Главная » 2014 » Июль » 30 » Скачать Автоматизированный комплекс доводки и испытаний цифровых САУ многодвигательных силовых установок самолетов. Погорелов, Григорий бесплатно
03:37
Скачать Автоматизированный комплекс доводки и испытаний цифровых САУ многодвигательных силовых установок самолетов. Погорелов, Григорий бесплатно
Автоматизированный комплекс доводки и испытаний цифровых САУ многодвигательных силовых установок самолетов
Диссертация
Автор: Погорелов, Григорий Иванович
Название: Автоматизированный комплекс доводки и испытаний цифровых САУ многодвигательных силовых установок самолетов
Справка: Погорелов, Григорий Иванович. Автоматизированный комплекс доводки и испытаний цифровых САУ многодвигательных силовых установок самолетов : диссертация кандидата технических наук : 05.13.06 Уфа, 2002 176 c. : 61 03-5/2219-1
Объем: 176 стр.
Информация: Уфа, 2002
Содержание:
Содержание
Основные условные обозначения
Основные сокращения
Введение
Глава 1 Основные принципы структурного, функционального и инструментального построения АК доводки и испытаний ЦСАУК МСУ на основных этапах ЖЦ
11 Задачи, методы и средства доводки и испытаний ЦСАУК МСУ на этапах разработки, производства, эксплуатации
12 Определение требований к структуре АК доводки и испытаний ЦСАУК МСУ
13 Синтез структурного состава автоматизированного комплекса доводки и испытаний
14 Разработка структурных и методических решений по трансформированию структуры АК для исследований и испытаний новых разработок ЦСАУК
Выводы по первой главе
Глава 2 Разработка методов информационного моделирования для контроля, диагностики и технического обслуживания ЦСАУК МСУ
21 Разработка метода информационного моделирования составных частей МСУ и информационного обмена ЦСАУК МСУ с самолетными системами
22 Разработка информационной модели ЦСАУК МСУ и алгоритмов технического обслуживания
Выводы по второй главе
Глава 3 Разработка структуры информационно-управляющей подсистемы качества создаваемых ЦСАУК на основе компьютерного мониторинга, результатов тестирования и контроля ЦСАУК на основных этапах жизненного цикла
31 Анализ требований к информационному сопровождению и управлению качеством на протяжении жизненного цикла ЦСАУК
•32 Управление информационными потоками ЦСАУК МСУ в общей структуре информационного обмена предприятия на этапах
33 Реализация информационного сопровождения ЖЦ ЦСАУК МСУ и методов управления качеством в информационной системе предприятия
Выводы по третьей главе
4 Экспериментальное подтверждение эффективности применения АК доводки и испытаний ЦСАУК МСУ на примере создания, отработки и опытной лётной эксплуатации ЦСАУК силовой установкой транспортного самолета АН-70
41 Технические средства и методы доводки, использованные при экспериментальной отработке систем управления
42 Результаты, полученные в процессе экспериментальных работ по доводке ЦСАУМСУ
43 Результаты практических работ по управлению качеством на основе информационного сопровождения ЦСАУ МСУ в течении ЖЦ
Выводы по четвертой главе
Введение:
Актуальность темы. Современные газотурбинные многодвигательные силовые установки (МСУ) самолётов отличаются сложностью построения цифровых систем автоматического управления и контроля (ЦСАУК), представляющих собой интегрированные вычислительные комплексы для решения задач многоуровневого управления, контроля и диагностики силовой установки, а также информационного обмена данными с системами самолета по высокоскоростным мультиплексным информационным каналам [14,73]. Требования к самолетам по обеспечению уровня безопасности полетов определяют необходимые показатели качества и надёжности, предъявляемые к ЦСАУК МСУ, как составной части самолета, непосредственно влияющей на безопасность полетов. Подтверждение заданных показателей качества и эксплуатационной надежности является одной из важнейших задач разработчиков систем управления. Для решения этой задачи создаются автоматизированные средства контроля разрабатываемых систем управления, разрабатываются методы доводки и экспериментальной отработки [5,8].
Создание системы управления силовой установкой многодвигательного самолёта с привлекательными для современного авиационного рынка эксплуатационными характеристиками ставит перед разработчиками проблему повышения эффективности методов и средств испытаний, мониторинга и контроля качества ЦСАУК при разработке, производстве, монтаже и обслуживании в эксплуатации. Актуальность проблемы определяется необходимостью понижения затрат на создание и обслуживание ЦСАУК МСУ и требованиями систем управляемого качества, рекомендованных международными (и отечественными, аутентичными международным) стандартами ISO 9000 для предупреждения несоответствия продукции на всех стадиях от проектирования до обслуживания.
