Главная Интернет Метод поиска неисправностей и его использование в обеспечении надежности летательных аппаратов лукасов виктор васильевич. Техническая диагностика газотурбинных двигателей Диагностика летательных аппаратов и двигателей

Метод поиска неисправностей и его использование в обеспечении надежности летательных аппаратов лукасов виктор васильевич. Техническая диагностика газотурбинных двигателей Диагностика летательных аппаратов и двигателей

ВВЕДЕНИЕ.

L ВИБРАЦИОННАЯ ДИАГНОСТИКА ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ.

1.1. Условия, определяющие архитектуру систем вибрационной диагностики.

Е2. Основные направления в разработке диагностических систем.

1.3. Базовые определения систем вибрационной диагностики.

1.3.1. Аналого - цифровое преобразование вибрационных сигналов.

1.3.2. Алгоритмы предварительной цифровой обработки данных.

1.3.3. Способы математического описания вибрационных сигналов.

1.4. Развитие специальных комплексов вибрационной диагностики.

1.5. Стратегия вибрационной диагностики авиационных ГТД в условиях ограниченной информации.

1.6. Выводы.

1 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ГТД В ВИБРАЦИОННОЙ ДИАГНОСТИКЕ.

2.1. Частотная модель газотурбинного двигателя.

2.1.1. Общие положения.

2.1.2. Роторные частоты.

2.1.3. Лопаточные частоты.

2.1.4. Подшипниковые частоты.

2.1.5. Частоты, генерируемые коробкой приводов агрегатов.

2.1.6. Комбинационные частоты.

2.1.7. Частотная модель.

2.1.8. Вибрационный паспорт двигателя.

2.2. Статистическая модель.

2.3. Диагностическая модель.

2.3.1Общие представления.

2.3.2. Формирование диагностической модели газотурбинного двигателя.

2А Выводы.

1 РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ.

3.1. Метод повышения точности спектральных оценок вибрационного сигнала

3.2. Результаты расчётов с использованием метода, уточняющего спектральные характеристики.

3.3. Выводы.

4 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМ ВИБРАЦИОННОЙ ДИАГНОСТИКИ ГТД.

4.1. Общие замечания.

4.2. Состав программного обеспечения.

4.3. Программное обеспечение сбора данных.

4.3.1. Общие положения.

4.3.2. Настройка программы сбора данных.

4.3.3. Описание программы сбора данных.

4.4. Программы- анализаторы.

4.4.1. Общие положения.

4.4.2. Автоматическая обработка результатов экспериментов.

4.4.3. Эксплуатационный анализатор.

4.4.4. Лабораторный анализатор.

4.5. Программа поддержки системы базы данных.

4.6. Выводы.

1 ОБЩАЯ ВИБРАЦИОННАЯ ДИАГНОСТИКА АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

5.1. Условия проведения работы.

5.2. Результаты анализа широкополосных вибрационных сигналов.

5Т Выводы.:.

6. РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АГРЕГАТОВ ГТД.

6.1. Диагностика технического состояния маслоагрегата РД-33.

6.1.1. Диагностика зубчатых зацеплений.

6.1.2. Диагностические признаки технического состояния МА РД-33.

6.1.3. Диагностика технического состояния МА РД-33.

6.L4 Исследуемые признаки.

6.2. Выводы.

L ВИБРАЦИОННАЯ ДИАГНОСТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГТД В СОСТАВЕ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА.

7.1. Определение требований к программным комплексам мониторинга технического состояния стационарных ГТД.

7.2. Мониторинг вибрационного состояния ГТД.

Введение 2001 год, диссертация по авиационной и ракетно-космической технике, Дегтярев, Андрей Александрович

Современные тенденции в эксплуатации газотурбинных двигателей по техническому состоянию подразумевают использование различного рода диагностических систем, которые могут своевременно дать необходимую и правильную информацию о техническом состоянии двигателей для принятия соответствующих решений - снятия двигателя для ремонта, продолжения эксплуатации или продления ресурса .

Одним из важнейших и перспективных направлений в разработке диагностических систем контроля состояния узлов и деталей двигателей является создание систем вибрационной диагностики .

Как известно вибрационные сигналы с двигателя, измеряемые высокочувствительными датчиками, обладают высокой информативностью и могут нести в себе признаки состояния многих "критических" элементов в конструкции двигателя.

Под критическим элементом можно понимать любой конструктивный узел или агрегат газотурбинного двигателя, от состояния, которых и зависит в первую очередь работоспособность и ресурс двигателя. Такими элементами являются роторы, опорные подшипниковые узлы, шестеренчатые пары, агрегаты, рессоры приводов и т.д.

Очевидно, что для одинаковых условий работы исправного узла или агрегата параметры (амплитуды и фазы) соответствующих частотных компонент общего вибрационного спектра, регистрируемого тем или иным датчиком, должны находиться в определенных допустимых пределах . Выход параметров частотных компонент, связанных с виброактивостью рассматриваемого узла или агрегата, за допустимые пределы, или появление новой гармоники в спектре вибрационного сигнала может служить диагностическим признаком его неисправного состояния или повреждения.

Простым примером данной ситуации является появление в спектре вибрационного сигнала частотной составляющей с частотой мелькания шариков при появлении трещины или раковины на беговой дорожке внутреннего или наружного кольца подшипника .

Кинематические соотношения между вращающимися элементами задают связь между задающей частотой (например, частотой вращения ротора) с частотами возбуждения, идущими от того или иного узла или агрегата. Это позволяет выделять в частотном спектре соответствующую частотную компоненту, отслеживать ее параметры в процессе работы двигателя, и, следовательно, вести контроль над состоянием узла, вызывающим эти колебания.

В настоящее время существует большое количество различных стратегий в разработке и применении систем вибрационной диагностики . Выбор той или иной стратегии зависит от типа и назначения диагностируемого двигателя или узла, условий и режимов их работы, степени оснащения средствами измерений, современного технического уровня применяемых систем для регистрации и анализа вибрационных сигналов, накопленной статистикой для объекта исследования, а также от ряда других факторов.

Наибольший эффект дают системы вибрационной диагностики, разработанные и применяемые для эксплуатации наземных газотурбинных установок в составе газоперекачивающих агрегатов или энергоустановок . Возможность постоянного мониторинга на стационарных режимах работы и применение трендового анализа, большое количество датчиков вибраций - вот основные преимущества этих двигателей, позволяющих вести эксплуатацию по техническому состоянию в полной мере с помощью систем вибрационной диагностики.

Совсем другая ситуация с авиационными двигателями (например, с РД-33 и AJ1-31ф). Низкая частотность проверок и малое количество датчиков, различные эксплутационные условия резко снижают эффективность применения существующих систем вибрационной диагностики.

