Civil Aviation High TECHNOLOGIES (E-Journal) / Научный вестник МГТУ ГА
Not a member yet
885 research outputs found
Sort by
Оценка рисков при обеспечении безопасности бортовых систем воздушного судна
Get PDFA method of risk assessment of an aircraft on-board information system is being considered, which allows ensuring reliability and safety of such a complex system in operation. This technique implies application of combined mathematical tools to estimate the risks that complex systems/items are being exposed to. The existing risk assessment methods are not flexible enough to solve the complex task of enhancing comprehensive safety of an aircraft information system (AIS) due to difficulty in unifying the criteria for estimating the degree of hazard in reference to all safety concepts. Currently, risks severity and mechanism for the development of one undesirable event (risk event) into more complex forms during technical operation of an aircraft items/system are not being considered. However, the method proposed in this article intends to become a catalyst for generation of new criteria on a unified basis for estimating safety of such a technical complex system such as AIS, since it contains three-component risk parameters. I.e. the risk for threats from violators (cases of unlawful interference (UI)), vulnerabilities (functional hazards that contribute to UI and its development in a system) and loss (set of criteria that evaluates consequences of UI). As a result, these criteria and parameters of threecomponent safety will allow us to find a new approach to determining the complex risk to which important aircraft systems, such as on-board aircraft information systems, are exposed. This article presents a method for determining risk that takes into account the three-component safety concept. Together, these components will make it possible to evaluate technical systems hazard degree, taking into account their sophistication. The information provided in this paper by the authors is a scientific hypothesis designed to draw attention of the scientific community to the problem of lack of methods for evaluating multicomponent risks in such a system as AIS. The article presents the basic criteria for evaluating a complex three-component risk; they are not sufficient for the full formation of new criteria for evaluating the safety of a complex aircraft system/item and requires clarification of their parameters. Thus, this work is not absolute as a complete solution to the complex problem of enhancing comprehensive safety of AIS, but only offers a methodology for unifying the three safety components to evaluate complex risk.Рассмотрена методика оценки риска бортовой информационной системы воздушного судна (ВС), позволяющая обеспечивать надёжность и безопасность такой комплексной системы в эксплуатации. Эта методика призвана применять объединенные математические инструменты для оценки рисков, которым подвергаются комплексные изделия авиационной техники (АТ). Существующие методики оценки рисков недостаточно гибки для решения комплексной задачи обеспечения всесторонней безопасности бортовой информационной системы (БИС) воздушных судов из-за сложности в унификации критериев оценки степени опасности по всем концепциям безопасности, т.е. сейчас не учитываются тяжесть рисков, механизм развития одного нежелательного события (события риска) в более сложные формы в процессе технической эксплуатации изделия АТ. Однако предложенная в статье методика призвана стать катализатором формирования новых критериев единой базы оценки безопасности такой технической сложной (комплексной) системы, как БИС, так как содержит в себе трёхкомпонентные параметры риска, т. е. риск по угрозам от актов незаконного вмешательства (АНВ), уязвимости (функциональные опасности, способствующие АНВ и их развития в системе) и ущербу (совокупность критериев, оценивающих последствия АНВ). В результате эти критерии и параметры трёхкомпонентной безопасности позволят находить новый подход в определении комплексного риска, которому подвергаются важные системы ВС, такие, как бортовые информационные системы ВС. В статье предлагается методика определения риска, учитывающая трёхкомпонентную концепцию. Совместно эти компоненты позволят оценивать степень опасности технических систем с учётом их совершенства. Приведенные авторами сведения в данной работе являются научной гипотезой и призваны обратить внимание научного сообщества на проблему отсутствия методик оценки многокомпонентных рисков в такой системе, как БИС. В статье приведены базовые критерии оценки комплексного трёхкомпонентного риска, которые недостаточны для полноценного формирования новых критериев оценки безопасности комплексной системы/изделия АТ и требуется уточнение их параметров. Таким образом, настоящая работа не позволяет в полной мере решить комплексную задачу обеспечения всесторонней безопасности БИС ВС, а лишь предлагает методику унификации трех компонентов безопасности для определения комплексного риска
