2. Літак як об’єкт контролю

Сучасний літак концентрує в собі велику кількість найскладніших систем, часто різних за своєю фізичною природою, які повинні чітко і злагоджено взаємодіяти між собою під час виконання польоту. Об’єктами контролю на літаку можуть бути планер і шасі, силова установка з паливною системою і гідросистемою, засоби управління польотом і автоматичної посадки, засоби життєзабезпечення, засоби радіозв’язку і радіолокації, система протипожежного захисту та інші системи спеціального призначення 7.

Контролю підлягають геометричні розміри і механічні переміщення, кутові і лінійні прискорення, частота обертання, тиск рідин і газів, температура, витрачання і рівень рідин, хімічний склад рідин і газів, електричні сигнали, радіосигнали тощо.

Число точок контролю на сучасному літаку досягає кількох сотень. Усі сигнали, що підлягають контролю, як правило, перетворюють на електричні.

Засоби контролю літака повинні контролювати напругу сигналів постійного і змінного струму від кількох мілівольт до кількох сотень вольт, величини опору від кількох ом до кількох сотень кілоом, частоту змінного струму і частоту послідовності імпульсів різної форми від кількох герц до надвисоких частот, інтервали часу в широкому діапазоні, різноманітні події і процеси (поява і зникнення напруг, замикання і розмикання “сухих” контактів), контролювати величини кутів, на які повернуті ротори сельсинів, синусно-косинусних трансформаторів у системах стеження та ін. Отже, перша особливість літака як об’єкта контролю є надзвичайна складність бортового обладнання з доволі складними алгоритмами його функціонування.

Другою особливістю літака як об’єкта контролю є вимога мінімальної маси бортового обладнання, а також його габаритів, що суттєво обмежує можливість розміщення засобів контролю на борту літака. Тому частина операцій контролю на борту здійснюється наземними засобами контролю. У цьому корінна відмінність контролю авіаційних систем від систем, скажімо, морських суден. Ця особливість ускладнює комутацію сигналів на борту та доступ для підключення наземних засобів контролю.

Третя особливість літака як об’єкта контролю – це особливість його застосування. Після кількох годин польоту літак повертається на базовий аеродром, де проходить основне технічне обслуговування. На відміну від ракетної техніки, з’являється можливість використання інформації про попередній політ для більш повного контролю – кожен попередній політ є контрольним щодо наступного. Накопичуючи цю надзвичайно цінну інформацію, можна отримувати загальну картину зміни технічного стану однотипних виробів залежно від часу їх роботи.

Четверту особливість зумовлюють складні умови експлуатації як бортової, так і наземної апаратури, які не дозволяють або ж суттєво ускладнюють застосування в АСК універсальної апаратури з інших галузей техніки. Тому доводиться створювати спеціальну апаратуру, яка змогла б витримати ці складні умови.

Особливістю літака є також надзвичайно складний комплекс чинників, які діють на нього під час польоту [11] і які практично неможливо відтворити в наземних умовах за допомогою АСК з метою імітації умов польоту. Ця особливість дуже звужує можливості застосування наземних АСК.

Висока інтенсивність експлуатації сучасних літаків зумовлює іще одну їх особливість – вони потребують високої пропускної здатності наземних засобів контролю.

І нарешті, остання, дуже суттєва особливість – це згадувана висока надлишковість систем літака, яка забезпечує йому високий рівень безпеки польотів. На цій особливості базуються сучасні тенденції організації технічного обслуговування літаків, а отже, й тенденції використання засобів контролю.

Загальна модель виникнення відмови уявляється такою: середовище впливає на літак як дія випадкового процесу. Одна з реалізацій цього процесу x(t) зображена на рис. 2.1. Опір до цієї дії R(t) з часом зменшується. Величина опору R(t) теж є випадковою величиною. Лінія R(t) (рис. 2.1) – одна з її реалізацій. З часом різниця між цими випадковими величими зменшується, а отже, імовірність поломки збільшується, і в момент t₁ вона настає.

Рис. 2.1. Модель виникнення відмови

Знання моделі відмови та її кількісних характеристик дозволяє об’єктивно підійти до вибору програми обслуговування і в тому числі – до контролю виробу. Велика надлишковість літака дає можливість дуже широко застосовувати на борту прості вмонтовані засоби контролю – “сигналізатори руйнування” і “автомати захисту”, які повідомлятимуть обслуговуючому персоналу про втрату необхідного рівня надлишковості, а також встановлювати на борту літака спеціальну апаратуру для потреб зовнішнього контролю, який проводиться під час оперативного обслуговування.

