RU30708U1 - Сетевая система контроля работы самолётных силовых установок - Google Patents

Description

Сетевая система контроля работы самолетных снловых установок.

Полезная модель относится к области авиационной техники, в частности, к системам контроля и диагностики эксплуатационно-функционального состояния самолетных систем в реальном масштабе времени.

Известна система диагностики (см. Диагностирование технического состояния авиадвигателей с использованием нейросетевых технологий И. В. Егоров, ЦИАМ, 6 международный научно-технический симпозиум 2001.)

Среди известных четырех базовых диагностических моделей оценки технического состояния авиадвигателей:

-автономного контроля предельных значений параметров;

-логических алгоритмов контроля;

мки

- имитационных моделей высокого уровня с использованием численных методов;

модели третьей группы (к которым относятся нейросетевые технологии) по технико-экономическим показателям представляются наиболее целесообразными для применения в наземно-бортовых системах диагностирования. Нейросетевые модели используют комплекс измеряемых на двигателе параметров разной физической природы (температура, давление, вибрации, содержание примесей в масле, положение регуляторов и др.) и не требуют априорной информации об их взаимодействии в сложных динамических процессах. Обучение нейросетевых моделей осуществляется в процессе реальной эксплуатации двигателя по регистрируемым в полете и на земле параметрам, которые в дальнейшем применяются для оценки текущего состояния авиадвигателя. Ошибка прогноза нейросетевой модели при прочих равных условиях существенно меньше ошибок в моделях более низкого уровня. Эффективность нейросетевых моделей демонстрирует комплекс СДК-8 для диагностики состояния вертолета Ми-8.

Однако недостатком данной системы является отсутствие контроля в реальном масштабе времени на всем жизненном цикле существования двигателей воздушного судна (ВС).

Известна распределенная вычислительная система Регата, взятая за прототип, для сбора и регистрации полетного экспресс-анализа и документирования, первичной и вторичной обработки, оперативного получения пилотажно-навигационных параметров движения самолета в воздухе для их оперативной оценки инженерно-летным составом, сертификационных и

эксплуатационных испытаний, патент РФ № 2 k Система позволяет реализовать оперативный контроль авиационной

техники (AT) по состоянию; оперативно изменять программу сбора, обработки и набор выходных параметров для анализа; наращивать вычислительную моцщость и создавать бортовые системы, выводить информацию в виде физических значений, графического отображения, таблиц состояния и др.

вМОАнализ информации, поступающей от самолетных систем осуществляется в виде сигналов стандарта Arinc429, разовых команд, аналоговых сигналов, потенциометров, термосопротивлений и т.д.

Система имеет модульную многоуровневую иерархическую структуру. Базовым конструктивным элементом является приемный модуль, состоящий из процессора, ОЗУ, пяти свободных слотов, в которые могут быть установлены необходимые платы сопряжения с бортовым самолетным оборудованием. Первый уровень представляет собой набор периферийных модулей. Второй уровень включает в себя один центральный приемный модуль, который формирует общий выходной кадр и по параллельному цифровому каналу передает его бортовой ПЭВМ. Информация, принимаемая каждым периферийным модулем, передается в цифровом виде (Арршк-429) в центральный модуль. К центральному модулю подключается ПЭВМ и дополнительные накопители информации.

Недостатком данной системы является отсутствие контроля в реальном масщтабе времени на всем жизненном цикле существования двигателей (ВС).

Цель разработки полезной модели является создание сетевой системы контроля работы самолетных силовых установок в реальном масщтабе времени на всех режимах жизненного цикла существования двигателя.

Для рещения указанной задачи в сетевой системе контроля работы самолетных силовых установок, включающая в бортовом оборудовании щтатную систему регистрации параметров воздущного судна (ВС), датчики работы систем которой через устройства сопряжения последовательно соединены с управляющим контроллером, выходы которого связаны с контроллерами сжатия и уплотнения информации, связанные с устройствами памяти, приемо-передатчик радиолинии, в наземной части, включающей ответный приемо-передатчик, последовательно соединенный с сервером (ЭВМ), устройством выбора з астков анализа, системой автоматического контроля, устройство памяти выполнено на основе электронных паспортов твердотельной памяти (флещ-памяти), выходы которых через блок

согласования соединены с приемо-передатчиком сетевой системы по радиолинии.