Понятно, что в таких условиях - условиях ограниченной информации, связанной с малым количеством данных, низкой частотностью проверок, слабым сигналом, ограничениями по частотному диапазону, низкой разрешающей способностью вторичной аппаратуры, малой функциональностью соответствующего программного обеспечения (ПО), не всегда можно было получить достоверные результаты о техническом состоянии двигателя - его узлов или агрегатов.

Отсутствие у организаций, ведущих эксплуатацию авиационных двигателей уверенности получения с помощью систем вибрационной диагностики правильного результата, возможность ложных съемов, а также недостаточная функциональность и надежность аппаратно-программных комплексов мешали продвижению систем вибрационной диагностики в эксплуатацию в полной мере.

Появление микропроцессорной техники, персональных ЭВМ, малогабаритных компьютеров для промышленного и военного назначения, мощных операционных систем, современных многоканальных, многоразрядных аналого-цифровых преобразователей (АЦП), новых средств программных разработок интенсифицировало этот процесс и привело к созданию и внедрению многочисленных диагностических комплексов, как специального назначения, так и универсальных для широкого применения.

В настоящее время существует достаточно большое количество организаций, ведущих разработки тех или иных систем вибрационной диагностики. Вместе с тем для авиационных газотурбинных двигателей и даже для их стационарных аналогов, по мнению автора, до настоящего времени не существовало полноценных диагностических систем, позволяющих вести контроль по техническому состоянию в условиях ограниченной информации.

Целью настоящей диссертационной работы является разработка методов и средств вибрационной диагностики ГТД в условиях ограниченной информации, и предназначенных для применения при эксплуатации авиационных ГТД и их наземных аналогов по техническому состоянию.

Поставленная цель определяет следующие задачи исследований:

Обобщение опыта вибрационной диагностики газотурбинных двигателей;

Разработка стратегии вибрационной диагностики авиационных ГТД типа РД-33 и АЛ-31ф и их наземных аналогов в условиях ограниченной информации;

Разработка методов, алгоритмов и программных средств аппаратно-программных комплексов вибрационной диагностики газотурбинных двигателей;

Накопление статистики и формирование диагностических признаков и на их основе критериев диагностики для контроля авиационных ГТД типа РД-33 и АЛ-31ф;

Адаптация и применение разработанных методик, алгоритмов и программного обеспечения в комплексах вибрационной диагностики авиационных ГТД и их наземных аналогов в условиях эксплуатации.

Работа состоит из введения, семи глав и общих выводов по результатам исследований. Она изложена на 100 страницах машинописного текста, содержит 44 рисунка, 13 таблиц и списка литературы, включающего 81 наименование.

Автор выражает глубокую благодарность коллективу кафедры конструкций и проектирования двигателей летательных аппаратов, научному руководителю профессору, д.т.н. Леонтьеву М.К., сотрудникам кафедры к.т.н. Звонареву С.Л., к.т.н. Иванову А.В. принимавшим активное участие в работах и оказавшим автору неоценимую помощь, а также инженерам и специалистам предприятий ТМКБ "Союз", МНПО"Салют", НТЦ им А.Люлыш, усилиями которых разработанные комплексы внедрялись в эксплуатацию, тестировались и доводились до практического использования.

1. ВИБРАЦИОННАЯ ДИАГНОСТИКА ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Заключение диссертация на тему "Вибрационная диагностика газотурбинных двигателей в условиях ограниченной информации"

7.3. Выводы

Результаты, полученные в результате трехлетней непрерывной эксплуатации программного обеспечения, позволили сделать ряд конкретных выводов по применению системы мониторинга ГТД в составе наземных стационарных газотурбинных установок.

1. Определены основные принципы и требования к программному обеспечению для проведения мониторинга вибрационного состояния стационарных ГТД.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных работ была решена крупная прикладная научно-техническая задача по выработке стратегии и созданию методов, алгоритмов и программ для использования в системах вибрационной диагностики авиационных и стационарных ГТД в условиях ограниченной информации. При решении этой задачи были получены следующие промежуточные результаты:

Классифицированы и представлены условия применения систем вибрационной диагностики для ГТД различного назначения; определена стратегия вибрационной диагностики авиационных ГТД в условиях ограниченной информации; разработана методология получения диагностических признаков оценки состояния газотурбинных двигателей через комплекс математических моделей вибрационной диагностики - частотную модель, статистическую модель, диагностическую модель, разработано описание и алгоритмы построения этих моделей; разработаны метод и алгоритм, позволяющие получать спектральные характеристики стационарного вибрационного сигнала с точностью, значительно превышающей точность стандартного варианта метода БПФ; определены основные принципы и требования к программному обеспечению для проведения вибрационной диагностики авиационных ГТД. разработано многоуровневое программное обеспечение для оценки технического состояния методами вибрационной диагностики на борту в полевых условиях, в стационарных условиях; получены критерии для вибрационной диагностики узлов и агрегатов двигателей АЛ31-ф и РД-33. методы, алгоритмы и ПО систем вибрационной диагностики в составе аппаратнопрограммных комплексов оценки технического состояния авиационных двигателей h ту

РД-33, АЛ31ф используются в практической деятельности - ТМКБ "Союз", ОАО "Люлька-Сатурн", МНПО "Салют". С их помощью проведено более 50 испытаний на стендах ОКБ, более 200 испытаний на стендах серийного завода, на бортах более 40 самолетов, на газоперекачивающей станции в течение 3-х лет непрерывной эксплуатации.

Библиография Дегтярев, Андрей Александрович, диссертация по теме Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

1. Алабин М.А., Ройтман А.Б. Корреляционно-регрессионный анализ статистических данных в двигателестроении. М.: Машиностроение, 1974, с. 124.

2. Бендат Дж., Пирсол А. Измерения и анализ случайных процессов. М.: Мир,1974. 404 с.

3. Бендат Дж., Пирсол А. Применение корреляционного и спектрального анализа. М.: Мир, 1983.-312 с.

4. Биргер И.А. Техническая диагностика. М.: Машиностроение, 1978, 239 с.

5. Болотин В.В. Статистические методы в строительной механике. М.: Стройиздат, 1965, с.-279.

6. Васильев В.И. Распознающие системы. Киев: Наукова думка, 1969.

7. Вайнштейн JI.A., Вакман Д.Е. Разделение частот в теории колебаний и волн. М.: Наука, 1983. 288 с.

8. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти томах./Ред. совет: В.Н. Челомей (пред.).-М.: Машиностроение, 1981. Т.5. Измерения и испытания. Под редакцией М.Д. Генкина. 1981. - 496 е., ил.

