Концептуальные модели мониторинга ТС авиационных объектов с использованием современных информационных технологий

Рассмотрим основные задачи присущие использованию новых информационных технологий для контроля и диагностики типового сложного объекта эксплуатации в процессе его жизненного цикла.

Первая группа задач направлена на обеспечение минимизации простоя на ТО. К ней относятся:

- использование информации про «предисторию» ТС (генез);

- предупредительная информация об неисправности (диагноз предотказного состояния);

- информационное сопровождение процесса эксплуатации.

Вторая группа задач относится к снижению стоимости эксплуатации АТ. Это может быть достигнуто за счет снижения стоимости (либо ликвидации вообще) межремонтного ресурса, обеспечения надежного прогнозирования и своевременного предупреждения появления опасных неисправностей объектов АТ. К этим задачам относятся:

- разработка алгоритмов прогнозирования динамики изменений ТС объектов АТ;

- накопление статистических данных по типовым отказам, повреждениям и наработкам этих объектов на различных с последующим расчетом уровня их деградации за определенный период эксплуатации;

- разработка алгоритмов обработки вторичной информации на наземных автоматизированных системах диагностики и поддержки принятия решений. (АСД ППР)

Т.о. исходя из всего вышесказанного можно сделать следующие выводы:

- одним из основных направлений эффективности эксплуатации ПТ является внедрение в полном объеме стратегии и программы ТО по техническому состоянию с контролем параметров, что предопределяет наличие разветвленной и надежной автоматизированной системы текущего контроля и диагностики;

- в связи с развитием бортовых автоматизированных систем, которые позволяют обеспечивать сбор и сбережение первичной диагностической информации, все больше развитие получают расчетно-информационные методы диагностирования объектов АТ, которые базируются на использовании аналитических информационно-диагностических моделях их рабочих процессов;

- учитывая преимущества и недостатки наземных и бортовых автоматизированных и неавтоматизированных систем контроля параметров и диагностирования ТС объектов АТ, в настоящее время все большее внимание уделяется созданию гибридных (наземно-бортовых) автоматизированных систем диагностики, в которых регистрация и предварительная обработка полетных данных осуществляется на борту, а основная – в наземных условиях с использованием мощных стационарных ЭВМ;

- с разработкой и внедрением новых компьютерных систем и информационных технологий по сбору и обработке больших потоков данных, появилась возможность использования АСД и ППР как для оуенки текущего ТС АТ на углубленных уровнях диагностирования (узел, элемент), так и для оперативной поддержки принятия авиаперсоналом решения, что позволяет получать более качественный анализ данных о работе объектов АТ (АД, функц. системы) на всех режимах и вырабатывать оперативные решения – рекомендации авиаперсоналу по применению эффективных технологий идентификации и устранения выявленных неисправностей;

- в настоящий момент современные методы диагностики АД, которые базируются на аналитическом моделировании их рабочих процессов, практически не учитывают изменение характеристик основных узлов двигателя в эксплуатации. Это может приводить как к неточности оценки ТС проточной части, так и к ошибочному диагнозу. В связи с этим существует актуальная научно-техническая задача по разработке адекватных информативно-диагностических моделей рабочих процессов разнотипных ГТД, которые учитывают совместную работу их узлов;

- для учета изменения диагностических характеристик конструктивных узлов типовых ГТД необходимо разработать методики оценки влияния характерных видов неисправностей элементов проточной части, выявленных при дефектации, на изменение рабочего процесса соответствующего конструктивного узла;

- диагностические характеристики входных и выходных устройств, переходных каналов, удлинительных труб, представляют собой однопараметрические зависимости, которые определяются значениями коэффициента восстановления полного давления, что позволяет без особых трудностей моделировать неисправности этих узлов в аналитических информационно-диагностических моделях (ИДМ) двигателя. Диагностические характеристики камер сгорания определяются значениями двух практически не зависимых параметров – коэффициента восстановления полного давления и коэффициента выделения тепла. Поэтому при моделировании неисправностей к.с. необходимо уяснить, какие эксплуатационные факторы влияют на тот или другой коэффициенты;

- процентное распределение характерных неисправностей по узлам АД, выявленных на основе анализа статистических данных при их дефектации, что основная их часть приходиться на узлы камер и турбины. Причем при ↑ параметров рабочего процесса двигателя (П^*_к, Т*_r) увеличивается часть повреждений узла турбины. Поэтому особое внимание необходимо уделить разработке методик перестройки характеристик этих узлов с учетом влияния на них эксплуатационных факторов;

- у большинства разработанных в настоящее время методик расчета характеристик компрессора в зависимости от воздействия различных эксплуатационных факторов изменение диагностических характеристик турбины вообще не учитывается при разработке диагностических моделей. Поэтому при построении адекватной аналитической ИДМ рабочего процесса ГТД необходимо учесть и этот недостаток;

- учитывая наличие постоянной деградации ТС конструктивных узлов и элементов объектов АТ актуальным является решение задачи внедрения автоматизированного мониторинга текущего уровня их летной годности на протяжении всего жизненного цикла и особенно на этапе регулярного использования.

Возможными путями решения этих задач есть:

1. Кардинальное ↑ уровней параметрической информативности и эффективности штатных СКД как путем их усовершенствования. Так и внедрением новых аналитических методов непрямого измерения параметров, рациональным комбинированием прямых и непрямых измерений параметров, использование комплексных параметров информационной диагностики показателей ТС АТ в целом и их отдельных конструктивных узлов.

2. Значительное ↑ качества анализа параметрической информации объектов АТ путем внедрения новых методов диагностики и современных информационных технологий в виде наземно-бортовых АСД и ППР, реализации новых расчетно-информационных методов и средств для автоматизации процессов оценки ТС АТ и его управления авиаперсоналом.