Актуальность проблемы обусловливают также следующие обстоятельства: при создании современных самолетов характерна тенденция проведения только зачётных лётных испытаний системы управления в составе МСУ, так как экспериментальная доводка ЦСАУК на опытном самолёте или летающей лаборатории представляет большие финансовые, организационные и технические проблемы, поэтому проводится в исключительных случаях. Для разработчика системы управления МСУ это обуславливает необходимость создания автономной системы моделирования функциональных свойств реальной МСУ и взаимодействующих с системой управления МСУ самолётных систем для проведения комплексной отработки ЦСАУК МСУ до установки на самолёт;
• сложность поискового контроля и идентификации до уровня конструктивно-сменного блока (КСБ) или конструктивного функционального модуля (КФМ) в ходе проверок функционирования систем управления, контроля, информационного обмена после монтажа и при обслуживании в эксплуатации ЦСАУК МСУ и самолётных систем. Из этого следует необходимость разработки новых и совершенствования имеющихся методов и средств информационного сопровождения натурных испытаний, монтажа на самолёте и обслуживания ЦСАУК МСУ в эксплуатации;
• необходимость организации информационной поддержки процессов контроля и управления качеством при разработке, производстве, эксплуатации с возможностью привлечения всей располагаемой информации о ЦСАУК МСУ для анализа её состояния и выработки корректирующих и управляющих воздействий на протяжении жизненного цикла, методов и средств испытаний, мониторинга и контроля качества системы управления.
Таким образом, проблема повышения эффективности методов и средств испытаний, мониторинга и контроля качества ЦСАУК при разработке, троизводстве, монтаже и обслуживании в эксплуатации является актуальной.
Её решение представляется наиболее целесообразным и согласованным с $ышеназванной моделью управляемого качества в виде построения автоматизированных комплексов автономной отработки на основе интеграции средств и систем полунатурного моделирования, тестирования, контроля и оперативной диагностики. К таким средствам относятся стенды полунатурного моделирования, контрольно-поверочная аппаратура (КПА), компьютерные контрольно-диагностические комплексы, используемые предприятиями - разработчиками систем управления с целью проверки выполнения установленных требований к ЦСАУК на этапах разработки, экспериментальной доводки, производства, обслуживания в эксплуатации.
Вопросы создания технических средств и методов полунатурного моделирования, экспериментальной отработки систем автоматического управления и контроля авиационных ГТД рассматривались в работах ученых Васильева В.И., Винокура В.М., Елтаренко А.А., Епифанова С.В., Жежелева Ю.Г., Кессельмана М.Г., Куликова Г.Г., Самусина С.И., и др.
Однако на сегодняшний день проблема создания программно-технических средств доводки и испытаний ЦСАУ МСУ самолетов в процессах экспериментальной отработки, производства и эксплуатации ЦСАУ МСУ является не решенной из-за недостаточности исследований в данной области, а именно:
• не определены принципы структурного, функционального и инструментального построения программно-технических средств, методов доводки и испытаний систем управления многодвигательных силовых установок самолётов;
• отсутствуют рекомендации по разработке структуры информационной полунатурной модели, адекватной реальной ЦСАУК МСУ, интегрированной в систему управления самолётом по параметрам обмена информационными потоками, и автоматического управления двигательными установками. «Классический» метод полунатурного моделирования ЦСАУК ГТД при использовании его для полунатурного моделирования интегрированных ЦСАУК МСУ приводит к переразмеренности аппаратных средств полунатурного стенда и удорожанию автономной отработки ЦСАУКМСУ.
Таким образом, решение проблемы создания аппаратно - программных средств доводки и испытаний систем управления МСУ для жизненного цикла является актуальной и позволит обеспечить выполнение полного комплекса доводки и испытаний с уменьшением затрат на проведение этих работ, а также и сократить стоимость всего жизненного цикла ЦСАУК МСУ.
Целью диссертационной работы является разработка автоматизированного комплекса доводки и испытаний цифровых САУ многодвигательных силовых установок самолетов на основе новых информационных технологий для повышения эффективности процессов доводки и испытаний.
Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие задачи.
1. Разработка модели автоматизированного комплекса доводки и испытаний ЦСАУК многодвигательных силовых установок самолета для ее доводки и испытаний на основных этапах жизненного цикла.
2. Разработка информационной полунатурной модели ЦСАУК многодвигательной силовой установки самолета, адекватной реальной ЦСАУК МСУ.
3. Разработка структуры системы управления качеством ЦСАУК МСУ на основе компьютерного мониторинга результатов тестирования и контроля ЦСАУК на основных этапах жизненного цикла.
4. Исследование и экспериментальное подтверждение эффективности автоматизированного комплекса доводки и испытаний на примере разработки, доводки и лётной эксплуатации ЦСАУК силовой установки транспортного самолета.