Пульсации тяги соосного несущего винта, обусловленные взаимным расположением лопастей
No full textThe influence of reciprocal position of the upper rotor blades in respect to the lower rotor blades is characteristic for coaxial main rotor. It is established that the initial azimuth of the blade, for example, of the upper rotor’s which does not coincide with the initial azimuth of the lower rotor blades, affects the level of vibrations caused by the rotors thrust pulsations, the level of noise, generated mainly by coaxial rotor. This paper presents numerical studies which assess the effect of the initial azimuth of the upper rotor blades ("phasing") on the helicopter coaxial rotor thrust force pulsation. The research was carried out applying the calculation method based on the nonlinear vortex theory in a non-stationary formulation. The results of the helicopter coaxial rotor with different initial azimuths of the upper rotor blade relatively to the azimuth of the lower rotor blade flow around numerical simulation are presented. The influence of the blades "phasing" on the rotor thrust coefficient change and thrust force pulsation magnitude is shown. The flow of a six-bladed coaxial main rotor (two rotors with 3 blades) was simulated in the oblique flow mode at speeds of 51.25 m/s and 71.75 m/s at the rotor angles of attack– 50 and – 120, respectively. The change in the coefficient of the main rotor thrust per revolution at different values of "phasing" was studied. The coaxial rotor thrust coefficient is determined by summing the lower and upper rotors thrust coefficients respectively. Thus, at some "phasing" the thrust coefficient of the lower and upper rotors increase intensifies the thrust pulsations, and at others, the peaks of the upper and lower rotors pulsations are displaced and the total coaxial rotor thrust coefficient changes per one revolution with smaller amplitude. It is established what "phasing" produce the maximum values of thrust pulsation, and at which-a minimum of thrust pulsation.Для соосного несущего винта характерно влияние взаимного расположения лопастей верхнего винта относительно нижнего. Установлено, что начальный азимут лопасти, например, верхнего винта, не совпадающий с начальным азимутом лопасти нижнего винта, влияет на уровень вибраций, обусловленных пульсациями тяги винтов, на уровень шума, генерируемого, главным образом, соосным несущим винтом. В данной работе выполнены численные исследования по оценке влияния начального азимута лопастей верхнего винта («фазировки») на пульсации силы тяги соосного несущего винта вертолета. Исследования проводились с помощью метода расчета, основанного на нелинейной вихревой теории в нестационарной постановке. Приводятся результаты численного моделирования обтекания соосного несущего винта вертолета с разными начальными азимутами лопасти верхнего винта относительно азимута лопасти нижнего винта. Показано влияние «фазировки» лопастей на изменение коэффициента силы тяги винта и величину пульсации силы тяги. Моделировалось обтекание шестилопастного соосного несущего винта (два винта по 3 лопасти) на режиме косого обтекания на скоростях 51.25 м/с и 71.75 м/с при углах атаки винта – 50 и – 120 соответственно. Изучалось изменение коэффициента тяги несущего винта за один оборот при различных значениях «фазировки». Коэффициент тяги соосного несущего винта определяется суммированием коэффициентов тяги соответственно нижнего и верхнего винтов. Таким образом, при некоторых «фазировках» приращения коэффициента тяги нижнего и верхнего винтов усиливают пульсации тяги, а при других – пики пульсаций верхнего и нижнего винтов смещены и суммарный коэффициент тяги соосного несущего винта изменяется за один оборот с меньшей амплитудой. Установлено, при каких «фазировках» имеют место максимальные величины пульсации тяги, и при которых – минимум пульсации тяги
Управление сроками поставки запасных частей и комплектующих воздушных судов в центр технического обслуживания и ремонта
Get PDFThe problem of foreign-made spare parts and components import delivery is relevant because international cooperation in aviation industry has become widespread. Logistics provides not only new components procurement but also borrowing, renting, leasing or exchange operations. To control the process effectively, it is necessary to decompose the import delivery process, as effective integrated logistics provides spare parts and components delivery within the shortest time and the lowest costs. Project management methods are used for this purpose. The object of the research is import delivery of foreign-made spare parts and components to maintenance and repair center. For the shortest delivery time and the lowest delivery costs it is necessary to describe the import delivery structure, to determine the import delivery works interrelations and their duration and to standardize implementation costs. The research describes the foreign-made spare parts and components import delivery structure, explains the operations sequence, sets the approximate work duration. The import delivery network schedule was also made. Implementation of the resulting structure in project management software will allow to control import delivery time and costs, to make out reports on resource usage. The import delivery project passport will help to manage the resources costs, used for spare parts and components delivery as well as to optimize the project.