Результат интеллектуальной деятельности: Способ инструментального контроля за качеством посадки летательных аппаратов

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к средствам контроля качества посадки летательных аппаратов.

Преимущественной областью применения предложенного изобретения являются летные учебные центры, где оперативный контроль качества посадки летательных аппаратов и правильности действия экипажем затруднен из-за большой интенсивности полётов и сложности обработки информации о посадочных характеристиках самолетов, пилотируемых летчиками и курсантами разной степени подготовки, фиксируемых средствами объективного контроля и группой руководства полетами.

Известно, что средства объективного контроля (далее - СОК) занимают особое место среди специальных технических средств обеспечения безопасности полетов и осуществления контроля качества взлета и посадки летательных аппаратов. (Данилов, Б.Д. Безопасность полетов [Электронный ресурс]: электрон. учеб. пособие / Б.Д. Данилов; Минобрнауки России, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева (нац. исслед. ун-т). - Электрон. текстовые и граф. дан. (2,75 Мбайт). - Самара, 2012. - http://www.ssau.ru/files/education/uch_posob).

Их использование позволяет решать следующие задачи:

- контролировать качество выполнения полетов и предупреждать нарушения правил летно-технической эксплуатации;

- повышать уровень профессиональной подготовки летного состава (разборы, самоконтроль по СОК);

- выявлять отказы и неисправности авиационной техники (по регистрируемым параметрам);

- обеспечивать при авиационном происшествии наличие необходимой информации о полете;

- повышать эффективность использования авиационной техники.

К СОК относится бортовое и наземное оборудование для сбора и обработки информации о полете. Существуют следующие группы СОК:

1) Бортовые средства сбора параметрической информации (БСССПИ).

2) Бортовые средства сбора звуковой информации (БССЗИ).

3) Бортовые средства автоматизированной обработки и анализа параметрической информации (БСАОАПИ).

4) Наземные средства сбора параметрической информации (НССПИ).

5) Наземные средства обработки полетной информации (НСОПИ).

В настоящее время совершенствование СОК идет по пути увеличения объема записываемой информации и точности ее регистрации, включения ЭВМ в бортовые СОК для анализа и выдачи сообщений экипажу. Однако повышение быстродействия и качества средств обработки пока остаются на недостаточном уровне.

Известен способ и система контроля за качеством посадки летательных аппаратов, основанная на контроле состояния тормозных устройств при помощи сигнализаторов превышения предельных температур – термосвидетелей, выплавляющихся при температуре 120–130^оС. (Корнеев В.М. Конструкция и основы эксплуатации летательных аппаратов: конспект лекций / В.М. Корнеев. – Ульяновск: УВАУ ГА(и), 2009. – 130 с.).

При посадке, при выплавлении одного или двух термосвидетелей, визуально осматривают борта колеса и шины, а также тормозные устройства по доступным местам. При отсутствии повреждений колесо допускается к дальнейшей эксплуатации. При выплавлении трех термосвидетелей на одном колесе одновременно шина бракуется.

Основными недостатками указанных способов являются значительная трудоемкость процесса контроля, невозможность определения первопричины дефектов - является ли повышенный износ, разогрев или поломка элементов шасси следствием одной неправильной посадки или они накопились в результате нескольких правильных посадок.

Задачей изобретения является создание способа обеспечения возможности контроля над качеством посадки летательного аппарата, когда оценка действия экипажа затруднена из-за сложности обработки информации о посадочных характеристиках различных самолетов, пилотируемых летчиками и курсантами разной степени подготовки, фиксируемых средствами объективного контроля и группой руководства полетами, и повышение надежности указанного контроля.