9. Балицкий Ф.Я. Виброакустическая диагностика зарождающихся дефектов, М.: Наука, 1984. 119 с.

10. Гельфандбейн Я.А. Методы кибернетической диагностики динамических систем. Рига: Зинатне, 1967, 542 с.

11. Генкин М.Д. и др. Вопросы акустической диагностики. В кн.: Методы виброизоляции машин и присоединенных конструкций. М.: Наука, 1975, с. 6791.

12. Гершман С.Г., Свет В.Д. Экспериментальные исследования некоторых статистических характеристик авиационного двигателя. Акустический журнал,1975, т. 21, вып. 5,-с. 711-720.

13. Грибанов Ю.И., Мальков B.JI. Спектральный анализ случайных процессов. М.: Энергия, 1974, -239 с.

14. Дегтярев А.А. Частотный анализ переменных сигналов методом подстройки шага спектра, Международная научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов "Современные проблемы аэрокосмической науки и техники", 2000. с. 452-454.

15. Дегтярев А.А., Леонтьев М.К., Колотников М.Е., Некрасов С.С. Вибрационная диагностика технического состояния ГТД в составе газоперекачивающего агрегата, Вестник Московского авиационного института, Т.4. №4.2001, с. 12-28.

16. Дженкис Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения. Т.2 М.: Мир, 1972.-288 с.

17. Динамика авиационных газотурбинных двигателей. Под. ред. Биргера И.А. М.: Машиностроение, 1981, 232 с.

18. Добрынин С.А., Фельдман М.С., Фирсов Г.И. Методы автоматизированного исследования вибраций машин: Справочник/ М.: Машиностроение, 1987. 224 с.

19. А.В. Иванов, А.А. Дегтярев, Повышение точности измерения вибраций авиационных газотурбинных двигателей. Вестник Московского авиационного института, Т.6. №1.1999, с. 32-36.

20. В.А.Карасев, И.П.Максимов, М.К.Сидоренко. Вибрационная диагностика газотурбинных двигателей М., Машиностроение, 1978. - 132 с.

21. Кей С.М., Марпл С.Л. Современные методы спектрального анализа. ТИИЭР. 1981 Т.69. №11. - с. 5-51.

22. Кузнецов Н.Д., Цейтлин В.И. Эквивалентные испытания газотурбинных двигателей. -М.: Машиностроение, 1976. 213 с.

23. Мозгалевский А.В., Гаскаров Д.В. Техническая диагностика. М.: Высшая школа, 1975, 208 с.

24. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1965, 340 с.

25. Основы технической диагностики/ Под ред. П.П. Пархоменко. М.: Энергия, 1976.-463 с.

26. Пугачев B.C. Теория вероятности и математической статистики. М.: Наука, 1979.-496 с.

27. Сидоренко М.К. Виброметрия газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1973. - 224 с.

28. Сиротин Н.Н., Коровкин Ю.М. Техническая диагностика авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1979, с. 272.

29. Д.В. Хронин. Колебания в двигателях летательных аппаратов. М.: Машиностроение. 1980. 296 с.

30. Хикс Ч. Основные принципы планирования эксперимента. М.: Мир, 1967.-406 с.

31. Ширман А., Соловьев А. Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования. Москва 1996.- 480 с.

32. Azovtsev Yu.A., Barkov A.V., Yudin I.A., "Automatic Diagnostics of Rolling Element Bearings Using Enveloping Methods," Proceedings of the Vibration Institute 18th Annual Meeting, 1994. pp 249-258

33. Barkov, A.V., Barkova N. A., "Assessing the Condition and Lifetime of Rolling Element Bearings From a Single Measurement," Proceedings of the 19th Annual Meeting, Vibration Institute, 1995.

34. Bentley D.E., Selection criteria for rotating machinery monitoring. Part 1, Bently Nevada, Orbit, Vol.10, No.2,1989.

35. Bentley D.E., Selection criteria for rotating machinery monitoring. Part 1, Bently Nevada, Orbit, Vol. 10, No.3,1989.

36. Bentley D.E., Selection criteria for rotating machinery monitoring. Part 1, Bently Nevada, Orbit, Vol.12, No.2,1991.

37. Bentley D.E., Vibration level of machinery, Bently Nevada, Orbit, Vol.13, No.3, 1992.

38. Dessing O., Multi-reference Impact Testing for Modal Analysis using Type 3557 Four-channel Analyzer and CADA-PC, Application Note, Brul&Kjer, Denmark.

39. Dippolito A., Fairchild G., Increasing a nuclear plant"s operating performance and efficiency, Bently Nevada Corporation Orbit Article, Machinery Messages, 1999.

40. Enochson L., Smith G. Examples of Digital Data Analysis for Rotating Machinery. Prsented at National Conference on Power Transmission. Philadelphia, Pennsylvania. 1978. GenRad, Application Note 13, p.7.

41. Frank, P.M., and Kippen-Seliger, В., 1997, "New Developments Using Artificial Intelligence in Fault Diagnosis", Engineering Applications of Artificial Intelligence, Vol. 10(1), pp. 3-14.

42. Fulgsang L., Wismer J., Gade S., Improved Method for Complex Modulus Estimation, Marine Engine, Application Note, Brul&Kjer, Denmark.

43. Gade S., Herlusfen H., A Hand-Exciter for field Mobility Measurements an alternative to the impact hammer method. Application Note, Brul&Kjer, Denmark.

44. Gatswiller K., Herfulsen H., How to determine the modal parameters of simple structures, Application Note, Brul&Kjer, Denmark.

45. Goldman P., Muszynska A., Application of full spectrum to rotating machinery diagnostic, Bently Nevada Corporation, 1999r.

46. Grissom Robert. Partial Rotor-To-Stator Rub Demonstration. Bently Nevada Corporation.

47. He, Z.J., Sheng, Y.D., and Qu, L.S., 1990, "Rub Failure Signature Analysis for Large Rotating Machinery," Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 4(5), pp. 417424.

48. Konstantin-Hansen H., Run-up Order Analysis of Axial Vibrations in 2190 kW, MAN B&W, Marine Engine, Application Note, Brul&Kjer, Denmark.

49. Lech Barszczewski, Shaft crack detection on a steam-turbine compressor at Poland"s largest oil refinery. Profile, International newsletters from the monitoring specialists. Vol.2, No.2. Summer 1994.

50. Lee C.W., Bark J.P., Inner race fault detection in rolling element bearings using directional spectra of vibration signals, Proceedings of ImechE, 1996, pp.361-370.