В связи с широким распространением международной кооперации при создании новых типов воздушных судов актуализируется задача организации импортной поставки комплектующих иностранного производства. Материально-техническое снабжение обеспечивается не только закупкой новых компонентов, но и путем заимствования, аренды или лизинга, а также с помощью обменной операции. Для осуществления функций контроля необходимо формализовать процесс импортной поставки, так как эффективная интегрированная логистическая поддержка обеспечивает поставку запасных частей и комплектующих в минимальные сроки с минимальными затратами. Задача эффективного управления процессом поставки решается с помощью методов управления проектами. Объектом исследования является импортная поставка запасных частей и комплектующих в центр технического обслуживания и ремонта авиационной техники. Для осуществления поставки в минимальные сроки с минимальными затратами необходимо описать структуру работ по поставке и определить их взаимосвязи, определить длительность выполнения работ и нормировать затраты на их осуществление. В работе описано содержание работ по импортной поставке запасных частей и комплектующих, показана схема взаимодействия участников процесса поставки, задана последовательность работ, задана приблизительная длительность выполнения каждой работы. Составлен сетевой график импортной поставки. Реализация полученной структуры в программном обеспечении управления проектами позволит контролировать сроки выполнения работ процесса импортной поставки, рассчитать затраты на ее осуществление, составить удобные отчеты по использованию ресурсов. Паспорт проекта импортной поставки позволит контролировать затраты на ресурсы, привлекаемые к осуществлению поставки запасных частей и комплектующих, а также оптимизировать проект
Моделирование характеристик многоступенчатого осевого компрессора турбовального газотурбинного двигателя с учётом нелинейности эрозионного износа его лопаток
Get PDFThe construction and useful practice of gas-turbine engine diagnosis systems depend largely on the availability of the engine mathematical models and its certain components in their structure. Utilization of multi-stage axial flow compressor performance with account for erosive wear of its parts during the operation fundamentally raises possibilities of such systems as erosive wear of flow channel, blade rings of impellers and vane rings of multi-stage compressor is a common cause of preschedule gas-turbine engine detaching from an aircraft. As evidenced by various contributions presented in the article, special emphasis on abrasive wear impact assessment on axial flow compressor performance is placed upon rotor-wing turbo-shaft engine due to their particular operating conditions. One of the main tasks in the process of mathematic simulation of an axial flow compressor blade ring is consideration of its wear type that again has a nonlinear distribution along the level of the blade. In addition, wear rate at entry and exit blade edges often have different principles. Detecting of these principles and their consideration when constructing the compressor mathematical model is a crucial task in diagnostic assessment and integrity monitoring of rotor-wing turbo-shaft engine in operation. The article represents a concept to an estimate nonlinear erosive wear effect of axial flow compressor blades on its performance based on the three-dimensional flow approach in the gas-air flow duct of compressor with a formulation of the blade rings. This approach renders possible to take into account the nonlinearity of the compressor blades wear during their operation. Through the example of the inlet compressor stage of a rotor-wing aircraft gas-turbine engine, the engine pump properties predictions with different kind of rotor blade wear have been presented.Разработка и успешное применение систем диагностики газотурбинных двигателей (ГТД) во многом определяется наличием в их составе математических моделей двигателя и его отдельных узлов. Использование характеристик многоступенчатого осевого компрессора с учётом эрозионного износа его элементов в процессе эксплуатации существенно повышает возможности таких систем, так как эрозионный износ проточной части, лопаточных венцов рабочих колёс и направляющих аппаратов многоступенчатого компрессора является частой причиной досрочного съёма газотурбинного двигателя с летательного аппарата. Как показывают различные публикации, представленные в статье, особое внимание в оценке влияния абразивного износа на характеристику осевого компрессора уделяется вертолётным турбовальным ГТД из-за