Введение к работе
Актуальность работы
В течение последнего десятилетия авиакомпании стран СНГ эксплуатируют воздушные суда (ВС), имеющие значительную величину наработки как планера, так и силовой установки. Общеизвестно, что износ и старение ухудшают физические характеристики ВС, обеспечивающие его способность совершать безопасный полет в диапазоне расчетных условий эксплуатации. Изменение характеристик ВС зависит также от особенностей проектирования, технологии производства, физико-химических свойств используемых материалов, условий эксплуатации и ремонта. Вследствие этого, а также в результате естественного разброса свойств, размеров и взаимного расположения элементов планера и двигателей, обусловленных как наличием технологических допусков, так и накоплением остаточных деформаций, ВС приобретают индивидуальные отклонения аэродинамических и летно-технических характеристик (индивидуальные особенности). Оценка причин появления индивидуальных особенностей у ВС, учет последствий их проявления и влияния на безопасность и экономичность полетов является важнейшей практической задачей, связанной с проблемой сохранения летной годности ВС в процессе ихоксшгуатации. Это порождает необходимость разработки методов и средств, позволяющих выявлять в процессе эксплуатации индивидуальные особенности конкретного ВС, устанавливать степень их влияния на безопасность полетов и, в случае допустимости этих особенностей, производить эксплуатацию ВС с их учетом.
Тематика диссертационных исследований соответствует направлению деятельности ИКАО по сохранению летной годности ВС в процессе эксплуатации. В руководстве по сохранению летной годности (ИКАО, Док. 9642-AN/941) одним из пунктов концепции сохранения летной годности является разработка и внедрение программ, обеспечивающих поддержание летно-технических характеристик и надежности самолетных и двигательных систем стареющих ВС на заданном уровне.
В ряде указов Президента Украины, касающихся деятельности гражданской авиации, имеются разделы, связанные с поддержанием летной годности воздушных судов:
"Про невідкладні заходи щодо впорядкування державного регулювання діяльності авіації в Україні" от 21 ноября 1996г.
"Про невідкладні заходи щодо забезпечення безпеки авіації України" от 15 января 1998г.
В этих указах подчеркивается важность и насущная необходимость:
разработки мероприятий по обеспечению безопасности полетов;
внедрения в авиационную деятельность передовых технологий, повышения эффективности использования научно-технического потенциала Украины для развития авиации;
?
обеспечения научного сопровождения развития гражданской авиации, задачами которого является разработка и внедрение прогрессивных технологий технического обслуживания и летной эксплуатации авиатехники;
проведения проверки состояния летной годности государственных воздушных судов.
Цель диссертационной работы
Цель диссертационной работы состоит в повышении экономической эффективности и уровня безопасности полетов воздушных судов путем установления и анализа причин, приводящих к появлению индивидуальных особенностей у ВС, оценке степени их влияния на изменение летно-технических характеристик конкретного ВС, разработке методик учета и частичной компенсации влияния индивидуальных особенностей на характеристики ВС.
Основные задачи исследований
. Для достижения указанной цели в работе решены следующие основные задачи:
произведен анализ метрологических характеристик бортовых систем регистрации полетной информации;
произведен анализ и разработаны методы повышения достоверности зарегистрированной полетной информации;
обоснован необходимый перечень контролируемых в процессе эксплуатации летно-технических характеристик, обеспечивающий адекватное определение индивидуальных особенностей конкретного ВС;
разработана и эксплуатируется автоматизированная система контроля и диагностики аэродинамического состояния ВС в процессе эксплуатации;
разработана и оттестирована математическая модель полета самолета Ил-86 как материального тела конечных размеров с возможностью ввода факторов, приводящих к индивидуальным особенностям;
проведен анализ вероятных факторов, приводящих к появлению индивидуальных особенностей ВС и выполнено математическое моделирование с целью исследования их влияния на летно-технические характеристики ВС;
разработан метод оценки значений конкретных факторов, приводящих к появлению индивидуальных особенностей ВС, по данным эксплуатационных полетов самолетов;
разработаны методики частичной компенсации влияния индивидуальных особенностей на летно-технические характеристики ВС;
разработаны требования, перечень задач, алгоритмы, программная и аппаратная реализация персонального компьютера летчика, позволяющего производить расчет летно-технических характеристик конкретного экземпляра ВС с учетом его индивидуальных особенностей.
Научная новизна работы
Разработан комплекс методов и методик, способствующих повышению эффективности использования и уровня безопасности полетов стареющего парка воздушных судов путем выявления, учета и частичной компенсации их индивидуальных особенностей.
-
Разработана методика повышения достоверности данных, зарегистрированных штатными системами сбора полетной информации.
-
Разработана методика исследований влияния индивидуальных особенностей на изменение летно-технических характеристик ВС.