Решение указанной задачи достигается тем, что, в предложенном способе инструментального контроля за качеством посадки летательных аппаратов, согласно изобретению, во время отработки взлета-посадки летательного аппарата, после его посадки дистанционно проводят тепловизионные измерения узлов и конструктивных элементов шасси и тормозных устройств при помощи устройства, содержащего тепловизионный прибор, соединенный с устройством обработки информации, после чего полученные термограммы и исходные посадочные характеристики заносят в базу данных посадок для конкретного летательного аппарата, после чего при помощи системы программирования обрабатывают данные термограмм и решением обратной задачи теплопроводности получают значение интенсивности трибологического тепловыделения Q'(t), приходящейся на единицу поверхности фрикционного контакта тормозного устройства, при этом интенсивность трибологического тепловыделения рассчитывают по формуле

где m – масса воздушного судна; v – скорость движения летательного аппарата при приземлении; S_т – путь торможения; n_ст – количество стоек шасси;n_фп – количество фрикционных пар; F_k – площадь касания тормозных дисков, после чего определяют интенсивность трибологического тепловыделения с учетом теплового состояния шасси летательного аппарата перед посадкой по формуле

Q''(t)=k·Q(t)

где k – коэффициент пропорциональности, учитывающий время между предыдущими взлетно-посадочными мероприятиями, k=1…2, при этом значение указанного коэффициента уточняют по результатам полетов, затем, после снятия термограмм, как минимум, трех посадок пилота, производят программный расчет интенсивности тепловыделения для этих измерений и рассчитывают среднеквадратичное отклонение по формуле

,

после чего определяют значение коэффициента вариации по формуле

,

при этом, при коэффициенте вариации V=0,1...0,3, посадку признают удовлетворительной.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

Во время посадочных мероприятий и отработке процессов взлета-посадки, после посадки летательного аппарата проводятся тепловизионные измерения узлов и конструктивных элементов шасси и тормозных устройств при помощи специальной системы, после чего полученные термограммы и исходные посадочные характеристики заносят в базу данных посадок.

Специальная система содержит тепловизионный прибор, электронно-вычислительную машину и специализированную программное обеспечение. Тепловизионный прибор служит для инфракрасной термографии после посадки узлов и конструктивных элементов шасси и тормозных устройств летательного аппарата и передачи изображения поверхности этих устройств в устройство обработки информации. Устройство обработки информации имеет экран для отображения визуальной информации термограммы поверхности узлов и конструктивных элементов шасси и тормозных устройств воздушного судна. Система программирования обрабатывает данные термограмм и выдает результат оценки качества посадки.

Процедуру осуществляют дистанционно, без вмешательства в конструкцию и регламентные работы по обслуживанию летательного аппарата.

Система программирования обрабатывает данные термограмм и решением обратной задачи теплопроводности выдает значение интенсивности трибологического тепловыделения Q'(t), приходящейся на единицу поверхности фрикционного контакта тормозного устройства.

Так как при торможении кинетическая энергия движения летательного аппарата преобразуется в тепловую энергию, интенсивность трибологического тепловыделения можно рассчитать по формуле

(1)

где m – масса летательного аппарата;

v – скорость движения летательного апарата при приземлении;

S_т – путь торможения;

n_ст – количество стоек шасси;

n_фп – количество фрикционных пар;

F_k – площадь касания тормозных дисков.

Интенсивность трибологического тепловыделения с учетом теплового состояния шасси перед посадкой рассчитывается по формуле

Q''(t)=k·Q(t) (2)

где k – коэффициент пропорциональности, учитывающий время между предыдущими взлетно-посадочными мероприятиями, k=1…2 (значение уточняется по результатам полетов)

После снятия термограмм трех посадок пилота производят программный расчет интенсивности тепловыделения для этих измерений и рассчитывают среднеквадратичное отклонение по формуле

(3)

Затем рассчитывают коэффициент вариации

. (4)

Коэффициент вариации V=0,1...0,3 признается удовлетворительным.

При этом нижний предел 0,1 относится к благоприятным погодным условиям и высоким значением коэффициента сцепления пневматика колеса с поверхностью взлетно-посадочной полосы (ВПП), а, соответственно верхний предел -0,3 применяется для сложных условий посадки (мокрая ВПП, гололед, сильный боковой ветер)

Если при всех посадках Q'_1,2,3(t)≤Q''(t), посадочные мероприятия признаются отличными.

Значение коэффициента вариации V>0,3 говорит о выделении существенно большего количества тепловой энергии, что в свою очередь означает ошибки в процессе управления приземлением воздушного судна. На основании этого выставляется неудовлетворительная оценка, а в дальнейшем разбираются причины, приведшие к отрицательному результату. Результаты также заносятся в базу данных.

Использование предложенного технического решения позволит значительно повысить надежность и безопасность контроля за качеством посадки летательного аппарата.