RU2780244C1 - Flight information collection and processing system for aircraft digital twin validation during flight tests - Google Patents
Flight information collection and processing system for aircraft digital twin validation during flight tests Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780244C1 RU2780244C1 RU2022112002A RU2022112002A RU2780244C1 RU 2780244 C1 RU2780244 C1 RU 2780244C1 RU 2022112002 A RU2022112002 A RU 2022112002A RU 2022112002 A RU2022112002 A RU 2022112002A RU 2780244 C1 RU2780244 C1 RU 2780244C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- block
- output
- information
- flight
- processing
- Prior art date
Links
- 230000010006 flight Effects 0.000 title claims abstract description 99
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 53
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 16
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 241000984553 Banana streak virus Species 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 235000012174 carbonated soft drink Nutrition 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области испытаний авиационной техники и позволяет осуществлять валидацию цифрового двойника летательного аппарата в процессе выполнения испытательных полетов. The invention relates to the field of aviation technology testing and allows validation of the digital twin of an aircraft during test flights.
Цифровой двойник (ЦД) - система, состоящая из цифровой модели изделия и двусторонних информационных связей с изделием (при наличии изделия) и (или) его составными частями. ЦД разрабатывается и применяется на всех стадиях жизненного цикла изделия.Digital twin (DT) - a system consisting of a digital model of a product and two-way information links with the product (if the product is available) and (or) its components. The CD is developed and applied at all stages of the product life cycle.
Целью создания ЦД является выполнение технических и тактико-технических требований к изделию, снижение себестоимости и сроков разработки опытных образцов изделия, повышение технологичности изделия, а также повышение надежности и эффективности эксплуатации изделия.The purpose of creating a CD is to meet the technical and tactical-technical requirements for the product, reduce the cost and development time of prototypes of the product, increase the manufacturability of the product, as well as increase the reliability and efficiency of the product.
Цифровая модель изделия - система математических и компьютерных моделей, а также электронных документов изделия, описывающая структуру, функциональность и поведение вновь разрабатываемого или эксплуатируемого изделия на различных стадиях жизненного цикла, для которой на основании результатов испытаний по ГОСТ 16504 выполнена оценка соответствия предъявляемым к изделию требованиям.Digital product model - a system of mathematical and computer models, as well as electronic documents of the product, describing the structure, functionality and behavior of a newly developed or operated product at various stages of the life cycle, for which, based on the test results in accordance with GOST 16504, an assessment was made of compliance with the requirements for the product.
Валидация математической модели - подтверждение соответствия математической модели моделируемому объекту путем параметрического сравнения результатов математического моделирования с достоверными результатами натурных (наземных и летных) испытаний разрабатываемого образца авиационной техники и его составных частей.Validation of the mathematical model - confirmation of the compliance of the mathematical model with the object being modeled by parametric comparison of the results of mathematical modeling with reliable results of full-scale (ground and flight) tests of the developed sample of aviation equipment and its components.
Валидация ЦД - это процесс определения соответствия входящей в состав ЦД цифровой модели реальному миру. Валидация обеспечивает обоснование того, что ЦД в заявленной области применения позволяет правильно и с определенной точностью моделировать реальные процессы.Validation of the CD is the process of determining the correspondence of the digital model included in the CD to the real world. Validation provides a justification for the fact that the digital data in the declared field of application allows you to correctly and with a certain accuracy simulate real processes.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является бортовая система регистрации информации (патент на изобретение RU 2285241), которая содержит блок сбора информации, пульт, защищенный накопитель, аудиоблок, цифровой преобразователь, введенный в состав пульта модуль автоконтроля, контроллер защищенного накопителя, содержащий модули памяти, модуль сравнения и счетчик несовпадений, блок съема информации, содержащий карты памяти и модуль несовпадений, информационный порт, первый и второй видеоблоки, первый и второй коммутаторы, а также индикатор состояния, соответствующим образом соединенные в единую электронную схему. Недостатком этого решения является то, что система, в силу ограниченных функциональных возможностей в части получения полетной информации в режиме реального времени, затрудняет возможность оперативного получения оценки технического состояния объекта контроля и не может быть использована для решения задачи валидации цифрового двойника летательного аппарата.The closest analogue of the claimed invention is an on-board information recording system (invention patent RU 2285241), which contains an information collection unit, a remote control, a secure drive, an audio unit, a digital converter, an auto-control module included in the console, a secure drive controller containing memory modules, a module comparison and counter of mismatches, an information pickup unit containing memory cards and a mismatch module, an information port, the first and second video blocks, the first and second switches, as well as a status indicator, appropriately connected into a single electronic circuit. The disadvantage of this solution is that the system, due to limited functionality in terms of obtaining flight information in real time, makes it difficult to quickly obtain an assessment of the technical condition of the control object and cannot be used to solve the problem of validating the digital twin of an aircraft.
Технической задачей заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей систем сбора и обработки полетной информации при проведении летных испытаний летательных аппаратов.The technical objective of the claimed invention is to expand the functionality of systems for collecting and processing flight information during flight tests of aircraft.
