МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний авіаційний університет

Г.П.Чорний

АВТОМАТИЗОВАНІ СИСТЕМИ КОНТРОЛЮ

літальних апаратів

Навчальний посібник

КИЇВ 2008

УДК 629.735.083.02/.03.004.58(0758)

ББК О561.5я7

ч 496

Чорний Г.П.

Автоматизовані системи контролю літальних апаратів:

Навчальний посібник.  К.: НАУ, 2008.  168 с.

Розглянуто питання, пов'язані з розробленням, експлуатацією та оцінюванням якості автоматизованих систем контролю (АСК) бортової апаратури літальних апаратів: точність і надійність АСК, достовірність і ефективність контролю, самоконтроль і прогнозуючий контроль, апаратне, програмне та метрологічне забезпечення АСК, контролепридатність об'єктів контролю та ін. Теоретичний матеріал ілюстрований прикладами, взятими з практики розроблення та експлуатації конкретних систем контролю.

Для студентів, які навчаються за напрямом 0925 "Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології", та інженерів, що працюють у галузі контролю та діагностування авіаційної техніки.

Відомості про автора:

Чорний Георгій Петрович,

кандидат технічних наук, заслужений діяч науки і техніки України,

заступник начальника відділу ДП "Державне Київське конструкторське бюро "ЛУЧ",

доцент кафедри комп'ютерно-інтегрованих комплексів Національного авіаційного університету.

Тел. 4867237сл. на ДП, 4088555сл. на кафедрі, 4406908 дом, 8(050)6200265моб.

ВСТУП

Автоматизовані системи контролю (АСК) з'явилися в п'ятдесятих роках минулого століття як противага суттєвому зниженню надійності літальних апаратів нового покоління, що сталося внаслідок масового насичення їх складним електронним обладнанням. Існуюча на той час контрольно-перевіряльна апаратура, що працювала в ручному режимі, не могла вже задовольняти обслуговуючий персонал літальних апаратів, якому потрібно було за дуже обмежений час перед застосуванням техніки отримати достовірну інформацію про наявність у ній відмов і вжити заходів щодо їх усунення. Таку можливість могли забезпечити лише АСК, що працювали набагато швидше за людину-оператора, з мінімальною її участю, за програмами, заздалегідь відпрацьованими і записаними на тодішніх носіях інформації (релейних регістрах, перфострічках, магнітних барабанах, магнітних стрічках та ін.). З тих пір АСК пройшли піввіковий шлях свого стрімкого розвитку від релейно-лампової апаратури, що містилася в масивних, людського зросту апаратурних стояках, до сучасних мультипроцесорних систем, змонтованих у легких переносних блоках [21].

Паралельно розвивалися й теоретичні основи автоматизованого контролю, які забезпечували формування нових напрямів і методологій розроблення, виготовлення та експлуатації АСК. Теорія автоматизованого контролю бере свій початок від наукової дисципліни, що має назву теорії точності вимірювань під час контролю якості. Узявши від неї основні підходи, які стосувалися однієї з головних операцій контролю – вимірювання, нове наукове відгалуження з кожним роком ширило свої володіння завдяки вирішенню все нових і нових завдань, що їх постійно ставила практика розроблення та експлуатації АСК. Це завдання з надійності й точності АСК, достовірності й ефективності контролю, прогнозуючого контролю, самоконтролю та ін. Поступово нове відгалуження сформувалося в самостійну наукову дисципліну.

Помітний внесок у розвиток теорії і практики автоматизованого контролю зробили вчені Київського дослідно-конструкторського бюро "ЛУЧ", заснованого в 1965р. з метою розроблення автоматизованих засобів контролю літальних апаратів. У працях Б.А.Вігмана, Б.Б.Дунаєва, Р.Н.Білоконя, Б.І.Доценка, А.О.Горового, В.Ф.Ващевського, В.Г.Кенделя, Я.О.Крохіна, О.М.Кузнєцова, В.К.Мамонтова та інших науковців розв’язано десятки проблемних питань, що виникали під час створення кількох поколінь автоматизованих засобів контролю впродовж чотирьох десятиліть. Не применшуючи ролі багатьох інших учених, які мають незаперечні заслуги в розвитку теорії автоматизованого контролю, потрібно все ж відзначити, що саме ця група науковців працювала на межі прикладних і фундаментальних наук, що їхні теоретичні здобутки завжди спиралися на міцну основу практичного втілення в конкретні АСК. Особливо глибоко й детально досліджені ними питання, що стосуються достовірності контролю. Ними ж розроблений і внесений державний стандарт України, який визначив термінологію з технічного діагностування та контролю технічного стану об'єктів [9]. Отже, в КБ "ЛУЧ" за чотири десятиліття сформувалася, можна сказати, школа автоматизованого контролю, концепції якої і лягли в основу цієї праці.