Сущность полезной модели поясняется по фиг. 1, где изображены

1- бортовая аварийная система регистрации параметров типа Тестер БУР3, Тестер У-3, МСРП (64, А-01, А-02, МСРП-256).

2- датчики состояния двигателей.

3- датчики состояния ВС.

4- устройство сопряжения и преобразования физических величин в цифровой

код параметров работы двигателей.

5-устройство сопряжения и преобразования физических величин в

цифровой код параметров работы ВС.

6- управляющий контроллер.

7- контроллер сжатия информации двигателей.

8- контроллер сжатия информации ВС.

9- блок твердотельной памяти (ТП).

10- электронные паспорта (съемный модуль). 11- блок согласования информации.

12,14 - приемо-передатчик информации (модем).

13 - сетевая система связи GSM, Глобалстар, Инмарсат (космическая часть).

15- сервер.

16- устройство выбора участка информации.

17- система автоматического контроля и диагностики состояния двигателей.

Сетевая система контроля работа самолетных силовых установок включает в бортовом оборудовании штатную систему регистрации параметров полета ВС 1 планера и двигателей с датчиками параметров полета 2, 5 и устройства сопряжения 4, 5, последовательно соединенная с управляющим контроллером 6. Выходы контроллера б соединении со входами контроллеров 7, 8 сжатия и уплотнения информации. Выходы последних связаны со входами устройства памяти 9, которое выполнено на основе электронных паспортов 10

GSM или через спутники связи /3 систем Глобалстар или Инмарсат. Наземная часть системы включает приемо-передатчик 74, который последовательно соединен с сервером 75, устройством выбора участков анализа 76, системой автоматического контроля 77. Данные автоматического контроля работы двигателей через приемо-передатчики 14 и 12 поступают на борт ВС.

В системе размещены:

- блок-схема 4, 5 сопряжения с цифровой информацией , например, бортовой системы МСРП-64-2 на основе программируемой логической схемы;

-микроконтроллер б, например 8-разрядный;

-схема сопряжения с последовательным портом RS-239C (на основе схемы драйвера);

-схема сопряжения 7, 8 с параллельным портом Centronics (на основе программируемой логической схемы);

-блок твердотельной памяти (ТП) 9 - флеш-памяти общей и эквивалентной наработки планера самолета - электронный паспорт 10 планера ТП - флешпамять;

-шина управления и передачи данных;

-внутри корпуса съемного модуля 10 установлены съемные модули - блоки ТП общей и эквивалентной наработки двигателей № 1, 2, 3, 4 - электронные паспорта двигателей.

Система работает следующим образом.

Цифровая информация системы МСРП-64 поступает на вход электронных схем сопряжения ввода этой информации. Далее полетная информация в цифровом коде по шине попадает на вход ввода этой информации. Затем полетная информация по шине попадает на вход микроконтроллера управления б считыванием и записью полетной информации. Исходная полетная информация по шине направляется в соответствующий раздел ТП-70. Одновременно полетная информация проходит в микроконтроллере 7, 8 процедуру уплотнения в 7 - 10 раз и по шине в уплотненном виде направляется

.fbs: в последовательности если Пк+1 Пк, то const; и п const; если Пк+2 Пк+1, то const и Пк+2 const

Основное отличие данной программы состоит в том, что она позволяет при утрате некоторой части уплотненной информации по оставшейся неповрежденной части восстановить исходную полетную информацию. Запись исходной и уплотненной информации в соответствующие разделы ТП-70 выполняется по круговому циклу, т. е. выполняется переход с конца памяти на ее начало со стиранием предыдущей записи. Каждое включение системы в работу помечается в ТП как начало очередного файла записи.

Работа системы в полете ограничивается выполнением вьппеуказанных функций, дальнейшая работа с системой выполняется после полета.

Съемные ТП-10 электронные паспорта двигателей является принадлежностью формуляров двигателей. Такой электронный паспорт двигателя вначале заполняется на заводе-изготовителе с записью в нем результатов приемо-сдаточных испытаний и далее следует всем перемещениям его в эксплуатации, включая капитальные ремонты на заводе.