Решение технической задачи достигается тем, что система сбора и обработки полетной информации для валидации цифрового двойника летательного аппарата при проведении летных испытаний включает: наземный комплекс подготовки полетных заданий, выход которого подключен ко входу съемного носителя информации, выход которого соединен с образцом испытуемого оборудования, первый выход которого соединен с бортовым измерителем, а второй выход соединен с наземным комплексом обработки полетной информации; первый выход бортового измерителя соединен со входом накопителя, выход которого соединен с согласующим блоком, выход которого подключен ко второму входу наземного комплекса обработки полетной информации; второй выход бортового измерителя соединен со входом блока идентификации и первичной обработки полетной информации, информация с выхода которого поступает на вход блока ожидания событий, выход которого соединен со входом блока распознавания режимов; выход блока распознавания режимов соединен со входом блока обработки и регистрации режимов; первый выход блока обработки и регистрации режимов соединен с блоком формирования кадра многофункционального индикатора «Испытательный режим», второй выход блока обработки и регистрации режимов соединен со входом блока хранения информации «Результаты»; первый выход блока хранения информации «Валидация» соединен со вторым входом блока ожидания событий, второй выход блока хранения информации «Валидация» соединен со вторым входом блока распознавания режимов; первый выход блока хранения информации «Испытания» соединен с третьим входом блока ожидания событий, второй выход блока хранения информации «Испытания» соединен с третьим входом блока распознавания режимов; запись информации в блок хранения информации «Валидация» происходит с выхода блока съемного носителя информации, вход которого соединен с выходом информационно-моделирующего блока; выход блока хранения информации «Результаты» соединен со входом съемного носителя информации, выход которого соединен с первым входом блока обработки и анализа результатов валидации цифрового двойника, выход которого соединен со входом блока формирования отчета о результатах валидации, а выход блока формирования отчета о результатах валидации соединен со вторым входом блока обработки и анализа результатов валидации цифрового двойника; третий выход блока обработки и анализа результатов валидации цифрового двойника соединен с третьим входом наземного комплекса обработки полетной информации, а выход наземного комплекса обработки полетной информации соединен с третьим входом блока обработки и анализа результатов валидации цифрового двойника.The solution of the technical problem is achieved by the fact that the system for collecting and processing flight information for validating the digital twin of the aircraft during flight tests includes: which is connected to the on-board meter, and the second output is connected to the ground-based flight information processing complex; the first output of the on-board meter is connected to the input of the drive, the output of which is connected to a matching unit, the output of which is connected to the second input of the ground-based flight information processing complex; the second output of the on-board meter is connected to the input of the block for identification and primary processing of flight information, the information from the output of which is fed to the input of the event waiting block, the output of which is connected to the input of the mode recognition block; the output of the mode recognition unit is connected to the input of the mode processing and registration unit; the first output of the block for processing and registering modes is connected to the block for forming a frame of the multifunctional indicator "Test mode", the second output of the block for processing and registering modes is connected to the input of the information storage block "Results"; the first output of the Validation information storage block is connected to the second input of the event waiting block, the second output of the Validation information storage block is connected to the second input of the mode recognition block; the first output of the "Test" information storage unit is connected to the third input of the event waiting block, the second output of the "Test" information storage unit is connected to the third input of the mode recognition unit; information is written to the information storage block "Validation" from the output of the removable storage medium, the input of which is connected to the output of the information modeling block; the output of the "Results" information storage unit is connected to the input of the removable storage medium, the output of which is connected to the first input of the block for processing and analyzing the validation results of the digital twin, the output of which is connected to the input of the block for generating a report on the results of the validation, and the output of the block for generating the report on the results of the validation is connected with the second input of the block for processing and analyzing the results of validation of the digital twin; the third output of the digital twin validation results processing and analysis unit is connected to the third input of the ground-based flight information processing complex, and the output of the ground-based flight information processing complex is connected to the third input of the digital twin validation results processing and analysis unit.
Технический результат, достигаемый совокупностью признаков заявляемого изобретения, заключается в обеспечении возможности автоматизированного сбора и обработки полетной информации для валидации цифрового двойника летательного аппарата при проведении летных испытаний.The technical result achieved by the set of features of the claimed invention is to provide the possibility of automated collection and processing of flight information to validate the digital twin of the aircraft during flight tests.
Функционирование изобретения поясняется фигурой, на которой обозначены:The operation of the invention is illustrated by the figure, which indicates:
Контур А - компоненты системы, задействуемые на этапе подготовки к выполнению испытательного полета;Circuit A - system components used at the stage of preparation for a test flight;
Контур В - компоненты системы, задействуемые в испытательном полете на борту летательного аппарата (ЛА);Circuit B - system components involved in a test flight on board an aircraft (LA);
Контур С - компоненты системы, задействуемые на этапе обработки и анализа материалов;Circuit C - system components involved at the stage of processing and analysis of materials;
Контур В1 - бортовая система валидации (блоки 8-15);Circuit B1 - on-board validation system (blocks 8-15);
1 - наземный комплекс подготовки полетных заданий;1 - ground complex for the preparation of flight tasks;
2 - съемный носитель информации;2 - removable media;
3 - информационно-моделирующий блок;3 - information modeling block;
4 - съемный носитель информации;4 - removable media;
5 - образец испытуемого оборудования;5 - sample of the tested equipment;
6 - бортовой измеритель;6 - onboard meter;
7 - накопитель;7 - drive;
8 - блок идентификации и первичной обработки полетной информации;8 - block of identification and primary processing of flight information;
9 - блок ожидания событий;9 - event waiting block;
10 - блок распознавания режимов;10 - mode recognition block;
11 - блок обработки и регистрации режимов;11 - block processing and registration modes;
12 - блок формирования кадра многофункционального индикатора «Испытательный режим»;12 - frame formation unit of the multifunctional indicator "Test mode";
13 - блок хранения информации «Валидация»;13 - block of information storage "Validation";
14 - блок хранения информации «Испытания»;14 - block for storing information "Tests";
15 - блок хранения информации «Результаты»;15 - block of information storage "Results";
16 - наземный комплекс обработки полетной информации;16 - ground complex for processing flight information;
17 - согласующий блок;17 - matching block;
18 - блок формирования отчета о результатах валидации;18 - block for generating a report on the results of validation;
19 - блок обработки и анализа результатов валидации ЦД;19 - block for processing and analyzing the results of validation of the CD;
20 - съемный носитель информации.20 - removable storage medium.