51. Leonhardt, S., and Ayoubi, M., 1997, "Methods of Fault Diagnosis," Control Engineering Practice, Vol. 5(5), pp. 683-692

52. Leontiev M.K., Zvonarev S.L. Improvement of Gas-Turbine Engine Dynamic Structure With Rotor Rubbing Through Mathematical Simulation. Proceedings of the international conference VIBRATION & NOISE "95. Venice, Italy, 1995, pp. 641649.

53. Mayes, I.W., and Davies, W.G., 1976, "The Vibrational Behavior of a Rotating Shaft System Containing a Transverse Crack," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Vibrations in Rotating Machinery, pp. 53-64.

54. McFadden, P.D., and Smith, J.D., 1984, "Model for the Vibration Produced by a Single Defect in a Rolling Element Bearing," Journal of Sound and Vibration, Vol. 96, pp. 69-92.

55. Nicholas, J.C., Gunter, E.J., and Allaire, P.J., 1976a, "Effect of Residual Shaft Bow on Unbalance Response and Balancing of a Single Mass Flexible Rotor Part 1 -Unbalance Response," Journal of Engineering for Power, Vol. 98, pp. 171-181.

56. Nicholas, J.C., Gunter, E.J., and Allaire, P.E., 1976b, "Effect of Residual Shaft Bow on Unbalance Response and Balancing of a Single Mass Flexible Rotor Part 2 -Balancing," Journal of Engineering for Power, Vol. 98, pp. 182-189.

57. Parkinson A.G. Balancing of Rotating Machinery. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part С Mechanical Engineering Science, Vol.205, 1991, pp.53-66.

58. Potter D., Programmable Lowpass Filters for PC-Based Acquisition (DAQ) Boards, Application Note 058, National Instruments Corporation, 340874A-01, 1995.

59. Strackeljan J., Behr D., Condition monitoring of rotating machinery using a patter recognition algorithm, Proceedings of ImechE, 1996, pp.507-516

60. Smalley A.J., Baldwin R.M., Mauney D.A., Millwater H.R., Towards risk based criteria for rotor vibration, Proceedings of ImechE, 1996, pp.517-527.

61. Smith, D.M., 1980, "Recognition of the Causes of Rotor Vibration in Turbo machinery," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Vibrations in Rotating Machinery, pp. 1-4.

62. Swan P., Transient data reveals source of compressor vibration, Bently Nevada Corporation, 1999.

63. Sabin S., The limitations of protecting and managing machinery using vibration transmitters", Bently Nevada Corporation, 1999.

64. Sabin S., Best practices for using Monitoring System Outputs, Bently Nevada Corporation, 1999

65. Southwick D., Using Full Spectrum Plots, Bently Nevada, Orbit, Vol.15, No.2, 1993.

66. Southwick D., Using Full Spectrum Plots, Part 2, Bently Nevada, Orbit, Vol.14, No.4, 1993.

67. Stewart, R.M., 1976, "Vibration Analysis as an Aid to the Detection and Diagnosis of Faults in Rotating Machinery," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers- Vibrations in Rotating Machinery, pp. 223-229.

68. Su, Y.T., and Lin, S.J., 1992, "On Initial Fault-Detection of a Tapered Roller Bearing- Frequency-Domain Analysis," Journal of Sound and Vibration, Vol. 155(1), pp. 7584.

69. Schultheis S., Diagnostic techniques using ADRE 3 for evaluation of radial rubs in rotating machinery, Bently Nevada, Orbit, Vol.12, No.3, 1991.

70. Thrane N., Wismer J., Konstantin-Hansen H.& Gade S., Practical use of the "Hilbert transform", Application Note, Brul&Kjer, Denmark.100

71. Thrane N., Wismer J., Konstantin-Hansen H.& Gade S., Choose your units!, Application Note, Brul&Kjer, Denmark.

72. Vance J.M. Rotordynamics in turbomachinery. A Willey-Interscience Publication. 1988

73. Vibration Monitoring of Compressor Station Gas Turbines\ Application Notes, Brul&Kjer, Denmark

74. Viktor Karlo, Vibro-View the system for vibration Monitoring, Technical specifications, ABB, 1994.

75. Wensing J.A., С van Nijen G., 2-dimensional computational model for vibration anal of waviness in rolling bearing applications, Proceedings of ImechE, 1996, pp.371-380.

76. Willsky, A.S., 1976, "A Survey of Design Methods for Failure Detection in Dynamic Systems," Automatica, Vol. 12, pp. 601-611.

77. Wismer J., The Domain Averaging Combined with Order Tracking, Application Note, Brul&Kjer, Denmark.

78. White E.R., Greaves R.W. An Overview of Airborne Vibration Monitoring Systems* SAE Technical Paper Series, 871731, Long Beach, Cal. USA, 1987, pp.10

Введение

1 Обзор и обоснование 7

1.1 Диагностирование основных объектов летательного аппарата 10

1. 1. 1 Методы диагностики элементов конструкции планера 10

1. 1.2 Техническое диагностирование авиационных двигателей 24

1.1. 2. 1 Авиационный газотурбинный двигатель как объект диагностирования 24

1.1. 2. 2 Методы и средства технического диагностирования ГТД 26

1. 1.3 Методы и средства диагностирования систем летательных аппаратов и их агрегатов 43

1.1.3.1 Методы диагностирования гидравлической системы и ее агрегатов 43

2 Системы летательного аппарата как объекты диагности рования

2.1 Общие сведения 56

2.2 Контроль работы масляной системы 59

2. 3 Ограничения масляной системы 59

2.4 Неисправности масляной системы 60

2.5 Технология обслуживания масляной системы 61

3 Разработка методики распознавания неисправностей систем и агре гатов летательных аппаратов

3. 1 Методы распознавания в технической диагностике 63

3. 1. 1 Вероятностные методы распознавания 66

3.1.1.1 МетодБайеса 66

3. 1. 1.2 Метод статистических решений 68

3.1.1.2.1 Метод минимального риска 70

3.1.1.2.2 Метод минимакса 71

3. 1. 1. 2. 3 Метод Неймана-Пирсона 71

3. 1. 2 Детерминистические методы распознавания 71

3. 1. 2 .1 Линейные методы Методы стохастической аппроксимации 73

3. 1. 2. 2 Метрические методы распознавания 76

3. 1. 2. 3 Логические методы 77

3.1. 2.4 Распознавание кривых 77

3. 1. 2. 4. 1 Оценка неслучайных отклонений по контрольным уровням 77

3. 1. 2. 4, 2 Оценка текущего значения параметра 79

3. 1. 2. 4. 3 Сглаживание кривых 79

3. 2 Методика расчета 81

3. 2. 1 Применение обобщенной формулы Байеса для определения неисправного состояния 81

3. 2. 2 Определение вариантов и условий расчета 87

3.2. 3 Вывод расчетных выражений 90

4 Реализация методики распознавания неисправностей

4. 1 Определение условий расчета неисправных состояний масляной системы 136

4. 2 Признаки и неисправные состояния масляной системы 137

4. 3 Расчет и определение неисправностей масляной системы двигателя Д-ЗОКУ-154 145

4.3. 1 Определение вариантов расчета неисправных состояний масляной системы 157

4. 4 Основные результаты и выводы по работе 209

Заключение 211

Библиографическое описание 213

Введение к работе

Летательные аппараты (ЛА) являются одной из самых сложных технических систем, создаваемых и использующихся человеком. Но как любое техническое изделие, ЛА имеют свойство отказывать, то есть прерывать процесс функционирования, а это снижает безопасность полетов.

