Информационно-диагностический центр по сопровождению эксплуатации силовых установок воздушных судов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 629.7.083

ИНФОРМАЦИОННО-ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР ПО СОПРОВОЖДЕНИЮ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК ВОЗДУШНЫХ СУДОВ

Е. О. Мосеев, В. В. Короленко, С. Ю. Струков

Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина» Российская Федерация, 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54а

E-mail: [email protected]

При эксплуатации авиационной техники по фактическому техническому состоянию важно обеспечить необходимую эффективность технического обслуживания. Качественно новой ступенью в информационной диагностике является разработка и создание систем информационного обеспечения процессов диагностирования.

Ключевые слова: авиационная техника, двигатель, диагностическая информация, информационно-диагностический центр, информационный поток, мониторинг технического состояния.

INFORMATION-DIAGNOSTIC CENTER FOR OPERATIONAL MAINTENANCE

OF POWER PLANTS OF AIRCRAFT

E. O. Moseev, V. V. Korolenko, S. Y. Strukov

Military Educational-Research Centre of Air Force «Air Force Academy named after professor N. E. Zhukovsky and Y. A. Gagarin» 54a, Starih Bolshevikov str., Voronezh, 394064, Russian Federation E-mail: [email protected]

When operating aircraft on an actual technical condition is important to ensure the necessary efficiency of maintenance. Qualitatively new step in information diagnosis is the development and creation of systems of information support processes diagnosing.

Keywords: aircraft, engine, diagnostic information, information-diagnostic center, information flow, monitoring of technical condition.

Для совершенствования методов и средств обслуживания двигателей при эксплуатации по состоянию должны постоянно проводится исследования, направленные на корректировку объема и периодичности работ по техническому обслуживанию двигателей, а также на подтверждение или оценку возможности увеличения установленных ограничений ресурса и срока службы.

Для этого необходимо обеспечить постоянный сбор информации об отказах и повреждениях двигателей, выявленных в эксплуатирующих частях и при ремонте. На основании анализа этой информации могут быть оценены тенденции и факторы изменения состояния двигателя в процессе эксплуатации, а по каждому комплектующему изделию, эксплуатируемому до отказа, проводится периодический контроль уровня надежности. В случае необходимости могут быть разработаны мероприятия по обеспечению заданного уровня надежности.

Доказательством важности развития перспективных средств диагностирования является крупное целевое бюджетное финансирование зарубежных фирм и научных учреждений, специализирующихся на разработке новых методов контроля и прогнозирования технического состояния двигателей. К числу известных программ (открытых в новом веке) с многомиллионным финансированием направлений, связанных с технической диагностикой в области авиационного двигателестроения, относятся проекты «Prognosis» [1], Integrated High Performance Turbine Engine Technology (HPTET) [2], Versatile Affordable Advanced Turbine Engines VAATE [3], High Cycle Fatigue Program (HCFP) [4].

Главной целью проведения работ по этим программам, является качественное снижение затрат на поддержание двигателей в эксплуатации. Эти затраты складываются из стоимости заменяемых

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2016. Том 1

основных деталей (дисков, лопаток и пр.), ремонта, и обслуживания двигателя на крыле. Оценки показывают, что из тысячи снятых с эксплуатации деталей только одна деталь полностью исчерпала свой ресурс. Остальные детали могут эксплуатироваться достаточно продолжительное время. В этом видится один из ресурсов снижения расходов. Вторым ресурсом является автоматизация процесса обслуживания двигателей и, прежде всего, сокращение числа периодических инспекций состояния деталей известными методами неразрушающего контроля.

Анализ доступной информации показал, что ведущие зарубежные авиамоторные фирмы применяют технологии удаленной параметрической диагностики. Головным институтом российского авиамоторостроения ФГУП «ЦИАМ им. П. И. Баранова» на протяжении ряда лет продвигается концепция создания комплексной системы диагностирования и организации диагностического центра по авиадвигателям [5].

Информационно-диагностические системы последовательно решают задачи сбора, обработки, анализа и передачи информации об объекте контроля для определения технического состояния.