Блок 1 - блок наземной подготовки полетных заданий (1) представляет собой персональную ЭВМ с комплектом специального программного обеспечения, формирующую полетное задание и полетные данные для бортового радиоэлектронного оборудования ЛА в соответствии с задачами полета. Подготовленное испытательной бригадой полетное задание содержит всю информацию, необходимую экипажу для достижения целей испытательного полета, включая обязательные к выполнению экипажем ЛА режимы и параметры полета.Block 1 - ground preparation of flight tasks (1) is a personal computer with a set of special software that generates a flight task and flight data for the on-board radio-electronic equipment of the aircraft in accordance with the tasks of the flight. The flight task prepared by the test team contains all the information necessary for the crew to achieve the goals of the test flight, including the modes and flight parameters that are mandatory for the flight crew.
Блок 2 - съемный носитель информации (2) с энергонезависимой памятью, выполнен в металлическом защищенном корпусе с разъемом стандарта «USB 2.0». Блок предназначен для переноса сформированного полетного задания из (1) в бортовое радиоэлектронное оборудование летательного аппарата (5).
Блок 3 - информационно-моделирующий блок (3), представляет собой ЭВМ, которая обеспечивает функционирование ЦД ЛА. В (3) происходит подготовка исходных данных для решения задачи валидации ЦД ЛА и формируется перечень режимов полета, необходимых для решения задачи валидации. Необходимые для валидации режимы полета и перечень параметров заносятся в блок хранения информации «Валидация» (13).Block 3 - information-modeling block (3), is a computer that ensures the operation of the AC LA. In (3), the initial data is prepared for solving the problem of validating the AC of the aircraft and a list of flight modes is formed that is necessary to solve the problem of validation. The flight modes required for validation and the list of parameters are entered into the “Validation” information storage unit (13).
Блок 4 - съемный носитель информации (4) с энергонезависимой памятью, выполненный в металлическом защищенном корпусе с разъемом стандарта «USB 2.0». Блок предназначен для переноса информации из (3) в блок хранения информации «Валидация» (13).
Блок 5 - образец испытуемого оборудования (5), представляет собой объект испытаний. Состояние и работа оборудования ЛА, подлежащего оценке, осуществляется путем получения измерительной информации бортовым измерителем (6).Block 5 - a sample of the equipment under test (5), is a test object. The state and operation of the aircraft equipment to be assessed is carried out by obtaining measurement information by the onboard meter (6).
Блок 6 - бортовой измеритель (6), представляет собой информационно-измерительную систему, предназначенную для получения в условиях полета измерительной информации, характеризующей состояние и работу агрегатов и узлов ЛА, взаимодействие составных частей ЛА между собой и средой. Бортовой измеритель включает следующие элементы:Block 6 - on-board meter (6), is an information-measuring system designed to obtain measurement information in flight conditions that characterizes the state and operation of aircraft units and assemblies, the interaction of aircraft components with each other and the environment. The on-board meter includes the following elements:
первичные измерительные преобразователи (ПИП), воспринимающие физические воздействия от (5) и преобразующие их в электрический сигнал;primary measuring transducers (PMT) that perceive physical influences from (5) and convert them into an electrical signal;
согласующее устройство, осуществляющее преобразование сигналов ПИП в вид, необходимый для регистрации;a matching device that converts the PIP signals into the form required for registration;
регистрирующее устройство, обеспечивающие сбор и накопление информации;a recording device that provides the collection and accumulation of information;
средства синхронизации, обеспечивающие привязку к единому времени всех потоков регистрируемой информации;means of synchronization, providing binding to a single time of all flows of registered information;
линии связи, передающие измерительную информацию.communication lines transmitting measurement information.
Блок 7 - накопитель (7), представляет собой съемный носитель информации с энергонезависимой памятью, выполнен в металлическом защищенном корпусе. Блок предназначен для хранения параметров испытательного полета, полученных от блока (6) и переноса информации в наземное устройство обработки информации.Block 7 - drive (7), is a removable storage medium with non-volatile memory, made in a metal protected case. The block is designed to store the test flight parameters received from the block (6) and transfer the information to the ground-based information processing device.
Блок 8 - блок идентификации и первичной обработки полетной информации (8), выполнен в виде платы микропроцессора, с модулем оперативной памяти и согласующим устройством Блок осуществляет получение и согласование параметров от бортового измерителя (6) по протоколу 1000Base-TX.Block 8 - block for identification and primary processing of flight information (8), made in the form of a microprocessor board, with a RAM module and a matching device. The block receives and coordinates parameters from the onboard meter (6) using the 1000Base-TX protocol.
