РОЗДІЛ 2
ПІДВИЩЕННЯ ДОСТОВІРНОСТІ ДІАГНОСТУВАННЯ АЕРОДИНАМІЧНОГО СТАНУ ЛІТАКА ШЛЯХОМ
КОМПЛЕКСУВАННЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ ДАТЧИКІВ
2.1. Крило літака як об’єкт діагностування
Як вже відмічалось раніше, літальний апарат (ЛА) є складною системою
багаторазового використання, на який діють зовнішні умови і внутрішні процеси
деградації під впливом яких змінюється його технічний стан S(t). Для реєстрації
вказаних змін в процесі експлуатації здійснюється постійний контроль
параметрів, що характеризують технічний стан ЛА S(t). Найбільш неосвоєною на
цей час є діагностика стану зовнішньої поверхні (обводів) літального апарата у
польоті, яка більше всього зазнає впливу зовнішніх механічних, біологічних,
електромеханічних та електричних деградуючих факторів. На зльоті і при
здійсненні посадки ЛА найбільший вплив зазнає крило літака.
2.1.1. Особливості крила літака та підходів до задачі його діагностування.
Крило як функціональна одиниця характеризується сукупністю суттєвих ознак [3,
21], що відображають особливості його конструкції, означені видом і сполученням
структурних елементів, а також особливості функціонування елементів у складі
вузла системи і крила у цілому. При цьому по ступені спільності ознак можуть
бути виділені чотири основні підсукупності, що визначають відмінність крила від
об’єктів іншого роду, тобто родова різниця, наприклад крило типу чайка.
Відмінність в межах одного роду, тобто видова різниця, наприклад схема крила,
його механізації, різниця в межах одного виду, наприклад конструкції крила та
його механізації, відмінність у межах однієї конструкції, наприклад, відхилення
розмірів в межах виробничих допусків. На останні три підсукупності певний вплив
чинить тип крила, що зумовлено відмінностями у принципах конструювання,
технології виготовлення і збірки. Наведені відмінності зумовлюють численність
вихідних станів крила, які відносяться до сфери його створення, і що
відбиваються у відмінності вихідних показників крила, його вузлів і систем на
початковій стадії експлуатації. Зміни, що відбуваються в структурних елементах,
їх взаємозв’язках та функціонуванні, які обумовлені у загальному випадку
нескінченною множиною зовнішніх змінних у часі діянь як у процесі експлуатації,
так і ремонту, зумовлюють наявність відповідних роздільних множин станів, а
сумісно-загальну множину станів, що є характерною для процесу використання
літака за призначенням.
Без залежності від стадії життєвого циклу літака множина його станів і крила як
складової частини, може бути розподілена на підмножини, що характеризують
справні S1(t), роботоздатні S2 (t) та несправні S3 (t) стани:
S? (t) = S1(t) + S2 (t)+ S3 (t); S1(t) М S?(t), S2 (t) М S?(t), S3(t) М S?(t).
(2.1)
Розпізнавання станів у процесі діагностування, прогнозування їх змін в межах
підмножин і часу переходу з однієї підмножини до другої можливо, якщо є
описання простору станів, тобто відома функція G(Х), у загальному випадку
векторна, компоненти аргументу Х якої складають сукупність вихідних (визначних)
параметрів літака, його крила, елементів і систем крила (х). Аеродинамічний
стан крила, який визначається його технічним станом, визначається якісно
різнорідними характеристиками, що обумовлено відмінною фізичною природою
процесів, що протікають на протязі польоту; функція G(Х) не є однорідною і може
бути представлена у виді набору взаємозв’язаних між собою компонентів Gі , які
відображають різнорідні характеристики стану, наприклад, конструктивна
цілісність обводів крила з точки зору живучості або ефективності
функціонування. При цьому компоненти Gі можуть також бути представленими у
вигляді самостійних складових, тобто класів, що відображають видові різниці
технічного стану. Класи станів, які складають компоненти Sк(t) множин Sі(t) і у
цілому загальну множину S? (t):
Sі(t) =S k j (t), S? (t) =Sі , (2.2)
повинні характеризуватися сукупністю суттєвих ознак, які відображають загальні
властивості станів в межах класу. При цьому припустимо, що кожна ознака
необхідна, а всі у сукупності вони достатні для ідентифікації конкретного класу
станів. Кількість класів об’єктивно зростає зі збільшенням глибини
діагностування, однак на практиці обмежується технічними можливостями контролю
вихідних параметрів, що потрібні для формування суттєвих ознак, а також
метрологічними характеристиками засобів вимірювання. Таким чином, завжди може
бути визначена кінцева множина Sg М S?, яка не охоплює ряд можливих станів
літака і крила як складової частини. З урахуванням цього, вирази (2.1) і (2.2)
можна переписати у вигляді:
S? = S1 + S2 +S3 + Sg; S1 М S?, S2 М S?, S3 М S?, Sg М S?
або
S? =Sі + Sg і (2.3)
Компоненти Gі функції G(х), а також і складові, що визначають класи станів,
визначаються неоднаковими сукупностями аргументів із загального набору, що
характеризує Х. У той же час окремі аргументи можуть відноситись й до різних
компонентів, й до класів. Функція стану G(х), що описує простір станів, повинна
бути неперервною (кусково неперервною) і такою, що диференціюється і що
припускає розкладання компонентів (класів) у ряд Тейлора по всій сукупності
аргументів:
, (2.4)
де Gі (Хн) – функція, яка характеризує неушкоджений конструктивний обвод
зовнішньої поверхні ЛА; Хн – сукупність аргументів, які визначають вихідні
параметри неушкодженого ЛА (крила);
Вибір виду функції G(х), а також її компонентів та складових визначається
особливостями крила як функціональної одиниці, кінцевою множиною Sg станів, що
підлягають розпізнаванню і рівнем контролепридатності ЛА. Так як стан ЛА і його
крила,
- Київ+380960830922