Модернизация лабораторного стенда для измерения характеристик датчика угловых скоростей летательных аппаратов Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 681.39

МОДЕРНИЗАЦИЯ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДАТЧИКА УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

О. С. Чичёва, Научный руководитель - В. А. Федоров

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected]; [email protected]

Разработан проект модернизации учебного лабораторного стенда для измерения характеристик датчика угловых скоростей летательных аппаратов. Предложен вариант автоматизации, разработано организационное и экономическое обоснование проекта.

Ключевые слова: учебная лаборатория, испытания, стенд, датчик угловых скоростей.

MODERNIZATION OF THE LABORATORY STAND FOR MEASURING THE CHARACTERISTICS OF AN ANGULAR VELOCITY SENSOR OF AIRCRAFT

O. S. Chicheva, Research Supervisor - V. A. Fedorov

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected]; [email protected]

The research offers the modernization project of the educational laboratory test stand for measuring the characteristics of an angular velocity sensor of aircraft. Considered variant of automation. Developed the organizational and economic feasibility the project.

Keywords: educational laboratory, test, stand, an angular velocity sensor.

Ракетно-космическая промышленность - одна из наиболее сложных и наукоемких отраслей машиностроения. Разработка ракетно-космической техники характеризуется высокой наукоемко-стью, значительной трудоемкостью, длительными сроками разработки и высокой стоимостью. Для выявления ошибок и неисправностей, которые могут привести к дорогостоящим потерям, необходимо проводить большое количество наземных испытаний [1].

Сибирский государственный аэрокосмический университет (СибГАУ) реализует образовательные программы подготовки кадров для ракетно-космических предприятий. Образовательные программы нацелены на формирование у обучающегося набора компетенций, определяемых образовательным стандартом и требованиями работодателя. Развитие некоторых профессиональных компетенций напрямую связано со способностью студента «выполнять лабораторные и натурные испытания и эксперименты для решения эксплуатационных задач с использованием современной аппаратуры» (для специальности 161101.65) или способностью «проводить лабораторные испытания и тестовые проверки» (для направления подготовки 161 100.62).

Указанные компетенции могут быть сформированы при выполнении студентами лабораторных работ в лабораториях, оснащенных специализированным испытательным оборудованием. К сожалению, далеко не все учебные лаборатории располагают современным оборудованием в связи с его высокой стоимостью. Более распространены случаи, когда в учебных лабораториях имеется уникальное оборудование, в котором устарели электронные функциональные блоки в связи с высокими темпами развития микроэлектроники. В таких случаях целесообразно модернизировать учебную лабораторную установку путем замены устаревших электронных узлов на современные и повысить степень ее автоматизации. Такой подход характеризуется минимальными издержками модернизации по сравне-

Секция «Инновационные и здоровьесберегающие технологии в современном образовании»

нию с разработкой новой лабораторной установки собственными силами или приобретением новой установки у специализированных организаций [2].

С целю реализации указанного подхода автором данной статьи совместно со студентами кафедры систем автоматического управления (САУ) СибГАУ разработан проект модернизации (автоматизации) лабораторного стенда для измерения характеристик гироскопического датчика угловых скоростей. Основой модернизируемого стенда является установка УПГ-56, представляющая собой электромеханическое устройство (см. рисунок).

Блок - схема стенда для испытаний датчика угловых скоростей летательных аппаратов: слева до модернизации, справа после модернизации: 1 - датчик угловых скоростей, 2 - кронштейн поворотный

Испытуемый гироскопический прибор крепится на вращающуюся платформу установки УПГ-56 и подключается к электрическому разъему платформы, связанному через скользящие контакты с разъемами на корпусе УПГ-56. К этим разъемам подключаются аналоговые измерительные приборы: осциллограф, амперметр, вольтметр, секундомер.

Основными недостатками стенда и принятой методики испытаний являются: отсутствие возможности оперативно менять направление измерительной оси испытуемого гироскопического прибора; необходимость визуальной фиксации показаний измерительных приборов и записи показаний в журнал. Большая доля ручного труда делает необходимым наличие на испытаниях не менее двух операторов и существенно повышает длительность процесса испытаний.

Суть проекта модернизации заключается в следующем. Для расширения функциональности стенда с целью испытания на нем датчиков угловых скоростей (ДУС) спроектирован механический поворотный кронштейн. Кронштейн крепится на вращающейся платформе основного блока и позволяет задавать различную ориентацию измерительной оси ДУС. Второй задачей проекта являлась автоматизация измерительной части стенда путем замены аналоговых измерительных приборов цифровыми с передачей данных на электронно - вычислительную машину (ЭВМ). Программное обеспечение ЭВМ позволит автоматически определять отклонение измеряемых характеристик ДУС от требуемых параметров и выводить отчеты об испытаниях.

Реализация проекта обеспечит следующие преимущества перед имеющейся системой испытаний: лучшая повторяемость, быстрая переналадка на разные типы ДУС, быстрое выполнение испытаний и подготовка отчетов, что позволит сократить количество операторов до одного человека.

Работа над проектом основывалась на четком разделении функций и выполняемых работ. Студенты кафедры САУ выполняли технические и технологические работы, связанные с проектированием поворотного кронштейна, обоснованием выбора измерительной и вычислительной техники. Автор данной статьи, представляющий кафедру организации и управления наукоемкими производствами, разрабатывала организационное и экономическое обоснование проекта. Разработка организационного и экономического обоснования проекта велась по стандартным методикам [3; 4]. Были определены участники команды проекта и их функции, разработана организационная структура проекта, построена матрица распределения ответственности и календарный график выполнения работ по проекту (диаграмма Ганта). Для построения диаграммы Ганта использовался программный продукт Microsoft Project [5]. Расчет затрат на проект производился в электронной таблице Microsoft Excel.

В результате работы над проектом показана его технологическая реализуемость силами участников проекта в течение 4 месяцев. Затраты на реализацию проекта составят 593 тыс. рублей.

Полученный в результате разработки проекта опыт можно использовать для модернизации учебных лабораторных стендов и установок других кафедр СибГАУ.

Библиографические ссылки

1. О заводе [Электронный ресурс]. URL: http://www.krasm.com/about/kmz.aspx (дата обращения: 01.09.2016).

2. Проектирование систем автоматизации технологических процессов : справ. пособие / под

ред. А. С. Клюева. М. : Энергоатомиздат, 1990. 464 с.

3. Лапыгнн Ю. Н. Управление проектами: от планирования до оценки эффективности. М. Омега-Л, 2008. 252 с.

4. Виленский П. Л., Лившиц В. Н., Смоляк С. А. Оценка эффективности инвестиционных проектов. Теория и практика. М. : Дело, 2008. 1104 с.

5. Зубов А. Microsoft Project 2003. Популярный самоучитель. СПб. : Питер, 2005. 256 с.

© Чичева О. С., 2016