-
Разработана методика оценки индивидуальных особенностей конкретного ВС в процессе эксплуатации.
-
Разработана методика расчета реальных летных характеристик конкретного ВС, учитывающая его индивидуальные особенности.
-
Разработана методика частичной компенсации влияния индивидуальных особенностей на расходные характеристики конкретного ВС.
-
Разработан метод разделения влияния индивидуальных особенностей двигателя и планера на расходные характеристики ВС.
Практическая ценность работы состоит в решении задач эксплуатации ВС с учетом присущих им индивидуальных особенностей, что имеет важное значение для повышения экономической эффективности и обеспечения заданного уровня безопасности полетов. Для этого:
-
Определены метрологические характеристики параметров, регистрируемых магнитными самописцами режимов полета МСРП-256 (МСРП-64), по результатам исследования их измерительного тракта.
-
Разработаны основные виды обеспечения автоматизированной системы контроля аэродинамического состояния ВС в процессе эксплуатации. Создана и внедрена в эксплуатацию автоматизирована система контроля летных характеристик самолетов Ил-86 и Ту-154.
-
Определен перечень основных факторов, приводящих к появлению индивидуальных особенностей у ВС. Показаны последствия влияния индивидуальных особенностей конкретного ВС на его летные характеристики.
-
Разработан комплекс программ формирования математических моделей номограмм летно-технических характеристик из руководства по летной эксплуатации, необходимых для создания математического обеспечения персонального компьютера летчика.
-
Рассчитаны функции коррекции летных характеристик для самолетов Ил-86, Ил-62М, Ту-154 авиакомпаний "Украина", "Авиалинии Украины", "Узбекистан Хаво Йуллари", позволяющие повысить экономическую эффективность и уровень безопасности полетов стареющего парка воздушных судов.
-
Разработаны и внедрены в эксплуатацию персональные компьютеры летчика (ПКЛ) для самолетов Ил-86, Ил-62М, Ан-124-100. По типам ВС внедрение ПКЛ производилась на базе следующих предприятий:
ПКЛ Ан-124-100 - в авиакомпании "Волга-Днепр", г. Ульяновск;
ПКЛ Ил-86 - в авиакомпании "Узбекистан Хаво Йуллари", г. Ташкент;
- ПКЛ Ил-62М - в авиакомпаниях "Авиалинии Украины" и "Украина", г.
Киев.
На ПКЛ для самолета Ил-86 получено положительное заключение отдела аэродинамики АК им. СВ. Ильюшина и акт внедрения в авиакомпании "Узбекистан Хаво Йуллари". На ПКЛ для самолета Ил-62М получен акт по результатам подконтрольной эксплуатации в авиакомпании "Авиалинии Украины", акты внедрения в авиакомпаниях "Авиалинии Украины" и "Украина" и Сертификат на изделие, выданный Укравиатрансом. На ПКЛ для самолета Ан-124-100 получен акт по результатам подконтрольной эксплуатации в авиакомпании "Волга-Днепр" и акт внедрения в авиакомпании "Волга-Днепр".
Апробация результатов диссертации
Основные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на следующих конференциях и научно-технических семинарах:
V Всесоюзная научно-практическая конференция "Безопасность полетов и профилактика авиационных происшествий", ноябрь, 1988 г. - Ленинград, ОЛАГА;
Научно-техническая конференция "Внедрение методов контроля и диагностики, аэродинамического состояния судов ГА", сентябрь, 1990 г. - Киев, РДЭНТП;
Научно-координационный экспертный совет по науке, технике и кадрам Ассоциации эксплуатантов воздушного транспорта "Аэрофлот", апрель, 1993 г. -Москва;
II Международная научно-техническая конференция "Методы управления системной эффективностью функционирования электрифицированных и пилотажно-навигационных комплексов", май, 1993 г. - Киев. КНИГА;
Международная научно-техническая конференция "Современные научно-технические проблемы гражданской авиации", май, 1996 г. -Москва. МГТУГА;
Международная научно-техническая конференция "Обеспечение безопасности полетов в новых экономических условиях" - май, 1997 г. -Киев. КМУГА.
Результаты исследований нашли практическое применение в научно-исследовательских работах по выполнению хозяйственных договоров в КМУГА и применены на практике как в Государственных органах регулирования деятельности гражданской авиации Украины, России и Узбекистана, так и в отдельных авиакомпаниях.
-Публикации
Основные результаты исследований опубликованы в 15 статьях в сборниках научных трудов (6 из которых написаны индивидуально), в 12 материалах и тезисах четырех Международных научно-технических конференций, одном авторском свидетельстве.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, выводов, списка литературы из 183 наименований и двух приложений. Обший объем работы -367 страница, в том числе 100 рисунков и 26 таблиц па 30 стр., а также приложения на 16 стр.