Блок 9 - блок ожидания событий (9) выполнен виде платы микропроцессора с модулем оперативной памяти и согласующим устройством. Блок обеспечивает работу алгоритма распознавания событий, предложенному в Адгамов Р.И., Берхеев М.М., Заляев И.А. Автоматизированные испытания в авиастроении М.: Машиностроение, 1989. 232 с. Алгоритм распознавания событий основан на реализации операции по ожиданию и обнаружению из поступающей от (8) в реальном масштабе времени некоторой группы заданных в блоке хранения информации «Валидация» (13) и в блоке хранения информации «Испытания» (14) событий, после чего информация для дальнейшей обработки поступает в блок (10).Block 9 - event waiting block (9) is made in the form of a microprocessor board with a RAM module and a matching device. The block provides the operation of the event recognition algorithm proposed in Adgamov R.I., Berkheev M.M., Zalyaev I.A. Automated testing in aircraft construction, M.: Mashinostroenie, 1989. 232 p. The event recognition algorithm is based on the implementation of the operation of waiting and detecting from a certain group of events specified in the “Validation” information storage block (13) and in the “Test” information storage block (14) coming from (8) in real time, after which the information for further processing enters the block (10).
Блок 10 - блок распознавания режимов (10) выполнен виде платы микропроцессора с модулем оперативной памяти и согласующим устройством. Блок обеспечивает работу алгоритма распознавания режимов, предложенному в Адгамов Р.И., Берхеев М.М., Заляев И.А. Автоматизированные испытания в авиастроении М.: Машиностроение, 1989. 232 с. Алгоритм распознавания режимов построен на основе системы распознавания образов. Алгоритм предусматривает предварительное распознавание подмножества, к которому принадлежит данный исследуемый режим испытаний, а затем осуществляется окончательное распознавание режима с целью нахождения идентификации режима из базы данных валидационных режимов, размещенной в блоке хранения информации «Валидация» (13), либо из базы данных испытательных режимов, размещенной в блоке хранения информации «Испытания» (14). В алгоритме предусмотрен контроль принятия ложных решений при появлении грубых ошибок измерения или при небольших временных превышениях колебания параметра над среднестатистическим его значением.Block 10 - mode recognition block (10) is made in the form of a microprocessor board with a RAM module and a matching device. The block ensures the operation of the mode recognition algorithm proposed in Adgamov R.I., Berkheev M.M., Zalyaev I.A. Automated testing in aircraft construction, M.: Mashinostroenie, 1989. 232 p. The mode recognition algorithm is based on the pattern recognition system. The algorithm provides for preliminary recognition of the subset to which the given test mode belongs, and then the final mode recognition is carried out in order to find the mode identification from the database of validation modes located in the information storage block "Validation" (13), or from the database of test modes, placed in the block of information storage "Tests" (14). The algorithm provides for the control of making false decisions in the event of gross measurement errors or in case of small temporal excess of the parameter fluctuation over its average statistical value.
Блок 11 - блок обработки и регистрации режимов (11) выполнен виде платы микропроцессора с модулем оперативной памяти и согласующим устройством, на основании поступающей от блока (10) информации о текущем режиме полета ЛА и соответствующих ему параметрах, осуществляет запись значений в блок хранения информации «Результаты» (15). Для повышения информационной осведомленности экипажа о выполняемых испытательных режимах и создания условий для комплексирования испытательных полетов, информация о распознанном режиме полета с основными параметрами поступает в блок формирования кадра многофункционального индикатора «Испытательный режим» (12).Block 11 - block for processing and recording modes (11) is made in the form of a microprocessor board with a RAM module and a matching device, based on the information coming from the block (10) about the current flight mode of the aircraft and its corresponding parameters, writes values to the information storage block " Results” (15). To increase the information awareness of the crew about the test modes being performed and create conditions for the integration of test flights, information about the recognized flight mode with the main parameters enters the framing unit of the multifunctional indicator "Test mode" (12).
Блок 12 - блок формирования кадра многофункционального индикатора «Испытательный режим» (12) представляет собой плату микропроцессора с модулем оперативной памяти и согласующим устройством, которая обеспечивает через систему бортового оборудования ЛА формирование в информационном поле экипажа результатов, полученных в блоке (11).Block 12 - the block for forming a frame of the multifunctional indicator "Test mode" (12) is a microprocessor board with a RAM module and a matching device, which provides, through the on-board equipment system of the aircraft, the formation of the results obtained in the block (11) in the information field of the crew.
Блок 13 - блок хранения информации «Валидация» (13) выполнен в виде платы с твердотельным накопителем и контроллером. Блок обеспечивает запись, хранение и доступ к базе данных валидационных режимов.Block 13 - information storage block "Validation" (13) is made in the form of a board with a solid state drive and a controller. The block provides recording, storage and access to the database of validation modes.
Блок 14 - блок хранения информации «Испытания» (14) выполнен в виде платы с твердотельным накопителем и контроллером. Блок обеспечивает запись, хранение и доступ к базе данных испытательных режимов.Block 14 - information storage unit "Tests" (14) is made in the form of a board with a solid state drive and a controller. The block provides recording, storage and access to the database of test modes.
Блок 15 - блок хранения информации «Результаты» (15) выполнен в виде платы с твердотельным накопителем и контроллером. Блок обеспечивает хранение и доступ к базе данных результатов.Block 15 - information storage block "Results" (15) is made in the form of a board with a solid state drive and a controller. The block provides storage and access to the results database.