особых условий их работы. Одной из основных проблем при математическом моделировании лопаточного венца осевого компрессора является учет его вида износа, который, в свою очередь, имеет нелинейное распределение по высоте лопатки. Кроме этого величины износа на входных и выходных кромках лопатки часто имеют различные законы. Выявление данных законов и учет их при построении математической модели компрессора является важной задачей в области диагностики и контроля технического состояния вертолётного ГТД в процессе эксплуатации. В статье представлен подход к оценке влияния нелинейного эрозионного износа лопаток осевого компрессора на его характеристики, основанный на методике моделирования трехмерного течения потока в газовоздушном тракте компрессора с описанием лопаточных венцов. Данный подход позволяет учесть нелинейность износа лопаток компрессора в процессе их эксплуатации. На примере входной ступени компрессора ГТД вертолета представлены результаты расчетов напорных характеристик с различным видом износа лопатки рабочего колеса
Анализ бортовой беспроводной сенсорной сети как альтернативы традиционной проводной сети
No full textWireless networks based on the principle and technology of Wireless Avionics Intra-Communications (WAIC), that is, wireless avionics or wireless onboard intercom are becoming increasingly widespread on modern aircraft. The development and deployment of WAIC on board is a complex task, as its solution is directly related to ensuring safety of flights. It requires preliminary careful scientific analysis. The article analyzes the on-board wireless sensor network as an alternative to a traditional wired network using the example of a short-haul aircraft. A rough estimate of the length of the electrical harness connecting the sensors of the aircraft systems with the electronic units is carried out in order to determine the possible gain in the length of the wires when switching to a wireless sensor network (WSN). To solve this problem, the aircraft sensors of each aircraft system are placed on a large-scale grid; for each sensor, analyze the feeder circuits by the composition of the plug connectors, the number of occupied contacts and the length of wires for each contact to the corresponding electronic unit. It is shown that the heterogeneous sensor system of the aircraft with wireless sensors can reduce the number of wires by about 1200, the length of the wires of the feeder network by about 15 km. The most promising aircraft systems in terms of switching to wireless sensors are: fuel system (about 3400m), fire equipment system (about 1300m) and hydraulic system (about 1300m). Further scientific research is required to make an informed decision about the technical feasibility and advisability of using a wireless sensor network for each specific aircraft system.На современных воздушных судах все большее распространение получают беспроводные сети, основанные на принципе и технологии Wireless Avionics Intra-Communications (WAIC), то есть беспроводной авионики или беспроводной бортовой внутренней связи (ББВС). Разработка и внедрение на борт воздушного судна (ВС) ББВС (WAIC) – сложнейшая задача, так как ее решение непосредственно связано с обеспечением безопасности полетов. В статье проведен анализ бортовой беспроводной сенсорной сети как альтернативы традиционной проводной сети на примере ближнемагистрального самолета. Проведена приблизительная оценка длины электрожгутов, соединяющих датчики самолетных систем с электронными блоками, с тем, чтобы определить возможный выигрыш в длине проводов при переходе на беспроводную сенсорную сеть (БСС). Для решения этой задачи самолетные датчики каждой самолетной системы размещены на масштабной сетке, для каждого датчика проведен анализ фидерных схем по составу штепсельных разъемов, количеству занятых контактов и длине проводов по каждому контакту до соответствующего электронного блока. Показано, что гетерогенная сенсорная система самолета с беспроводными датчиками позволяет сократить количество проводов примерно на 1200, длину проводов фидерной сети примерно на 15 км. Наиболее перспективными самолетными системами с точки зрения перехода на беспроводные датчики являются: топливная система (около 3400 м), система пожарного оборудования (около 1300 м) и гидравлическая система (около 1300 м). Для принятия обоснованного решения о технической возможности и целесообразности использования беспроводной сенсорной сети для каждой конкретной самолетной системы требуется проведение дальнейших научных исследований
Совершенствование алгоритма определения зон оперирования дальнемагистральных самолетов
