Способ инструментального контроля за качеством посадки летательных аппаратов Российский патент 2018 года по МПК B64F1/00 G01N25/00 

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.

Изобретение относится к способу инструментального контроля за качеством посадки летательных аппаратов. Для контроля за качеством посадки дистанционно проводят тепловизионные измерения узлов и конструктивных элементов шасси и тормозных устройств с помощью тепловизионного прибора и устройства обработки информации, заносят полученные данные в базу данных, определяют интенсивность трибологического тепловыделения фрикционных контактов, производят программный расчет после трех посадок летательного аппарата интенсивности тепловыделения и рассчитывают среднеквадратичное отклонение определенным образом, определяют значение коэффициента вариации определенным образом, по значению которого признают или нет посадку удовлетворительной. Обеспечивается контроль за состоянием шасси тормозных устройств самолетов.

Способ инструментального контроля за качеством посадки летательных аппаратов, характеризующийся тем, что 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 летательного аппарата, 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 летательного аппарата 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.