Устранить отказ или неисправность можно, но, не выявив и не устранив причину их вызывающую, нельзя гарантировать надежность. Причину можно определить по проявляющимся признакам (последствиям).

Если есть один признак, то он явно указывает на неисправный элемент, агрегат или изделие. Намного сложнее, когда неисправность проявляется несколькими признаками. В этом случае, даже высоко квалифицированный специалист не всегда способен определить причину неисправности. Требуется дополнительная проверка, контроль, время и материальные затраты. Проблемы, связанные с определением причины неисправности можно разрешить, используя методы распознавания. Рассчитанные и построенные на их основе модели, таблицы, графики, позволят сократить время на отыскание причины отказа или неисправности и снизить материальные затраты.

Цель работы

Повышение надежности и летной годности летательных аппаратов, путем разработки внедрения методов распознавания неисправных состояний агрегатов, изделий и систем.

Задачи исследования

Сбор и анализ статистического материала о неисправных состояниях систем ЛА.

Анализ и определение возможности применения метода Байеса к неисправным состояниям агрегатов, изделий и систем ЛА.

Определение возможных вариантов расчета вероятности появления неисправных состояний при проявлении различных сочетаний признаков неисправностей.

Определение условий реализации математической модели определения неисправных состояний при проявлении различных сочетаний признаков.

Разработка методики определения неисправных состояний агрегатов, изделий и систем ЛА, с использованием метода Байеса.

Применение разработанной методики в практической деятельности при техническом обслуживании и ремонте ЛА.

Объектом исследования является агрегаты, изделия и системы авиационной техники в неисправных состояниях.

Предметом исследования является функциональные связи агрегатов, изделий, систем ЛА и математическая модель поиска неисправностей, основанная на методе Байеса.

Научная новизна диссертационной работы заключается:

В решении задачи поиска неисправных состояний агрегатов, изделий и систем ЛА с использованием вероятностного метода распознавания -метода Байеса.

В обосновании условий построения математической модели вероятности появления неисправных состояний агрегатов и систем ЛА.

В разработке математической модели для вероятности появления того или иного неисправного состояния агрегатов и систем ЛА, с использованием метода Байеса.

В разработке методики определения неисправных состояний конкретных систем ЛА.

В разработке методики представления результатов расчетов диагностирования неисправного состояния агрегатов и систем в виде, удобном для использования в процессе технической эксплуатации авиационной техники.

Практическая ценность работы заключается в том, что:

1. Использование методики определения неисправных состояний ЛА
с применением вероятностного метода Байеса, позволяет сокращать время
и затраты при проведении работ по восстановлению надежности ЛА и
обеспечению безопасности полетов.

2. Разработанная методика определения неисправных состояний
авиационной техники, применима к любым системам всех типов самолетов
и вертолетов.

Применение методики на новых типах ЛА, в период их освоения, когда еще не накоплен опыт технической эксплуатации, даст возможность ускорить процесс восстановления надежности.

Разработанные методики и математическая модель, дают возможность группам надежности и технической диагностики авиакомпаний самостоятельно использовать их при выполнении работ по восстановлению надежности ЛА.

Авиационный газотурбинный двигатель как объект диагностирования

Авиационный двигатель является наиболее сложным и ответственным изделием AT. Отказ двигателя приводит к сложной ситуации в полете, а возможно, и к тяжелым последствиям. Поэтому авиационному двигателю уделяется особое внимание в технической диагностике.

Диагностика авиационных ГТД базируется на общей теории технической диагностики и ее развитие неразрывно связано с прогрессом в авиадвигателестроении и совершенствованием системы эксплуатации ЛА. За последние годы развития авиации значение технической диагностики авиационных ГТД значительно возросло в связи: с поступлением в эксплуатацию более сложных в изготовлении и применении авиационных ГТД с большими тяговооруженностью и ресурсом, с повышенными требованиями к надежности; с необходимостью выявлением неисправностей на ранней стадии их развития с целью предотвращения отказов в полете; с затруднением быстро находить неисправности без применения специальных методов и средств диагностирования; с переходом на прогрессивные методы технического обслуживания и ремонта.

Авиационный ГТД характеризуется наличием взаимодействующих многих сложных систем: компрессора, камеры сгорания, турбины, топли-ворегулирующей аппаратуры, систем смазки, суфлирования, запуска, отбора воздуха, управления поворотом лопаток спрямляющих аппаратов и т. д. Поэтому оценка технического состояния ГТД возможна на основании измерения и анализа параметров этих систем и параметров, отражающих взаимосвязь между системами. Опыт эксплуатации показывает, что для диагностирования современного ГТД глубиной до узла необходимо измерить и специально обработать до 1000 параметров. Трудности выбора параметров для диагностирования состоят в том, что каждому режиму работы двигателя соответствуют свои параметры. Это объясняется динамикой взаимодействия газовых потоков в проточной части двигателя и вращающихся масс роторов, тепловой инерционностью двигателя. Основные неисправные состояния авиационных ГТД. Неисправные состояния ГТД приводятся по его основным узлам.

Компрессор! абразивный и эрозийный износ лопаток и проточной части, повреждение лопаток посторонними предметами и помпаж компрессора, обрыв лопаток из-за появления усталостных трещин.

Камера сгорания: прогар жаровой трубы и корпуса камеры сгорания, деформация и трещины жаровой трубы и корпуса камеры сгорания из-за неравномерного распределения поля температур.