Блок 16 - блок наземной обработки полетной информации (16), представляет собой ПЭВМ со специальным программно-математическим обеспечением комплексной обработки измерительной информации при летных испытаниях авиационной техники, осуществляющий автоматизированную обработку материалов системы бортовых измерений.Block 16 - ground processing unit of flight information (16), is a PC with special software and mathematical software for complex processing of measurement information during flight tests of aviation equipment, which performs automated processing of on-board measurement system materials.
Блок 17 - согласующий блок (17) представляет собой устройство в металлическом корпусе, с контроллером и различными типами разъемов. Блок обеспечивает подключение накопителя (7) по протоколу 1000 Base - ТХ, 100Base-T и по шине USB для передачи полетной информации в (16).Block 17 - matching block (17) is a device in a metal case, with a controller and various types of connectors. The unit provides connection of the storage device (7) via the 1000 Base - TX, 100Base-T protocol and via the USB bus for transferring flight information to (16).
Блок 18 - блок формирования отчета о результатах валидации, представляет собой ЭВМ с печатающим устройством и доступом к сети Интернет. Блок предназначен для формирования отчета о результатах валидации ЦД в электронном и печатном виде.Block 18 - a block for generating a report on the results of validation, is a computer with a printing device and access to the Internet. The block is designed to generate a report on the results of the CSD validation in electronic and printed form.
Блок 19 - блок обработки и анализа результатов валидации ЦД (19) представляет собой ЭВМ. Специальное программное обеспечение ЭВМ обеспечивает автоматизированную обработку и анализ полученных из (15) полетных данных и формирует необходимые для (18) данные о результатах валидации ЦД ЛА. Для обеспечения сравнения данных моделирования с результатами испытательного полета на всех этапах полета, предусмотрен обмен информацией между блоком (19) и блоком (16) по протоколу Ethernet.Block 19 - a block for processing and analyzing the results of the validation of the CD (19) is a computer. Special computer software provides automated processing and analysis of the flight data obtained from (15) and forms the data necessary for (18) on the results of the validation of the aircraft CL. To ensure comparison of simulation data with the results of a test flight at all stages of the flight, information is exchanged between block (19) and block (16) via the Ethernet protocol.
Блок 20 - съемный носитель информации (20) с энергонезависимой памятью, выполнен в металлическом защищенном корпусе со встроенным в корпус разъемом стандарта «USB 2.0». Блок предназначен для переноса данных из блока (15) в блок (19).
Функционирование заявляемого изобретения заключается в следующем.The operation of the claimed invention is as follows.
В соответствии с ГОСТ Р 57700.37-2021 внедрение технологии цифровых двойников на стадии разработки изделия позволит улучшить качество проектирования изделия, обеспечить выполнение технических и тактико-технических требований, сократить количество и повысить результативность проводимых испытаний опытного образца и проработку конструкторской документации изделия на технологичность. На этапе наземных и летных испытаний математические модели уточняются, и после прохождения процедуры валидации, т.е. подтверждения достоверности результатов математического моделирования результатами натурного эксперимента, могут стать основой для создания ЦД для этапа эксплуатации ЛА.In accordance with GOST R 57700.37-2021, the introduction of digital twin technology at the product development stage will improve the quality of product design, ensure that technical and performance requirements are met, reduce the number and increase the effectiveness of prototype testing and the development of product design documentation for manufacturability. At the stage of ground and flight tests, mathematical models are refined, and after passing the validation procedure, i.e. confirmation of the reliability of the results of mathematical modeling by the results of a full-scale experiment, can become the basis for the creation of a digital center for the stage of aircraft operation.
В целях реализации возможности решения задачи валидации ЦД ЛА без выполнения специальных полетов на испытываемом ЛА, а в комплексе с выполнением программы испытаний, на борту летательного аппарата устанавливается бортовая система валидации (БСВ, контур В1)In order to realize the possibility of solving the problem of validating the AC of an aircraft without performing special flights on the test aircraft, but in combination with the implementation of the test program, an on-board validation system (BSV, circuit B1) is installed on board the aircraft
А - этап подготовки к выполнению испытательного полета Задача оценивания характеристик ЛА выполняется в летных испытаниях в соответствии с действующей нормативно-технической документацией: программой и методикой испытаний. На основании этих документов разрабатывается программа испытаний ЛА, каждый пункт программы предусматривает выполнение одного или нескольких испытательных полетов. В каждом испытательном полете экипажу необходимо выполнить строго определенные режимы полета. Для разработки полетного задания используется наземный комплекс подготовки полетных данных (блок 1). Подготовленное испытательной бригадой полетное задание содержит всю необходимую экипажу информацию для достижения целей испытательного полета, включая обязательные к выполнению экипажем ЛА режимы и параметры полета. Таким образом, экипаж ЛА выполняет подготовленное в (1) полетное задание, которое загружается через бортовое оборудование ЛА на съемном носителе информации (2) через бортовое оборудование ЛА, чем обеспечивает получение параметров испытуемого оборудования (5) в ходе выполнения полета.A - the stage of preparation for the test flight The task of assessing the characteristics of the aircraft is carried out in flight tests in accordance with the current regulatory and technical documentation: the test program and methodology. Based on these documents, an aircraft test program is being developed, each item of the program provides for the performance of one or more test flights. In each test flight, the crew must perform strictly defined flight modes. To develop a flight task, a ground-based flight data preparation complex is used (block 1). The flight task prepared by the test team contains all the information necessary for the crew to achieve the goals of the test flight, including the modes and flight parameters that are mandatory for the flight crew. Thus, the aircraft crew performs the flight task prepared in (1), which is loaded through the onboard equipment of the aircraft on a removable storage medium (2) through the onboard equipment of the aircraft, which ensures that the parameters of the equipment under test (5) are obtained during the flight.