Get PDFThe determination of operation area from en-route alternates for long-range airline aircraft is an important aspect of ensuring safety of the upcoming flight. In the domestic and foreign methodological literature on flight planning, including the guidance material for flight planning systems, there is no single reasonable algorithm for constructing operation areas of long-range aircraft, including the use of the EDTO-ETOPS rules. The lack of methodological materials leads to the «free» values determination of areas of operation by airlines for their long-range aircraft while building routes, in particular, when determining the areas of operation on the route, the decrease in the aircraft weight during fuel combustion is ignored. A big question is also the «initial» mass calculations to determine the value of operation areas. The article identifies shortcomings of existing algorithm for identifying the areas of operation based on the fundamental methods for determining area of operation. Microsoft Excel 2019 has been used to perform a polynomial approximation of the table-specific function of the dependence of operation radius on the mass of a long-range aircraft. Based on the certain equations, more advanced algorithm to determine areas of operation has been developed. The new algorithm pays special attention to the selection of the original value of operation area. The calculations in this article are made for the Boeing 777 as the main type of long-range aircraft operated by airlines in the Russian Federation. The developed algorithm increases the flexibility of the route by increasing the radius of operation areas from en-route alternates and can be used in flight planning systems of airlines.Определение зон оперирования от маршрутных запасных аэродромов для дальнемагистральных самолетов авиакомпании является важным аспектом обеспечения безопасности предстоящего полета. В отечественной и зарубежной методической литературе по планированию полетов, в том числе в инструктивном материале к системам планирования полетов отсутствует единый обоснованный алгоритм построения зон оперирования дальнемагистральных самолетов в том числе и при использовании правил EDTO-ETOPS. Отсутствие методических материалов приводит к «свободному» определению авиакомпаниями значений зон оперирования для своих дальнемагистральных самолетов при построении маршрутов, в частности при определении зон оперирования на маршрут игнорируется уменьшение массы самолета в процессе сгорания топлива. Большой вопрос вызывает и вычисление «первоначальной» массы для определения значения зоны оперирования. В статье выявлены недостатки существующего алгоритма определения зоны оперирования на основании фундаментальных методов определения зоны оперирования. С помощью Microsoft Excel 2019 проведена полиномиальная аппроксимация таблично заданной функции зависимости радиуса зоны оперирования от массы дальнемагистрального самолета. На основе определенных уравнений разработан более совершенный алгоритм определения зон оперирования. Особое внимание в новом алгоритме уделено выбору исходного значения зоны оперирования. Расчеты в статье выполнены для Boeing 777 как для основного типа дальнемагистрального самолета, эксплуатирующегося в авиакомпаниях Российской Федерации. Разработанный алгоритм повышает гибкость прокладки маршрута за счет увеличения радиуса зоны оперирования от маршрутных запасных аэродромов и может быть использован в системах планирования полетов авиакомпаний
Перевозка скоропортящихся грузов воздушным транспортом: проблемы обработки в российских аэропортах
No full textThe article deals with the problems of perishable goods handling process at Russian airports on delivery in international supply chains (ISC). The investigation was carried out on the basis of operational analysis. The initial stage of the study, which was performed applying statistical analysis, revealed that the major category of perishable goods which establish air transportation demand into Russia is the fresh exotic fruits. The investigation was performed taking the mango supply chain as an example, due to its non-standard thermal and storage requirements. The second stage resulted in the perishable goods airport handling quality criteria set formation: the number of mandatory cargo while handling operations, the required time for these operations, the amount of paper work, the number of multi-temperature chambers at the airport and their area, ULD temperature storage system availability. The study revealed that about 90% of perishable goods, which are imported to Russia, are handled at the airports of Moscow aviation hub because other airports in Russia lack the temperature storage facilities infrastructure. This restriction raises the price of perishable goods logistics on the territory of the country considerably as well as reduces their quality. Four international airports of strategic importance outside the boarders of the central federal district which have the potential of forming central hubs for perishable goods handling as well as processing of transit and transfer flows were chosen in the context of this study. Among them are the airports of Novosibirsk, Vladivostok, Yekaterinburg and Krasnoyarsk. The airports of Moscow aviation hub were offered specialization on the subject of perishable goods export-import flow handling. The materials received from airlines, major cargo terminals