Газовая турбина: вытяжка рабочих лопаток турбины вследствие воздействия на них центробежных сил в условиях высокой температуры; об-горание или перегрев сопловых и рабочих лопаток из-за нарушения процесса сгорания топлива; обрыв или разрушение рабочих лопаток из-за превышения температуры газов или неправильной эксплуатации (останов двигателя без предварительного охлаждения на пониженных режимах), повышенной вибрации ГТД; усталостные или термические трещины на пере и хвостовиках лопаток.

Подшипники опор ротора двигателя: конструктивно - производственных причин, масляного голодания, попадания посторонних частиц на дорожки качения, повышенных вибраций двигателя, перегрева или усталостных разрушений.

Масляная и топливная системы двигателя: появление стружки в масле из-за разрушения деталей двигателя; большой расход масла из-за внешних утечек, износа уплотнительных колец и втулок; падение и колебание давления масла в результате разрегулировки и выхода из строя маслонасо-сов, редукционных клапанов и т. д.; перегрев масла в результате отказа агрегатов системы: радиаторов, насосов; внешняя негерметичность соединений; разрушение крыльчатки и подшипников подкачивающего насоса, Методы и средства технического диагностирования ГТД

В настоящее время для диагностирования ГТД применяются различные методы ТД, использующие множество различных по своей природе диагностических сигналов. Методы технической диагностики ГДТ представлены на рисунке 1.4.

Виброакустическая диагностика ГТД. При работе ГТД все его детали, узлы и агрегаты совершают вынужденные и резонансные колебания. Эти колебания зависят от величины и характера возмущающих сил, их частот, от упруго-массовых характеристик элементов конструкции двигателя, которые, в свою очередь, зависят от ряда конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов.

Технология обслуживания масляной системы

К неисправностям масляной системы относятся: а) отклонения параметров маслосистемы от нормы; б) наличие стружки на фильтрующих элементах основного мас ляного фильтра; в) наличие стружки на фильтре фильтра-сигнализатора; г) наличие стружки на магнитных пробках. 2 К неисправностям по отклонению параметров маслосистемы от нормы относятся: а) Мало давление масла (на режиме малого газа - менее 2,5 кгс/см, на остальных режимах - менее 3,5 кгс/см2). б) Утечка масла из маслобака в двигатель на стоянке (более 1 кг в су тки). в) Повышение уровня масла в маслобаке выше 33±1 кг (попадание топлива в масляную систему). 3 К неисправностям фильтра-сигнализатора относятся: а) Отсутствие сигнала - табло «СТРУЖКА В МАСЛЕ» не го рит. При осмотре фильтра во время проведения регламентных работ обнаружена стружка. б) Ложный сигнал - табло «СТРУЖКА В МАСЛЕ» горит. При осмотре фильтра стружка не обнаружена. 1 Слив масла из системы Слив масла из масляной системы производится в следующих случаях: -при консервации масляной и топливной систем, если масло в двигателе не соответствует нормам; -при замене агрегатов масляной системы; -в случае замены марки масла. 2 Заполнение системы маслом Заполнение маслом маслосистемы производится в следующих случаях: -при замене двигателя; -при замене агрегатов масляной системы; -в случае замены марки масла. 3

Промывка масляной системы Промывка масляной системы двигателя производится в следующих случаях: -при съеме двигателя, который эксплуатировался на масле ВНИИ НП-50-1-4Ф; -в случае необходимости замены масла ВНИИ НП-50-1-4Ф на масло МК-8 или МК-8П; -при обнаружении металлической стружки на ФСС и на масло фильтре, если двигатель допущен к дальнейшей эксплуатации. 4 Регулирование давления в маслосистеме Регулирование давления масла производится в случае, когда мало или велико давление масла в двигателе. Давление масла регулируется винтом редукционного клапана нагнетающего насоса, который установлен на КИМА. 5 Консервация масляной системы Консервация масляной системы предусматривает защиту масляной системы и трущихся деталей двигателя от коррозии при хранении. Для консервации масляной системы применяются масла МК-8 и МК-8П. При соответствии масла основным требованиям масляная система двигателя считается законсервированной. Как исключение, допускается консервация двигателя маслом ВНИИ НП-50-1-4Ф с отметкой об этом в формуляре. 6 Консервация и упаковка агрегатов Консервация агрегатов масляной системы производится при необходимости длительного хранения, а также при направлении их на завод-поставщик для исследования. Консервации подвергаются: откачивающий насос передней опоры, откачивающий и подкачивающий насосы КПМА и центробежный суфлер задней опоры. 7 Редукционный клапан подкачивающего насоса Редукционный клапан подкачивающего насоса расположен на КПМА с левой стороны (по полету). Редукционный клапан служит для регулировки давления масла на входе в нагнетающий насос. 8 Обратный клапан Обратный клапан расположен на крышке подкачивающего насоса и служит для предотвращения ухода масла из маслобака во время стоянки.

После монтажа клапана производится проверка на герметичность. 9 Масляный фильтр Масляный фильтр расположен в нижней части КПМА. Демонтаж фильтра из корпуса КПМА производится с целью осмотра и промывки фильтра. 10 Фильтрующие секции маслофильтра Демонтаж фильтрующих секции маслофильтра производится с целью глубокой промывки сеток фильтрующих секций или их замены. Глубокая промывка делается через 250±25 час, Одной из основных задач технической диагностики является распознавание технического состояния объекта в условиях ограниченной информации. Анализ состояния проводится в эксплуатационном режиме, при котором получение исчерпывающей информации крайне затруднительно, и поэтому на основании полученной информации не всегда представляется возможным сделать однозначное заключение. В связи с этим приходится применять различные методы распознавания. Распознавание технического состояния объекта диагностирования -это отнесение его состояния к одному из возможных классов(диагнозов). Совокупность последовательных действий в процессе распознавания называется алгоритмом распознавания. Существенной частью распознавания является выбор параметров, описывающих состояние объекта. Они должны быть достаточно информативными, чтобы при выбранном числе диагнозов процесс распознавания мог быть осуществлен.

