной.

Данная работа была осуществлена при подготовке анализа возможности эксплуатации РВ по техническому состоянию на примере авиационного радиовысотомера малых высот А-052.

Рассмотренные принципы организации и проведения работ по переводу авиационных РВ на ТЭС могут быть пригодны для всех авиационных РВ, при этом конкретные формы реализации могут быть отличны от рассмотренных при условии, что выполнение обоснования и реализации не противоречат действующим положениям.

Ключевые слова:

техническая эксплуатация, безопасный отказ, экономический эффект

Метод технической эксплуатации изделий авиационной техники (АТ) - это совокупность правил, определяющих вид предельного состояния АТ, по достижении которого дальнейшая эксплуатация по назначению прекращается или приостанавливается [1].

Видами предельного состояния, до которого допустимо использование АТ по назначению, могут быть назначенный ресурс или срок службы, либо контролируемое приближение выбранных функциональных параметров к установленным для них ограничениям, либо полная или частичная потеря работоспособности (отказ). Согласно указанным видам предельного состояния выделены следующие методы технической эксплуатации:

- до выработки ресурса (ТЭР);

- до предотказного состояния (ТЭП);

- до безопасного отказа (ТЭО).

Методы ТЭП и ТЭО определяются как методы технической эксплуатации по состоянию (ТЭС).

В настоящее время техническими условиями (ТУ) практически на все существующие сегодня авиационные радиовысотомеры (РВ) устанавливается лишь один вид эксплуатации - эксплуатация по ресурсу (ТЭР). Однако подобный подход имеет целый ряд существенных недостатков, к которым, например, относятся низкий коэффициент использования летательного аппарата (ЛА) из-за частых снятий РВ и выполнения неоправданно большого объема ремонтных работ, недоиспользование индивидуального ресурса подавляющего большинства РВ, отрицательное влияние на надежность повышенной интенсивности отказов РВ в послеремонтный период, наличие большого обменного фонда РВ [2].

Одним из радикальных путей повышения эффективности использования РВ и устранения вышеука-