Потрібно зауважити, що оптимальне вирішення завдань щодо оцінювання технічного стану бортових систем літака вимагає ретельного аналізу його обладнання уже в період проектування. Недооцінка такого підходу може обернутися тим, що обладнання виявиться неконтролепридатним, тобто таким, що не піддається ефективному контролю, а це різко знизить техніко-економічну ефективність експлуатації авіаційної техніки і може бути причиною зниження безпеки польотів. Щоб цього не сталося, на кожну бортову систему літака, починаючи з етапу її ескізного проектування, розробляють спеціальний конструкторський документ, який називається характеристикою контролепридатності. Документ удосконалюють і коригують упродовж усього життєвого циклу об’єкта – від його створення до списання. З метою уніфікації цього документа, однаковості його виконання для різних об’єктів авіаційної техніки, прийнятий державний стандарт ГОСТ 19838-74 „Контроль автоматизированный технического состояния изделий авиационной техники. Характеристики контролепригодности. Состав. Правила изложения и оформления”, який потребує розробляти характеристику контролепридатності у вигляді трьох таблиць різних форм для кожного об’єкта контролю (виробу, системи, приладу тощо).

Табл. 2.1 (форма 1) повинна містити детальні характеристики контрольованих сигналів об’єкта, які надходять від об’єкта до засобу контролю. За стандартом вони позначаються літерою К і тризначним порядковим номером: К001, К002, К003 і т.д.

Характеристики стимулюючих і керуючих сигналів, які потрібно подавати на об’єкт контролю під час його перевірки, відображають у табл. 2.2 (форма 2). Ці сигнали позначаються літерою С і тризначним номером: С001, С002, С003 і т.д.

І, нарешті, у табл. 2.3 (форма 3) відображається процес взаємодії стимулюючих і контрольованих сигналів по кожному з контрольованих параметрів, які позначаються літерою П: П001, П002, П003 і т.д.

ФОРМА 1. Характеристики контрольованих сигналів (фрагмент)	Таблиця 2.1	Фор-мула обчис-лення пара-метра		I=U1/Kш		Rд=U1/I1
		Опір електри-чного наванта-ження		≥ 100 кОм		≥ 100 кОм			≥ 100 кОм
		Точка виве-дення (зні-ман-ня)		1		4			10
		Діапазон можливих значень вимірю-ваного параметра сигналу		(0...10) В		(0...10) В			(-10...+10) В
		Номіна-льне значення і допусти- ме відхи-лення параметра
		Характе-ристика контро-льованого сигналу або вигляд функції сигналу		Напруга постійного струму		Напруга постійного струму			Напруга постійного струму
		Найменування параметрів контрольова-ного сигналу, одиниця виміру або розмірність		Падіння напруги на шунті джерела живлення ± 15 В, [В]		Падіння напруги на внутрішньому опорі датчика кутової швидкості, [В]			Вихід датчика кута елерона, [В]
		Умовне позна-чення сигналу		К001		К002			К003
ФОРМА 2. Характеристики стимулюючих і керуючих сигналів (фрагмент)	Таблиця 2.2	Точка уведення	11		4		6	3
		Діапазон можливих значень змінюваного відхилення сигналу	(24.3...29.7) В		(0…20) mA		(0±0.0005) В	(-2.8...+2.8) В
		Номінальне значення і граничне відхилення сигналу	(27±2,7) В
		Коротка характеристика контрольованого сигналу або вигляд функції сигналу	Напруга постійного струму		Постійний струм		Напруга постійного струму	Напруга постійного струму
		Найменування сигналу, параметра сигналу, одиниця виміру або розмірність	Напруга силового живлення, [В]		Сигнал керованого постійного струму, [mA]		Нульовий сигнал на вході передпідси-лювача, [В]	Сигнал на вході перетворювача Кγ, [В]
		Умовне позна-чення сигналу	С001		С002		С003	С004

ФОРМА 3. Опис процесу контролю параметрів (фрагмент)

Таблиця 2.3

Блок-схема алгоритму контролю параметра

Примітка: МС – математичне сподівання; КШ – коефіцієнт передачі шунта.

Подати С001

Виміряти К001= U1 (МС=0,75 В)

Обчислити U1/Кш

Порівняти результат

Реєструвати П001

Фор- мула обчис-лення пара-метра

I=U1/Kш

Форма і часові співвідно-шення стимулюючих і контрольо-ваних сигналів

Індекс стимулю-ючого (контро-льованого) сигналу

К001

Номінальне значення і граничне відхилення параметра

(1,5±0,15) А

Найменування параметра, одиниця виміру (розмірність)

Струм споживання від джерела напруги ±15 В, [A]

Індекс пара-метра

П001

Отже, державний стандарт ГОСТ 19838-74 запровадив своєрідну модель об’єкта контролю, просту й зручну в роботі і в той же час зрозумілу найширшому колу інженерів різних спеціальностей. Нею користуються і фахівці з електроніки, які розробляють схеми засобів контролю, і програмісти, що створюють програмні продукти для цих засобів, і конструктори, які втілюють розроблене у конкретні зразки автоматизованих систем контролю.