Линейные методы Методы стохастической аппроксимации

Линейные методы разделения, методы стохастической аппроксимации имеют целью определение положения разделяющей плоскости, делящей всё пространство на области диагнозов (состояний) Пусть в пространстве признаков (рис. 11) содержатся точки, принадлежащие к диагнозам (состояниям) Si,..., Sn (в нашем случае двум). Для каждого из этих диагнозов существуют скалярные функции fj(X)(i=l, 2,..., п), Которые удовлетворяют условию f;(X) fj(X) при XGS; (j=l,2, ... , n; і).Такие функции называются дискриминантными. Дискри-минантная функция fj(X) зависит от всех координат пространства, т. е. fi(X)=f(xb х2) хп) и для точек диагноза Sj имеет наибольшее значение по сравнению со значениями дискриминантных функций других диагнозов Sj Записываются дискриминантные функции следующим образом: где Хі1ї...Ді/н+л -«весовые» коэффициенты. Для удобства геометрической интерпретации вектор " X " дополняется еще одним компонентом xN+l = 1. Если диагнозы Si и S2 имеют общую границу, то уравнение разделяющей поверхности будет иметь вид Существенное значение имеет разделение на два состояния Si и S2. Смотри рисунок 3. 3. Этот случай называется дифференциальной диагностикой или дихотомией. При распознавании двух состояний в качестве разделяющей функции можно принять разность соответствующих дискриминальных функций Разделяющая функция дает следующее решающее правило:

Для повышения надежности распознавания применяют " пороги чувствительности - є", и тогда решающее правило имеет вид при f(Х) 8, XeSi ; при f(X) -c ,XeS2; при -s f(X) e - отказ от распознавания (т. е. требуются дополнительные исследования). Таким образом, в общем виде разделяющую функцию при диагностировании на два состояния можно представить в виде скалярного произведения Разделяющая поверхность является плоскостью в (w+І) - мерном пространстве или гиперплоскостью. Уравнение разделяющей гиперплоскости Последнее уравнение означает, что "весовой" вектор перпендикулярен разделяющей гиперплоскости. В дополнительном пространстве признаков разделяющая гиперплоскость всегда проходит через начало координат. Следовательно, вектор X однозначно определяет положение разделяющей плоскости в пространстве признаков. Разработан специальный ал горитм определения "весового" вектора с помощью обучающей последовательности, состоящей из совокупности образцов с известным диагнозом. Эти методы распознавания базируются на предположении, что изображения объектов с одинаковым состоянием более близким друг к другу, чем изображения объектов, имеющих различные состояния, и основаны на количественной оценке этой близости. В качестве изображения объекта принимается точка в пространстве признаков, а мерой близости считается расстояние между точками. Рассмотрим метрический метод на примере, приведенном на рисунке 3.4. Допустим, что для диагностирования в пространстве признаков предъявлен объект X и используется диагностическая мера расстояния L. Для отнесения объекта X к одному из диагнозов определяют расстояние L до эталонных точек ai и а2.

Расчет и определение неисправностей масляной системы двигателя Д-ЗОКУ-154

В числителе: произведение значения Р(S ,) - вероятность появления неисправного /-го состояния (для рассматриваемого случая - S2) - ($2) , на значение Р(К / S /) - вероятность проявления комплекса признаков (для нашего случая - проявление одного признака - kj), в неисправном і- ом состоянии (для рассматриваемого случая - S2). Исходя из этих обозначений, в числителе получим выражение: P(S2) Р(к і / S2). В знаменателе: сумма произведения значения P(S с) - вероятность появления сочетаний неисправных состояний, то есть их совместное появление (для рассматриваемого случая Sj и S2 - определяют количество слагаемых), на значение Р(К / S с) - вероятность проявления комплекса признаков (применительно к нашему случаю - проявление одного признака kj), в сочетании неисправных состояний (для рассматриваемого случая - Si и S2) - Р(к i/Sj) и Р(к 1/S2). Исходя из этих обозначений, в знаменателе получим выражение: P(Sj)P(k \/S\) + P(S2)P(k 1/S2). Сведем полученные выражения в вид Сравнив полученные результаты по II варианту - проявление одного признака в двух неисправных состояниях (S] и S2), приходим к определенному выводу.

Третий (III) вариант не требует расчета. Это связано с тем что, если оба признака проявляются в одном неисправном состоянии, то это однозначно указывает именно на эту неисправность. Но в целях проверки возможности применения обобщенной формулы Баейса проведем расчет и посмотрим на результат. Переходим к рассмотрению III варианта - проявление двух признаков и к2) в одном неисправном СОСТОЯНИИ;). Для случая I а) - одновременное проявление двух признаков (к(и к2) в одном неисправном состоянии (Si). Необходимо получить- PfSj/ к\ к2). Обобщенная формула Баейса (3. 27) В числителе; произведение значения Р(S j) - вероятность появления неисправного /-го состояния (применительно к рассматриваемому случаю -Si) - P(Si), на значение Р(К / S /) - вероятность проявления комплекса признаков (для рассматриваемого случая - одновременное проявление признаков- kt и к2), в неисправном состоянии (для рассматриваемого случая - Si) - Р(к, k2/Si) или P(k]/Si) P(k2/S[). Исходя из этих обозначений, в числителе получим выражение: P(S) P(kik2/Si) или P(S ki) Р(к i/S]) Р(к2/ Si). В знаменателе: сумма произведения значения P(S с) - вероятность появления сочетаний неисправных состояний (для рассматриваемого случая только S]- определяют количество слагаемых) - P(S]), на значение Р(К / S с) - вероятность проявления комплекса признаков (для рассматриваемого случая - одновременное проявление признаков - к] и к2), в сочетании неисправных состояний (в рассматриваемом случае только Si) - P(kj/ S]) и Р(кг/ S]). В результате в знаменателе получаем выражение - P(Si) Р(к)P(k2/S]). Сведем полученное выражение к виду То есть, получаем такой же результат, что и в случае I а). Для случая I в) - при неявном проявлении другого (второго) признака \к} ик2). Нам необходимо получить-P(Sl /к:к2) Обобщенная формула Баейса (3.27) В числителе: произведение значения Р(S ;) - вероятность появления неисправного /-го состояния (применительно к рассматриваемому случаю - Si) - P(Si), на значение Р(К / S ;) - вероятность проявления комплекса признаков (для нашего случая - проявление признак ki и не проявление признака к2) -кх Ї, в неисправном /- ом состоянии (для рассматриваемого случая - Si) - (,/,) или Р{кх I S{)P{k2lSx). Исходя из этих обозначений, в числителе получим выражение: P{S{)P{k\ I Sj)P(k2 /S{). В знаменателе: сумма произведения значения P(S с) - вероятность появления сочетаний неисправных состояний (для рассматриваемого случая только - Si) - P(Sj), на значение Р(К / S с) - вероятность проявления комплекса признаков (для рассматриваемого случая - проявление признак k и не проявление признака к2), в сочетании неисправных состояний (в рассматриваемом случае только Si) - Р(кх IS{)P{k2ISx). В результате в знаменателе получаем выражение - / (,) Р(кх 15,) Р(ї2 / ,). Сведем полученные выражения в выражению

«Кафедра технической эксплуатации летательных аппаратов и авиационных двигателей О.Ф.Машошин ДИАГНОСТИКА АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ (информационные основы) Рекомендовано Учебнометодическим...»