Несмотря на значительный объем исследований в области создания информационно-диагностических систем, информационные технологии мониторинга технического состояния АТ не являются совершенными по ряду причин, основными из которых являются: разобщенность баз данных (БД) испытаний, контроля и диагностики, отсутствие интеллектуальных компонент, позволяющих качественно и эффективно осуществлять поддержку принятия ответственных решений и, как следствие, сокращать общее время, затрачиваемое на обслуживание АТ. Указанные факторы приводят к необходимости принятия решений о техническом состоянии АТ в условиях существенной неопределенности [6].

В условиях, когда необходимо обрабатывать огромные объемы информации, очевидна необходимость разработки алгоритмов, позволяющих автоматизировать работу системы информационно-диагностического обеспечения.

Информационно-диагностическое обеспечение - комплекс целенаправленных мероприятий по накоплению и эффективному использованию разнохарактерной информации.

Для военно-научного и методического сопровождения работ по обеспечению эксплуатации двигателей по состоянию целесообразно создать информационно-диагностический центр (ИДЦ) по сопровождению эксплуатации силовых установок воздушных судов.

Функции ИДЦ - обеспечение автоматизированной параметрической диагностики, прием информации от других систем контроля и диагностирования (не параметрических) с целью комплексного анализа информации, экспертный анализ информации, выдача рекомендаций по поиску и устранению неисправностей. Под непараметрическими методами понимаются все виды инструментального контроля и диагностирования, которые выполняются непосредственно на двигателе при техническом обслуживании, трибодиагностика, визуально-оптические осмотры, ультразвуковой и вихретоковый контроль.

Для обеспечения комплексного анализа предполагается интеграция различных методов контроля и диагностики на уровне выработки рекомендаций. Иначе говоря, рекомендации должны формироваться с учетом результатов оценки технического состояния двигателя различными методами.

Как правило, оценка технического состояния двигателя должна выполняться в первую очередь путем анализа параметров, так как это наименее трудоемкий метод, не требующий работ на двигателе, доступный в любой точке, где есть современные средства коммуникации. Если по результатам параметрической диагностики требуется подтверждение или поиск неисправности, то принимается решение о разовом или периодическом контроле инструментальными методами.

Информационно-диагностический центр посредством сетевого информационного обмена и комплексного анализа данных о параметрах двигателя, регистрируемых в полете, а также данных от различных средств мониторинга и неразрушающего контроля, получаемых в процессе технического обслуживания авиационных комплексов на земле, должен обеспечить формирование достоверных диагностических решений о техническом состоянии двигателей. Прогнозируемый рост достоверности диагностирования двигателей должен увеличиться в 2-3 раза при существенном сокращении (10 % - 20 %) затрат на эксплуатацию двигателей.

Таким образом, на основании нормативных документов и анализа результатов работ по использованию баз данных для оценки состояния двигателей очевидна необходимость и целесообразность формирования информационно-диагностического центра по сопровождению эксплуатации силовых установок воздушных судов государственной авиации.

Библиографические ссылки

1 Prognosis Program Begins [Электронный ресурс]. Defense Advanced Research Projects Agency // News Release, December 3, 2003. URL: http://www.darpa.mil/body/Newsltems /pdf/prognosis.pdf (дата обращения:12.08.2015).

2 Integrated High Performance Turbine Engine Technology (IHPTET) [Электронный ресурс]. Air Force Research Laboratory's Propulsion Directorate. URL: http://www.pr.afrl.af.mil/divisions/ prt/ihptet/ihptet/brochure.pdf (дата обращения:12.08.2015).

3 Universal FADEC Vision, Proposed Roadmap and Adaptation [Электронный ресурс] / Air Force Research Laboratory's Propulsion Directorate. URL: http://www.pr.afrl.af.mil/fadec/fadec.ppt (дата обра-щения:12.08.2015).

4 Thomas М. В. High Cycle Fatigue (HCF) Science and Technology Program 2002 Annual Report No. A743324. Dayton, OH: Universal Technology Corp. 2003, 204 p.

5 Халиуллин В. Ф. Диагностика двигателей нового поколения [Электронный ресурс]. URL: http://www.pmz.ru/upload/pages/6488/11_Diagnostika_dvigatelej.pdf (дата обращения: 15.09.2015).

6 Жернаков С. В. Контроль и диагностика технического состояния авиационных двигателей на основе интеллектуального анализа данных : дис. ... д-ра техн. наук : 05.13.01 Уфа, 2005, 364 с. РГБ ОД, 71:06-5/47.

© Мосеев Е. О., Короленко В. В., Струков С. Ю., 2016