Также на этапе А происходит подготовка к решению задачи валидации ЦД ЛА, для чего в блоке 3 формируется перечень режимов полета, необходимый для решения задачи валидации ЦД ЛА.Also, at stage A, preparations are made for solving the problem of validating the AC of an aircraft, for which in block 3 a list of flight modes is formed that is necessary to solve the problem of validating the AC of an aircraft.
Учитывая степень проработки ЦД ЛА и математических моделей, входящих в его состав, необходимые для валидации режимы полета заносятся в блок хранения информации «Валидация» (13) при помощи съемного носителя информации (4). В (13) организовано хранение и доступ к базе данных валидационных режимов.Taking into account the degree of development of the aircraft CSD and the mathematical models included in its composition, the flight modes necessary for validation are entered into the Validation information storage unit (13) using a removable storage medium (4). In (13), the storage and access to the database of validation modes is organized.
В - этап выполнения испытательного полетаB - test flight stage
Летные испытания авиационных комплексов (АК) представляют заключительный этап в сложном процессе производства ЛА. В ходе выполнения этого этапа на борту ЛА осуществляются многоплановые измерения, по результатам которых оценивается состояние ЛА и его систем. Полученные экспериментальные данные используются также при составлении заключения о тактико-технических возможностях АК, определяющего целесообразность их серийного производства и начала массовой эксплуатации. Особое место в комплексе бортовых измерений занимает система бортовых измерений (СБИ), предназначенная для получения в условиях полета измерительной информации, характеризующей состояние и работу агрегатов и узлов ЛА, взаимодействие составных частей АК между собой и средой.Flight tests of aviation complexes (AK) represent the final stage in the complex process of aircraft production. During this stage, multifaceted measurements are carried out on board the aircraft, the results of which assess the state of the aircraft and its systems. The experimental data obtained are also used in drawing up a conclusion on the tactical and technical capabilities of AK, which determines the feasibility of their mass production and the start of mass operation. A special place in the complex of onboard measurements is occupied by the system of onboard measurements (SBI), designed to obtain measurement information under flight conditions that characterizes the state and operation of aircraft units and assemblies, the interaction of the aircraft components with each other and the environment.
При выполнении полета по программе испытаний экипаж ЛА выполняет полетное задание на испытательный полет для получения объективной информации об образце испытуемого оборудования (5).When performing a flight under the test program, the aircraft crew performs a flight task for a test flight in order to obtain objective information about the sample of the equipment under test (5).
На этапе летных испытаний ЛА оборудован бортовым измерителем (6), который: обеспечивает необходимые достоверность и точность измерения параметров; имеет достаточно широкий интервал частоты измерения параметров, причем частота измерения может быть различной даже для одного и того же параметра и колебаться от нескольких единиц до нескольких сот измерений в секунду; обеспечивает измерение значений параметров изделия в случайные моменты времени при наступлении некоторого события; обеспечивает измерение различных групп параметров, изменяющихся в количественном составе от нескольких единиц до нескольких тысяч параметров. Данные возможности (6) позволяют использовать его для решения задачи валидации ЦД ЛА.At the stage of flight tests, the aircraft is equipped with an onboard meter (6), which: provides the necessary reliability and accuracy of measuring parameters; has a fairly wide interval of the frequency of measurement of parameters, and the frequency of measurement can be different even for the same parameter and range from several units to several hundred measurements per second; provides measurement of product parameter values at random times upon the occurrence of some event; provides measurement of various groups of parameters that vary in quantitative composition from several units to several thousand parameters. These possibilities (6) make it possible to use it to solve the problem of validating the AC of an aircraft.
Значения параметров полета, зарегистрированные (6) поступают на вход накопителя полетной информации (7), где происходит запись параметров испытательного полета.The values of the flight parameters recorded (6) are fed to the input of the flight information storage device (7), where the test flight parameters are recorded.
Параллельно информация от (6) поступает на вход БСВ (В1, блоки 8-15). БСВ представляет собой представляет собой бортовую электронно-вычислительную машину, в которой реализованы программно-аппаратным способом несколько блоков и баз данных. БСВ получает информацию от (6) и параллельно с выполнением экипажем полетного задания осуществляет обработку полетной информации в реальном масштабе времени.In parallel, information from (6) is fed to the input of the BSV (B1, blocks 8-15). BSV is an on-board electronic computer in which several blocks and databases are implemented in hardware and software. The BSV receives information from (6) and, in parallel with the performance of the flight task by the crew, processes flight information in real time.
Блок идентификации и первичной обработки полетной информации (8), обеспечивает подключение и согласование параметров, поступающих от (6).The block of identification and primary processing of flight information (8) provides connection and coordination of the parameters coming from (6).
В основе работы БСВ лежит работа алгоритма ожидания событий, реализуемая в блоке ожидания событий (9) и работа алгоритма распознавания режимов, реализуемая в блоке распознавания режимов (10), путем обработки в реальном масштабе времени информации от (6) и ее идентификации на основе данных, находящихся в хранилищах (13) и (14).The operation of the BSV is based on the operation of the event waiting algorithm implemented in the event waiting block (9) and the operation of the mode recognition algorithm implemented in the mode recognition block (10) by real-time processing of information from (6) and its identification based on the data located in storages (13) and (14).