at Russian airports, transport companies, specialized international air transport enterprises and logistics associations were exploited as the data for this study. The research registered that the deterrence to the speed of supply chain operation is the time of cargo ground service at Russian airports which considerably exceeds the cargo ground service time in the exporting country. The delays are connected with the poor development of perishable goods handling cargo terminals and also with loads of paper work because the system of electronic workflow and automated checking of markings doesn’t exist. The model of electronic workflow in the International Supply Chain which utilizes pre-flight and pre-loading preliminary information about the cargo was offered. Block Chain system for checking the correct presentation of documents at all stages of the supply chain was introduced which reduces the total time of cargo ground handling process.В статье рассмотрены проблемы обработки скоропортящихся грузов в российских аэропортах при доставке в международных цепях поставок (МЦП). Исследование проведено на основе операционного анализа. На первом этапе с помощью статистического анализа было выявлено, что основной категорией скоропортящихся товаров, предъявляющих спрос на воздушные перевозки при поставке в Россию, являются свежие экзотические фрукты. Исследование проводилось на примере цепи поставок манго, так как он предъявляет нестандартные требования к температурному режиму хранения. На втором этапе был сформирован набор критериев для оценки качества обработки скоропортящихся грузов в аэропортах: число обязательных операций при обработке груза, время выполнения этих операций, количество оформляемых документов, количество мультитемпературных камер в аэропорту, их площадь, наличие системы температурного хранения ULD. Исследование показало, что около 90% скоропортящихся грузов, поставляемых в Россию, обрабатывается в аэропортах МАУ из-за отсутствия необходимой инфраструктуры температурных складов в остальных аэропортах страны. Данное ограничение существенно удорожает логистику скоропортящихся грузов по территории страны и снижает их качество. В рамках данного исследования были выбраны четыре международных аэропорта за пределами ЦФО, имеющие стратегическое значение и потенциал для формирования центральных хабов по обслуживанию скоропортящихся грузов и обработке транзитных и трансферных потоков. Среди них аэропорты Новосибирска, Владивостока, Екатеринбурга и Красноярска. Для аэропортов МАУ предложена специализация на обслуживании экспортно-импортных потоков скоропортящихся грузов. В качестве данных для проведения исследования были использованы материалы авиакомпаний, крупнейших грузовых терминалов российских аэропортов, транспортных компаний, специализированных международных организаций воздушного транспорта и логистических ассоциаций. Исследование показало, что сдерживающим фактором повышения скорости работы ЦП является время наземного обслуживания грузов в аэропортах России, которое значительно превосходит время обслуживания в стране-экспортере. Задержки связаны с неразвитостью инфраструктуры грузовых терминалов для обработки скоропортящихся грузов и сложностью процедур документального оформления из-за отсутствия систем электронного документооборота и автоматизированной проверки маркировки. Предложена модель формирования электронного документооборота в МЦП с применением предполетной и предпогрузочной предварительной информации о грузе и внедрение системы BlockChain для проверки правильности оформления документов на всех стадиях в цепи поставок, что позволит сократить общее время наземного обслуживания грузов
Особенности испытаний парашютных систем в процессе их создания
Get PDFThe article describes a number of stages in the creation of parachute systems for military and special purposes and some features of executing their testing. The necessity of development flight tests and their peak modes are analyzed in details. The feasibility of recovery parachute system creation for saving the weight model during the flight tests connected with checking of parachute systems strength is proved. The procedure of putting the recovery parachute system into the action scheme of the tested parachute system is suggested. The sequence and the stages of three-cascade recovery parachute system operation consisting of the auxiliary parachute, the drogue parachute and the main one are given. The analysis of this system operation considering the phase trajectories of the recovery parachute system and the tested parachute system movement is conducted. Development of possible emergency situations of the tested parachute system including the phase trajectories of motion at all stages is considered. The phase trajectories of motion are given taking into account test envelope with overlapping of the maximum operation conditions and acceleration modes. Development of emergencies is analyzed considering time buffer to put the recovery parachute system into operation. The article considers the example of creating the emergency detection system and its operating procedure when putting the recovery parachute system into action. Positive results from introduction of the recovery parachute system into the flight tests when creating parachute systems for different purposes are predicted. A new strategy of executing flight tests with the introduction of an updated (by the decision of the Chief Designer) test program is proposed. Extension of the test envelope will enable to significantly advance information awareness of the flight experiment, efficiency and quality of its results. Introduction of the emergency detection system will considerably improve reliability of the tested parachute system operation.