Общая методика исследования
В работе использованы положения теории систем, теории систем автоматического управления ГТД, теории обработки и передачи информации, теории организации баз данных (БД) и баз знаний (БЗ), методов планирования экспериментов. Экспериментальные исследования проводились в УНПП «Молния» (г. Уфа), ЗМКБ «Прогресс» (г. Запорожье), АНТК «Антонов» (г. Киев), ОМКБ (г. Омск), НПП «Аэросила» (г. Ступино, Моск. обл.).
На защиту выносятся:
1. Модель АК доводки и испытаний, его структура, аппаратно-программное построение.
2. Информационная полунатурная модель ЦСАУК МСУ самолета, интегрированная в систему управления самолётом по параметрам информационного обмена.
3. Структура информационной управляющей системы качества ЦСАУК на протяжении жизненного цикла на основе компьютерного мониторинга результатов тестирования и контроля ЦСАУК МСУ.
4. Результаты исследования и экспериментального подтверждения эффективности применения АК доводки и испытаний ЦСАУК МСУ на этапах разработки и опытной лётной эксплуатации ЦСАУК силовой установки транспортного самолета АН-70.
Научная новизна
1. Новизна созданного автоматизированного комплекса доводки и испытаний ЦСАУК МСУ самолетов заключается в системной интеграции средств и методов полунатурного, информационного моделирования, компьютерного мониторинга, современных информационных технологий, что позволяет удовлетворить взаимосвязанные требования по показателям полноты стендовой отработки систем автоматического управления МСУ самолетов и обеспечить повышение показателей качества и надежности систем управления.
2. Новизна предложенной информационной полунатурной модели заключается в использовании в ее структуре полунатурной модели одной двигательной установки и замене полунатурных моделей остальных однотипных двигательных установок на информационные модели, что позволяет создавать информационные модели, адекватные реальным ЦСАУК МСУ, интегрированным с системой управления самолета по параметрам информационного обмена, автоматического управления и контроля двигателя самолета.
3. Новизна предложенной структуры информационно-управляющей системы качества заключается в использовании интерактивных электронных технических руководств и электронных паспортов, обеспечивающих оперативный мониторинг и управление показателями надежности и качества в процессе испытаний на этапах ЖЦ.
Новизна решений подтверждена двумя патентами РФ [43,44] и семью свидетельствами РФ на полезную модель [И, 12,13, 25, 57, 58, 59].
Практическая ценность и реализация результатов работы
Использование разработанного автоматизированного комплекса доводки и испытаний ЦСАУК МСУ обеспечивает сокращение на 30 - 40% прогнозируемых сроков наземной отработки и на 40 - 50% планируемых финансовых затрат на доводку, отработку и испытания ЦСАУК МСУ путем сокращения объема натурных испытаний на двигателе и самолете за счет замены их на полунатурные испытания.
Разработанная на основе формализованной модели ИУС качества позволяет сократить стоимость ЖЦ за счет получения разработчиком и изготовителем ЦСАУК от эксплуатанта оперативной и объективной информации о состоянии ЦСАУК МСУ на основных этапах ЖЦ и обеспечивает условия перехода от эксплуатации по назначенному ресурсу к эксплуатации по техническому состоянию.
Основные результаты диссертационной работы внедрены на УНПП "Молния", г.Уфа, ЗМКБ«Прогресс», г.Запорожье, АНТК им.О. К. Антонова.
Апробация работы
Основные результаты работы обсуждались на 5 научно-технической конференции «Комплексная автоматизация испытаний агрегатов САР и АУ ГТД» (Омск, 1987), выставке-семинаре «Электронный учебник-94», (Уфа, 1994), международной конференции «Теоретическая информатика-2000» (Уфа, УГАТУ, 2000), 5 научно-практической конференции «Лицензирование разработки и производства авиационной техники, сертификация систем качества» (Москва, Росавиакосмос, 2001), научно-практическом семинаре «Комплексные информационные системы - основа современного эффективного управления предприятием» (Москва, Росавиакосмос, 2001).
Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 22 работах, из них 11 статей, 2 патента и 7 свидетельств на полезные модели, 2 депонированных отчета по НИР.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка литературы и приложения, содержит 176 страниц машинописного текста и включает 58 рисунков, 6 таблиц, 84 наименования использованных литературных источников. Автор выражает глубокую благодарность кафедре АСУ УГАТУ, к.т.н. Фатикову B.C., к.т.н. Распопову Е.В., к.т.н. Минаеву И.И. и Каримову И.Р. за консультации по вопросам применения методов полунатурного моделирования. Основное содержание работы представлено четырьмя главами.