Функционирование блока ожидания событий (9) основано на реализации операции по ожиданию и обнаружению некоторой группы заданных событий и своевременной передаче соответствующей информации управляющим алгоритмам в блок распознавания режимов (10).The operation of the event waiting block (9) is based on the implementation of the operation of waiting and detecting a certain group of specified events and timely transmission of the relevant information to the control algorithms in the mode recognition block (10).
Функционирование блока распознавания режимов (10) основано на основе системы распознавания образов. Алгоритм обработки информации, реализованный в (10) предусматривает предварительное распознавание подмножества, к которому принадлежит данный исследуемый режим испытаний, а затем осуществляется окончательное распознавание режима с целью нахождения идентификации режима из базы данных валидационных режимов, хранящаяся в блоке (13) либо из базы данных испытательных режимов, хранящаяся в блоке (14).The operation of the mode recognition block (10) is based on the pattern recognition system. The information processing algorithm implemented in (10) provides for preliminary recognition of the subset to which this test mode belongs, and then the final mode recognition is carried out in order to find the mode identification from the database of validation modes stored in block (13) or from the database of test modes stored in block (14).
В алгоритмах, реализованных в блоках (9, 10) предусмотрен контроль принятия ложных решений при появлении грубых ошибок измерения или при небольших временных превышениях колебания параметра над среднестатистическим его значением.The algorithms implemented in blocks (9, 10) provide for the control of making false decisions in the event of gross measurement errors or in case of small temporal excess of the parameter fluctuation over its average statistical value.
В блоке обработки и регистрации режимов (11) по поступающей от (10) информации о текущем режиме полета ЛА и соответствующих ему параметрах, осуществляется запись значений в блок хранения информации «Результаты» (15), где формируется база данных результатов.In the block for processing and recording modes (11), according to the information received from (10) about the current flight mode of the aircraft and the corresponding parameters, the values are written to the information storage block “Results” (15), where the database of results is formed.
В целях повышения информационной осведомленности экипажа о выполняемых испытательных режимах и создания условий для комплексирования испытательных полетов, информация о распознанном режиме полета с основными параметрами поступает из блока (11) в блок формирования кадра многофункционального индикатора «Испытательный режим» (12). Блок (12) формирует кадр многофункционального индикатора, который отображается в информационном поле экипажа ЛА.In order to increase the information awareness of the crew about the test modes being performed and create conditions for the integration of test flights, information about the recognized flight mode with the main parameters comes from block (11) to the framing block of the multifunctional indicator "Test mode" (12). Block (12) forms a frame of a multifunctional indicator, which is displayed in the information field of the aircraft crew.
С - этап обработки и анализа материаловC - stage of processing and analysis of materials
В соответствии с требованиями нормативных документов по проведению испытательных работ, после выполнения испытательного полета необходимо провести обработку полетной информации, зарегистрированной бортовым измерителем (6), записанная в накопителе (7), которая при помощи согласующего блока (17) переносится в наземный комплекс обработки полетной информации (16). В (16) группой анализа полученная информация обобщается с данными отчета экипажа о выполнении полетного задания (выход блока (5)).In accordance with the requirements of regulatory documents for the test work, after the test flight, it is necessary to process the flight information recorded by the onboard meter (6), recorded in the drive (7), which is transferred to the ground-based flight information processing complex with the help of a matching unit (17). (16). In (16), the analysis group summarizes the received information with the data of the crew report on the completion of the flight task (output of block (5)).
Результаты работы БСВ, накопленные в базе данных результатов блока (15), также подлежат послеполетной обработке в блоке обработки и анализа результатов валидации ЦД (19). Перенос информации из (15) в (19) осуществляется через съемный носитель информации (20).The results of the BSW operation, accumulated in the results database of the block (15), are also subject to post-flight processing in the block for processing and analyzing the results of the CL validation (19). The transfer of information from (15) to (19) is carried out through a removable storage medium (20).
После автоматизированной обработки в (19), информация о результатах валидации дополняется данными на всех режимах полета из (16). Для обмена информаций между специалистами группы анализа результатов испытаний, обрабатывающих данные в (16) и специалистами группы анализа результатов валидации, обрабатывающими данные в (19), предусмотрен обмен информацией по протоколу Ethernet.After automated processing in (19), information about the validation results is supplemented with data in all flight modes from (16). For the exchange of information between specialists of the test results analysis group processing data in (16) and specialists of the validation results analysis group processing data in (19), information exchange via the Ethernet protocol is provided.
Результатом работы БСВ и наземной обработки, является отчет о результатах валидации. Отчет формируется в блоке формирования отчета о результатах валидации (18), информация в который поступает из (19). По результатам валидации, если необходимо, вносятся изменения в ЦД ЛА.The result of the work of the BSV and ground processing is a report on the results of the validation. The report is generated in the block for generating a report on the results of validation (18), which receives information from (19). Based on the results of the validation, if necessary, changes are made to the AC CL.