В статье рассмотрен ряд этапов создания парашютных систем военного и специального назначения и некоторые особенности проведения их испытаний. Детально проанализирована необходимость проведения доводочных испытаний и их максимальные режимы. Обоснована возможность создания спасательной парашютной системы (СПС) для спасения весового макета при летных испытаниях, связанных с проверкой прочности парашютных систем. Предложен порядок введения СПС в схему действия испытуемой парашютной системы (ИПС). Рассмотрен порядок и этапы функционирования трехкаскадной СПС, состоящей из вытяжного парашюта, тормозного парашюта и основного парашюта. Приведен анализ работы такой системы с рассмотрением фазовых траекторий движения СПС и ИПС. Учтено развитие возможных аварийных ситуаций (АС) на всех этапах движения ИПС с приведением их фазовых траекторий. Фазовые траектории движения приведены с учетом области эксплуатационных (испытательных) режимов с наложением на них предельного эксплуатационного режима и режима форсажа. Развитие АС проанализировано с учетом запаса времени на ввод в действие СПС. Рассмотрен пример создания системы распознавания аварийной ситуации и порядок её работы при введении в действие СПС. Спрогнозированы положительные результаты от внедрения СПС в летные испытания при создании парашютных систем специального назначения. Отдельно предлагается новая стратегия проведения летных испытаний с внедрением корректируемой (по решению главного конструктора) программы испытаний. Расширение области испытательных режимов позволит значительно увеличить информационную содержательность летного эксперимента, эффективность и качество его результатов. Введение системы распознавания АС существенно повысит надежность функционирования испытуемой парашютной системы
Использование метода локализации для расчета параметров робастного ПИД-регулятора для сервопривода беспилотного летательного аппарата
Get PDFThe problem of controlling a typical nonlinear servo motor of an unmanned aercraft with non-stationary parameters using a robust PID controller is considered. The procedure for calculating the parameters of a robust PID controller based on the localization method (further - LM PID controller) for continuous and discrete control systems is studied. The influence of disturbing factors (internal and external) acting on the servo motor is considered. It is established that the main perturbations acting on the servo drive include internal perturbations, which are changes in the time constant and its gain from the temperature of the environment and the quality of the supply voltage. The simulation in the class of linear and nonlinear continuous systems showed that a servo drive with a ML PID controller has the property of robustness in the working range of changes in both the input signal and the parameters of the servo drive and controller. Simulation results showing the research are presented. When describing a servo motor with an LM PID controller in the class of linear discrete systems, its robustness is limited by a narrow range of variation of both its parameters and the quantization period of the input signal. As the degree of uncertainty in the parameters of the servo motor increases (approaching the working range of their change), the discrete system loses stability. For the synthesis of robust control circuits of an unmanned aercraft with given characteristics, mathematical dependences of the settling time and static error of a typical servo motor with LM PID controller from the quantization period of the input signal and the degree of uncertainty in its parameters are presented.