До посібника ввійшли в основному ті питання з теорії і практики автоматизованих систем контролю, які окреслені програмою навчальної дисципліни під однойменною назвою, що викладається в Національному авіаційному університеті для студентів денної і заочно-дистанційної форм навчання за напрямом 0925 „Автоматизація та ком’пютерно-інтегровані технології”. Структура і послідовність викладення матеріалів посібника зумовлені названою програмою, зорієнтованою на навчальний процес за кредитно-модульною системою. Водночас деякі розділи, зокрема ті, що стосуються питань самоконтролю, прогнозуючого контролю та інших питань, недостатньо висвітлених у науково-технічній літературі, подані ширше і розраховані на тих, хто виявить бажання поглибити свої знання з цих питань.

Ч а с т и н а 1

Структура і характеристики автоматизованих систем контролю

1. Автоматизовані системи контролю і безпека польотів

1.1. Основні поняття з контролю та діагностування

Навчальна дисципліна, основи якої викладаються в цьому посібнику, має назву “Автоматизовані системи контролю”. У чому її суть? Нормативно-технічна документація визначає: автоматизована система контролю – це сукупність об’єкта контролю (діагностування), засобу для визначення його технічного стану і оператора, яка функціонує з частковою участю оператора, на відміну від автоматичної системи, що виконує ті ж функції без участі оператора. Вважається, що поняття “автоматизована” ширше, тобто автоматична система є окремим випадком автоматизованої, коли дії людини набувають нульових значень.

Далі – про поняття “контроль” та “діагностування”. Згідно з державним стандартом України [9], контроль – це перевірення відповідності значень параметрів об'єкта вимогам технічної документації та визначення на цій основі одного із заданих видів технічного стану в даний момент часу. Такими видами можуть бути: стан справності і стан несправності, стан правильного функціонування і стан неправильного функціонування, працездатний стан і непрацездатний (або відмовний) стан тощо. Згідно з тим же стандартом, технічне діагностування – це визначення технічного стану об’єкта з заданою точністю. Далі в стандарті подано роз’яснення цього визначення – “завданнями технічного діагностування є:

– контроль технічного стану;

– пошук місця та визначення причин відмови (несправності);

– прогнозування технічного стану”.

З цього випливає, що контроль технічного стану є неодмінною процедурою технічного діагностування. Саме на результатах контролю базуються два останні завдання технічного діагностування  пошук місця відмов і прогнозування технічного стану. Отже, будь-яка система діагностування повинна містити систему контролю, як основну свою складову, як інформаційну основу для виконання двох вказаних завдань. З іншого боку, засобам контролю нерідко надають функції пошуку місця відмов, а іноді й функції прогнозування технічного стану [2]. У такому випадку відмінності між засобами контролю і засобами діагностування зникають, чим і пояснюється той факт, що в науково-технічній літературі ці поняття нерідко вживають як синоніми. Частина авторів наукових праць оперують поняттями “системи контролю”, інша частина - “системи діагностування”, хоча і ті, й ті системи часто не відрізняються одна від одної своїми функціональними можливостями. Тому в подальшому будемо оперувати одним поняттям “контроль”, пам'ятаючи, що більшість із того, що буде розглянуто, має таке ж саме відношення і до поняття “технічне діагностування”.

І ще про одну термінологічну особливість потрібно сказати. Часто автоматизованою системою контролю називають не тільки триєдину сукупність (об’єкт контролю, засіб контролю та оператор), що взаємодіє між собою в процесі контролю, а й окремо сам засіб, котрий своєю складністю і багатофункціональністю цілком відповідає поняттю “система”. Саме в такому значенні і буде розглядатися тут широко розповсюджена, багатолика, різнотипна множина АСК, призначених для технічного обслуговування авіаційної техніки.

Чим зумовлене широке розповсюдження АСК у практиці експлуатації авіаційної техніки? Найважливішою причиною є складність і велика кількість різноманітних автоматизованих систем на борту літального апарата, які нерідко беруть на себе виконання функцій управління польотом замість екіпажу. Надзвичайна важливість цих функцій і вимоги безвідмовності, які висуваються до технічних систем літального апарата, зумовлюють необхідність точної і оперативної оцінки їх дійсного технічного стану. Саме для цього і створюються наземні, бортові та наземно-бортові системи автоматизованого контролю.

Вимога підвищення техніко-економічної ефективності експлуатації літального апарата диктує необхідність створення єдиної системи управління якістю його обладнання. Неодмінною ланкою цієї системи є низка АСК, що застосовуються під час виготовлення, випробувань та експлуатації авіаційної техніки.