Claims (11)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2780244C1 true RU2780244C1 (en) | 2022-09-21 |
Family
ID=
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2804677C1 (en) * | 2023-05-02 | 2023-10-03 | Алексей Сергеевич Солдатов | Cyber-physical system for creation and validation of digital twin of aircraft component part based on results of semi-realistic modelling |
| CN117272619A (en) * | 2023-09-14 | 2023-12-22 | 北京航天朝亿科技有限公司 | Digital twin body system of spaceflight launching field |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2310909C1 (en) * | 2006-06-23 | 2007-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Летно-исследовательский институт им. М.М. Громова" | Flight simulating pilotage complex |
| RU2423671C1 (en) * | 2010-03-09 | 2011-07-10 | Курское открытое акционерное общество "Прибор" | System of data registration |
| RU116255U1 (en) * | 2012-02-06 | 2012-05-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | AFTER-FLIGHT PROCESSING SYSTEM OF HIGH-FREQUENCY DYNAMIC PROCESSES OBTAINED BY FLIGHT AND CERTIFICATION TESTING OF AVIATION TECHNIQUE |
| CN103090898A (en) * | 2011-10-31 | 2013-05-08 | 北京临近空间飞行器系统工程研究所 | Flight data recording equipment ground integrated test system |
| CN103033210B (en) * | 2012-12-13 | 2014-12-10 | 中国航空无线电电子研究所 | Simulation testing system of electronic flight instrument system |
| RU2562409C2 (en) * | 2013-10-15 | 2015-09-10 | Открытое акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | System of processing and analysis of flight information in real time and control of flight experiment |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2310909C1 (en) * | 2006-06-23 | 2007-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Летно-исследовательский институт им. М.М. Громова" | Flight simulating pilotage complex |
| RU2423671C1 (en) * | 2010-03-09 | 2011-07-10 | Курское открытое акционерное общество "Прибор" | System of data registration |
| CN103090898A (en) * | 2011-10-31 | 2013-05-08 | 北京临近空间飞行器系统工程研究所 | Flight data recording equipment ground integrated test system |
| RU116255U1 (en) * | 2012-02-06 | 2012-05-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | AFTER-FLIGHT PROCESSING SYSTEM OF HIGH-FREQUENCY DYNAMIC PROCESSES OBTAINED BY FLIGHT AND CERTIFICATION TESTING OF AVIATION TECHNIQUE |
| CN103033210B (en) * | 2012-12-13 | 2014-12-10 | 中国航空无线电电子研究所 | Simulation testing system of electronic flight instrument system |
| RU2562409C2 (en) * | 2013-10-15 | 2015-09-10 | Открытое акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | System of processing and analysis of flight information in real time and control of flight experiment |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2804677C1 (en) * | 2023-05-02 | 2023-10-03 | Алексей Сергеевич Солдатов | Cyber-physical system for creation and validation of digital twin of aircraft component part based on results of semi-realistic modelling |
| RU2809462C1 (en) * | 2023-05-02 | 2023-12-12 | Алексей Сергеевич Солдатов | Cyberphysical system for synthesis of digital twin of aircraft |
| CN117272619A (en) * | 2023-09-14 | 2023-12-22 | 北京航天朝亿科技有限公司 | Digital twin body system of spaceflight launching field |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bengtsson | Condition based maintenance system technology–Where is development heading | |
| CN103597346A (en) | Method of simulating operations of non-destructive testing under real conditions using synthetic signals | |
| CN107797928B (en) | Instrument control system platform logic algorithm block testing device and method | |
| CN110941933B (en) | Complex electromagnetic environment fidelity assessment model system and method based on similarity theory | |
| CN113655348A (en) | Power equipment partial discharge fault diagnosis method based on deep twin network, system terminal and readable storage medium | |
| CN111752833B (en) | Software quality system approval method, device, server and storage medium | |
| KR102174424B1 (en) | Method for Inspecting Component basesd Server and system and apparatus therefor | |
| RU2780244C1 (en) | Flight information collection and processing system for aircraft digital twin validation during flight tests | |
| CN108876096A (en) | A kind of data processing method, device and relevant device | |
| CN116127522B (en) | Safety risk analysis method and system based on multi-source data acquisition | |
| CN113672501B (en) | Parking lot service testing method and device | |
| RU212024U1 (en) | ON-BOARD SYSTEM FOR COLLECTING AND PROCESSING FLIGHT INFORMATION FOR RECOGNITION AND IDENTIFICATION OF TEST AND VALIDATION MODES DURING FLIGHT TESTS | |
| CN116109131A (en) | Information system risk assessment method, system, medium and equipment | |
| CN114897006A (en) | Intelligent ammeter error classification method, system, equipment and storage medium | |
| CN111814360B (en) | Method for evaluating use reliability of airborne electromechanical equipment | |
| CN114972273A (en) | Method, system, device and storage medium for enhancing data set of streamlined product | |
| CN114519437A (en) | Cloud-based micro-service method and system for fault diagnosis analysis and repair reporting | |
| CN111965995A (en) | Three-in-one aircraft avionics system health assessment and prediction system and method thereof | |
| DE102020121988A1 (en) | Electromobility charge test system and electromobility charge test method | |
| CN112816122A (en) | Bolt tightness degree monitoring method based on deep learning and piezoelectric active sensing | |
| CN113791980A (en) | Test case conversion analysis method, device, equipment and storage medium | |
| CN113743825B (en) | Education and teaching level evaluation system and method based on big data | |
| CN115473831B (en) | Reliability verification method and system for Internet of things chip | |
| CN114141353A (en) | Quality monitoring method and device for medical equipment, storage medium and electronic equipment | |
| CN118708778A (en) | Rule screening method, device, medium and equipment for data quality inspection |