Рассмотрена задача управления типовым нелинейным сервоприводом беспилотного летательного аппарата с нестационарными параметрами с помощью робастного ПИД-регулятора. Рассмотрена процедура расчета параметров робастного ПИД-регулятора, основанного на методе локализации (далее – МЛ ПИД-регулятор), для непрерывных и дискретных систем управления. Рассмотрено влияние возмущающих факторов (внутренних и внешних), действующих на параметры сервопривода. Установлено, что к основным возмущениям, действующим на сервопривод, относятся внутренние возмущения, представляющие собой изменения постоянной времени и его коэффициента усиления от температуры окружающей среды и качества питающего напряжения. Проведенное моделирование в классе линейных и нелинейных непрерывных систем показало, что сервопривод с МЛ ПИД-регулятором имеет свойство робастности в рабочем диапазоне изменения как входного сигнала, так и параметров сервопривода и регулятора. Приведены результаты моделирования, демонстрирующие полученные результаты. При описании сервопривода с МЛ ПИД-регулятором в классе линейных дискретных систем, его робастность ограничена узким диапазоном изменения как его нестационарных параметров, так и периодом квантования входного сигнала. По мере увеличения степени неопределенности в параметрах сервопривода (приближения к рабочему диапазону их изменения), дискретная система теряет не только робастность, но и устойчивость. Приведены результаты моделирования, демонстрирующие полученные результаты. Для синтеза робастных контуров управления беспилотным летательным аппаратом с заданными характеристиками представлены математические зависимости времени установления и статической ошибки типового сервопривода с МЛ ПИД-регулятором от периода квантования входного сигнала и степени неопределенности в его параметрах
Методика комплексной расчетной оценки усталостной долговечности элементов композитных авиаконструкций
Get PDFThe key features of the regulatory requirements for the fatigue life valuation of composite laminates were presented. With allowance for those requirements and through the use of the well-known patterns of residual strength degradation and stiffness degradation of layered composite materials over the course of fatigue cumulation, the fundamental principles of the methodology of substantive fatigue life valuation were created. They, in particular, can be used for the lower and upper wing paneling of the transport category of aircraft. It was indicated that it’s worth making the substantive valuation at the project definition stage of an aircraft, when the key parameters of the laminates are being determined: the type of layered composite materials, parameters of their placement, selection of analytical stresses, etc. As a conditional sample of the substantive fatigue life valuation of carbon fiber laminate, was presented to use as the AS4-PW 10/80/10 (8,84 mm thick) used in the capacity of the upper wing paneling of the transport aviation planes. The types of valuations were performed as follows: fatigue life prediction for the samples with free holes; fatigue life prediction for the samples with scarcely visible shock damages; fatigue life prediction for the samples with scarcely visible shock damages prior to reaching the standard residual strength degradation level; fatigue life prediction for the samples with scarcely visible shock damages prior to reaching the standard residual stiffness degradation level. The above valuations exposed significant distinctions between the received values for the different samples depending on the used prediction method. The analysis of the received values revealed the necessity of making the same substantive estimates for determination of the fatigue life valuation of composite components of aero structures with acceptable accuracy.Представлены основные особенности нормативных требований по оценке усталостной долговечности слоистых композитов. С учетом этих требований и с использованием известных моделей деградации остаточной прочности и деградации жесткости слоистых композитов в процессе накопления усталости сформированы основные положения методики комплексной расчетной оценки усталостной долговечности, которые могут быть использованы, в частности, для ламинатов нижних и верхних панелей крыла самолета транспортной категории. Отмечено, что комплексную расчетную оценку целесообразно выполнять на этапе эскизного проектирования самолета, когда определяются ключевые параметры ламинатов: тип слоистого композита, параметры укладки, выбор уровня расчетных напряжений и т.п. Представлен условный пример комплексной расчетной оценки усталостной долговечности ламината из углепластика AS4-PW 10/80/10 толщиной 8,84 мм для случая использования этого ламината в качестве обшивки верхних панелей крыла самолета транспортной категории. Выполнены четыре вида расчетных оценок: расчетная оценка усталостной долговечности образцов со свободными отверстиями; расчетная оценка усталостной долговечности образцов с едва видимыми ударными повреждениями; расчетная оценка усталостной долговечности образцов с едва видимыми ударными повреждениями до достижения нормированного уровня деградации остаточной прочности; расчетная оценка усталостной долговечности образцов с едва видимыми ударными повреждениями до достижения нормированного уровня деградации жесткости. Сделан вывод о значительном отличии в получаемых значениях усталостных долговечностей рассматриваемых образцов в зависимости от метода расчета. На основе анализа полученных результатов сделан вывод о необходимости выполнения подобных комплексных оценок для определения ресурсных характеристик элементов композитных авиаконструкций с приемлемой точностью