Пакет прикладных программ (111111) позволяет обеспечить перезапись полетной информации в исходном виде в память внешней ЭВМ и расчет в этой ЭВМ общей и эквивалентной наработки планера и двигателей самолета и диагностики работы штатной системы, например МСРП. По окончанию перезаписи полетной информации производится расчет и запись результатов расчета в электронные паспорта ТП планера, двигателей и выдача на экран результатов расчета. Кроме того, 111111 позволяет при необходимости очистить ТП только с записью исходной полетной информации. Запись уплотненной полетной информации уничтожению в эксплуатации не подлежит.

111111 по запросу оператора позволяет также обеспечить перезапись в память внешней ЭВМ уплотненной полетной информации; при необходимости 6 п, , наработки планера и двигателей самолета. Последовательно производится запись результатов расчета в соответствующие электронные паспорта и выдача на экран результатов диагностики.

Программное обеспечение системы дает возможность принимать необходимую для анализа работы силовой установки ВС кодовую информацию, по градуировкам датчиков 2, 3 пересчитать в физические значения и зарегистрировать в съемных твердотельных электронных паспортах двигателей по каждому полету:

-номер самолета;

-номер силовой установки, заводской номер двигателя (первоначально заносится вручную);

-дату и номер полета;

-время запуска и выключение двигателя;

-общую наработку за полет и суммарн5 ю по выполненным полетам с учетом всей наработки с начала эксплуатации двигателя;

-наработку по S-11-ти диапазонам за полет и суммарную по основным параметрам работы двигателя, регистрируемые штатными системами (частота вращения роторов каскадов компрессора (вентилятора), температура газов за турбиной);

-эквивалентную наработку за полет и сзпммарную;

-количество запусков двигателя и включений его реверсного устройства;

-время включения и выключения противообледенительных систем;

-срабатывание сигналов (разовых команд) по системам двигателя;

-в каждом полете определять и регистрировать достигнутые максимальные значения величин основных па раметров работы двигателя при дополнительной регистрации температуры наружного воздуха, высоты полета и полетное время;

-вибрационные характеристики двигателей, включаюпще вибронаработку и трендовый анализ.

)/eS в д п П Запись в электронный паспорт всех вышеперечисленных параметров ыполняется по команде останов двигателя. Эта команда генерируется по вум признакам: величина частоты вращения ведущего ротора наперед заданной ниже малого газа величины; наличие сигнала Стоп от стоп-крана или положение рычага управления двигателем (РУД) соответствует останову двигателя. Программное обеспечение системы функционирует через оследовательный RS-232C или параллельный порт CENTRONIC с внешними ЭВМ типа IBM PS, NOTEBOOK и выполняет: чтение и запись информации в электронные паспорта двигателей; чтение и стирание записей полетной информации; управление с помош,ью стандартных АТ-команд модемом ТС-35 через последовательный интерфейс RS-232C и выполнение следуюш;их процедур: - передача в диагностический центр 14-17 исходных полетных данных об условиях работы силовой установки, в уплотненном виде, после выключения двигателя после посадки ВС; -передачи вторичной информации, зарегистрированной в электронных паспортах двигателей, накопленной за текущий полет; -периодический запрос и получение градуировочных характеристик первичных преобразователей для измерения величин параметров работы двигателей ВС; -в паспорте каждого двигателя делаются отметки о передачи данных по эфиру 12-13-14, а перед каждой следующей передачей данных выполнятется просмотр отметок о выполненных передачах.

Claims (1)

1. Сетевая система контроля работы самолетных силовых установок, включающая в бортовом оборудовании штатную систему регистрации параметров воздушного судна (ВС), датчики работы систем которой через устройства сопряжения последовательно соединены с управляющим контроллером, выходы которого связаны с контроллерами сжатия и уплотнения информации, связанные с устройствами памяти, приемо-передатчик радиолинии в наземной части, включающей ответный приемо-передатчик, последовательно соединенный с сервером (ЭВМ), устройством выбора участков анализа, системой автоматического контроля, отличающаяся тем, что устройство памяти выполнено на основе электронных паспортов твердотельной памяти (флеш-памяти), выходы которых через блок согласования соединены с приемо-передатчиком сетевой системы по радиолинии.