CC BY
11Эксплуатация и надежность авиационной техники
УДК 629.7.08
А. М. Гареев, А. Н. Коптев, А. А. Гульбис, Т. М. Гареев
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева (Национальный исследовательский университет), Россия, Самара
УПРЕЖДАЮЩЕЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ЖИДКОСТНЫХ СИСТЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Рассмотрены принципы реализации упреждающих технологий технического обслуживания летательных аппаратов. Сформулированы основные проблемы контроля состояния жидкостных систем. Описан автоматизированный измерительный комплекс.
Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что в жидкостных системах (ЖС) летательных аппаратов (ЛА) при взаимодействии элементов конструкции с рабочей жидкостью (РЖ) протекают сложные физико-химические процессы. Они влияют на уровень надежности как отдельных агрегатов, так и ЖС в целом и, как следствие, на надежность функционирования бортовых комплексов ЛА, в частности, таких жизненно важных систем, как система управления.
Надежность ЖС в существенной степени определяется постоянством параметров РЖ (вязкостью, кислотностью, диэлектрической проницаемостью и др.), в том числе и чистотой жидкости [1-3]. Анализ отказов и нарушений работы ЖС показывает, что более 20 % из них связано с недопустимым загрязнением РЖ. Согласно отечественному и зарубежному опыту [2; 3], повышенная загрязненность РЖ приводит к снижению долговечности агрегатов в 1,5-3 раза и более.
Исследования показали, что проблема, связанная с обеспечением надежности и долговечности ЖС, в настоящее время существенно связана с проблемой оперативного контроля чистоты жидкости в условиях эксплуатации летательных аппаратов, которая может быть решена посредством реализации упреждающих технологий обслуживания. Установлено, что средние показатели производственной экономии, достигнутые благодаря применению упреждающего подхода, составляют [2]:
- сокращение расходов на обслуживание: 25-30 %;
- уменьшение времени простоя: 35- 45 %;
- увеличение производительности: 20-25 %.
Однако разработка упреждающих технологий требует создания диагностических, коммуникационных и программных инструментов упреждающего анализа, который в сочетании с мониторингом основных параметров дает полное представление о состоянии оборудования изделий машиностроения и авиастроения при производстве и эксплуатации.
Результаты научно-исследовательской работы представляют собой новые подходы к решению задач по созданию интегрированных автоматизированных контрольно-измерительных комплексов и систем для производства, технического обслуживания и прогнозирования технического состояния бортовых комплексов оборудования аэрокосмической техники.
В связи с вышесказанным был разработан проект интегрированного автоматизированного контрольно-измерительного комплекса для проведения анализа РЖ по параметрам чистоты, вязкости и стабильности химических свойств, в состав которого вошли датчики встроенного контроля (ДВК) чистоты РЖ с блоком-анализатором, инфракрасный Фурье-спектрометр. В качестве ДВК был выбран датчик «ПОТОК» фотоэлектрического типа, разработанный в лаборатории ОНИЛ-16 «Радиоэлектронные методы и устройства диагностики систем летательных аппаратов» СГАУ. В качестве устройства ввода-вывода была выбрана платформа «реального времени» CompactRio, обеспечивающая гибкое законченное аппаратное решение для разработки различных систем сбора и управления сигналами по шине USB на базе программного комплекса LabVIEW. Разработанная модель диагностики ЖС по параметрам РЖ была успешно исследована и отработана в лабораторных условиях с помощью средств современных технологий National Instruments на базе учебного аэродрома СГАУ. К ЛА была подключена универсальная подвижная гидроустановка УПГ-300. Между бортом и УПГ в линиях нагнетания и слива РЖ были установлены ДВК, сигнал с которых поступал на измерительный комплекс NI Compact Rio (см. рисунок).
УПГ-300
Подключение ДВК при наземной отработке
Решетневские чтения
В итоге на 200 % увеличилась точность оценки загрязнения РЖ, при этом трудоемкость выполнения работ сократилась более чем в 2 раза.
Результаты исследований показали возможность реализации мониторинга процесса деградации работы агрегатов ЖС с течением времени посредством интегрированной автоматизированной системы контроля, что способствовало продолжению развития упреждающих технологий выявления функциональных симптомов, возникающих на ранних стадиях отказа агрегатов или узлов бортовых систем.
Библиографический список
1. Тимиркеев Р. Г., Сапожников В. М. Промышленная чистота и тонкая фильтрация рабочих жидкостей летательных аппаратов. М. : Машиностроение, 1986.
2. Гареев А. М., Тиц С. Н. Упреждающее обслуживание гидравлических систем летательных аппаратов. Самара : Изд-во Самар. науч. центра РАН, 2010.
3. Fitch E. C. Fluid contamination control // Technology transfer Series #4, Oklahome : FFS, INC. 1988.
A. M. Gareev, A. N. Koptev, A. A. Gulbis, T. M. Gareev Samara State Aerospace University named after academician S. P. Korolev (National Research University), Russia, Samara
ANTICIPATE MAINTENANCE FOR AIRCRAFTS LIQUID SYSTEMS
The principles of realization of anticipate technologies of aircraft maintenance are considered in the article. The basic problems of liquid systems condition control are formulated. The automatic measuring device is described.
© Гареев А. М., Коптев А. Н., Гульбис А. A., Гареев Т. М., 2010
УДК 629.7.064
С. А. Гудков
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева, Россия, Самара
КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНАЯ МОДЕЛЬ ПРОХОДНОГО ВИХРЕТОКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ В СРЕДЕ ЕЬСиТ
Проведено создание и исследование конечно-элементной модели вихретокового датчика.
ЕЬСиТ - это мощный современный комплекс программ для инженерного моделирования электромагнитных, тепловых и механических задач методом конечных элементов [1].
Задача моделирования вихретокового преобразователя относится к низкочастотным полевым задачам магнитных полей переменных токов. С учетом осевой симметрии первичного преобразователя задача решалась в осесимметричной постановке.
Для проведения расчетов была создана геометрическая модель преобразователя, заданы свойства материалов и источников поля, а также граничные условия, построена конечно-элементная модель преобразователя. Для указания полного затухания поля на внешних границах модели задано нулевое условие Дирихле.
Объектом исследования является возбуждаемый источником гармонического сигнала проходной параметрический вихретоковый преобразователь, который используется для контроля параметров механических примесей в дисперсных средах.
В процессе моделирования было исследовано влияние различных факторов - геометрических и электрофизических параметров датчика, рабочей частоты, положения примесных частиц на оси преобра-
зователя, размеров примесных частиц - на вносимые параметры.
Для наиболее эффективного решения поставленной задачи использовался инструмент последовательных расчетов Label Mover, позволяющий в едином расчетном цикле варьировать различные параметры моделируемого объекта.
В результате проведенного моделирования установлено следующее:
1. Максимум вносимых параметров достигается при нахождении примесных частиц на геометрической оси преобразователя. При выходе частицы из канала преобразователя величина вносимых параметров убывает по экспоненциальному закону.
2. Чувствительность преобразователя (минимальный диаметр регистрируемых частиц) растет с уменьшением диаметра канала преобразователя.
3. Абсолютная величина вносимых параметров у ферромагнитных частиц выше, чем у неферромагнитных частиц.
Библиографическая ссылка
1. Elcut. Моделирование двумерных полей методом конечных элементов. Версия 5.5: Рук-во пользователя. СПб. : Производственных кооператив «ТОР», 2007.