-- [ Страница 1 ] --

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»

Кафедра технической эксплуатации летательных аппаратов и авиационных двигателей О.Ф.Машошин

ДИАГНОСТИКА АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ

(информационные основы) Рекомендовано Учебнометодическим объединением вузов Российской Федерации по образованию в области эксплуатации авиационной и космической техники для межвузовского использования в качестве учебного пособия Москва - 2007 ББК 056 М38 Печатается по решению редакционно-издательского совета Московского государственного технического университета ГА Рецензенты: д-р техн. и экон. наук, проф. Е.Ю.Барзилович;

д-р техн. наук, проф. В.А.Пивоваров.

Машошин О.Ф.

М38 Диагностика авиационной техники. Учебное пособие. - М.: МГТУ ГА, 2007. – 141 с.

ISBN (978-5-86311-593-1) В учебном пособии рассматривается комплекс вопросов, связанных с теоретическими основами технической диагностики, с позиций информационного обеспечения процессов диагностирования летательных аппаратов и авиадвигателей.

На фоне рассмотрения классических трактовок и теоретических положений технической диагностики, в пособии изложены вопросы, связанные с информационным потенциалом, как контролируемых параметров, так и методов диагностики и выбора в первую очередь тех из них, которые обладают максимальной информативностью. Также значительное внимание уделено теории информации применительно к решению задач диагностики.

Пособие издается в соответствии с учебным планом и программой специальности 160901 по дисциплине «Диагностика авиационной техники»

для студентов дневного отделения IV и V курсов, а также может быть полезным для магистрантов и аспирантов, изучающих проблемы диагностики в авиации.

Рассмотрено и одобрено на заседаниях кафедры 06.03.07 г. и Методического совета 13.03.07 г.

Предисловие Введение Словарь терминов и понятий Глава 1. Основы технической диагностики 13

1.1. Основные направления технической диагностики 13

1.2. Задачи технической ди

– – –

ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебная дисциплина «Диагностика авиационной техники» является одной из основных для подготовки студентов Механического факультета.

Цель ее преподавания диктуется требованиями квалификационной характеристики студентов – выпускников указанной специальности по приобретению знаний и формированию умений в области управления техническим состоянием самолетов и двигателей ГА в процессе эксплуатации, позволяющие научно и технически обоснованно решать современные вопросы диагностики авиационной техники.

Следует отметить, что в представленном учебном пособии акцент сделан на информационную составляющую часть диагностики, ее основы. На суд читателя наряду с классическим подходом изложения материала предложен и нетрадиционный способ, раскрывающий как техническую сторону диагностики, так и философские воззрения, аспекты – суть формирования потока информации вообще и информационного обеспечения процессов диагностирования в частности.

Согласно Второму началу термодинамики, в окружающем нас мире любое состояние системы, получаемое от различных источников информации, стремится к дезорганизации, и в последствии является нестабильным и разрозненным. В связи с этим важно выявить и уяснить сущность понятия – «информационный потенциал», под которым понимается недоиспользованная возможность учета информационной значимости как объекта диагностики, методов диагностирования, так и контролируемых параметров любой технической системы, подверженной диагностированию.

– – –

ВВЕДЕНИЕ

Термин «ДИАГНОСТИКА» греческого происхождения (diagnostikos), состоящий из слов - dia (между, врозь, после, через, раз) и gnosis (знание).

Таким образом, слово diagnostikos можно трактовать, как способность распознавать. В античном мире диагностиками назывались люди, которые после битв на полях сражений подсчитывали количество убитых и раненых.

В эпоху Возрождения - диагностика уже медицинское понятие, означающее распознавание болезни. В XIX - ХХ вв. это понятие стало широко использоваться в философии, а затем и в психологии, медицине, технике и других областях. В общем смысле, диагностика особый вид познания, находящийся между научным знанием сущности и опознаванием какоголибо единичного явления. Результат такого познания - диагноз, т.е.

заключение о принадлежности сущности, выраженной в единичном явлении, к определенному установленному наукой классу.

В свою очередь, распознание - учение о методах и принципах распознавания болезней и о признаках, характеризующих те или иные заболевания. В широком смысле этого слова процесс распознавания используется во всех отраслях науки и техники, является одним из элементов познания материи, то есть позволяет определять природу явлений, веществ, материалов и конкретных предметов. С философской и логической точек зрения термин «диагностика» правомерно можно использовать в любых отраслях науки. Таким образом технической диагностикой называется наука о распознавании (отнесение к одному из возможных классов) состояния технической системы. При диагностировании объект устанавливается путем сопоставления знаний, накопленных наукой, о группе, классе соответствующих объектов.

Введем еще один термин – «индивидуальность». Индивидуальность – это неповторимость объекта, его тождественность, равенство с самим собой.

В природе нет, и не может быть двух тождественных друг другу объектов.

Индивидуальность объекта выражается в наличии у него неповторимой совокупности признаков, которых нет у другого подобного объекта. Такими признаками для предмета диагностики являются размеры, форма, цвет, вес, структура материала, рельеф поверхности и иные признаки. К примеру, для человека это особенности фигуры, строение головы, лица и конечностей, физиологические особенности организма, особенности психики, поведения, навыки и т.д. Для технических объектов – изменение физико-механических свойств, диагностических критериев, технических параметров в различных условиях функционирования.

Раз объекты материального мира индивидуальны, тождественны самим себе, то им, следовательно, присущи индивидуальные признаки и свойства. В свою очередь эти признаки объектов изменчивы и отображаются на других объектах. Значит отображения также являются индивидуальными, обладающие свойством изменчивости.

Хотя объекты изменяются постоянно, но в течение определенного времени сохраняют наиболее устойчивую часть своих признаков, которые позволяют осуществить идентификацию. Здесь под идентификацией понимается отождествление между закономерностями проявляемых диагностических параметров и тем или иным состоянием объекта. При идентификации конкретного объекта чаще всего обращают внимание на пороговые значения каких–либо физических величин, при этом важную роль играют диагностические признаки, указывающие на изменение состояния объекта в процессе его распознавания. Свойство материальных объектов сохранять совокупность своих признаков несмотря на их изменения, называется относительной устойчивостью.

Необходимо отметить, что словари и энциклопедии все еще отождествляют диагностику и термин «диагноз» чаще с медицинской разновидностью распознавания, между тем, этот вид познания распространен в самых разнообразных областях научной и практической деятельности человека.

Диагностика, как научная дисциплина и как область научнопрактической деятельности, является социально обусловленной, изменяющейся в ходе исторического развития общества. Ее современное развитие в веке осуществляется в направлении расширения XXI возможностей более быстрого и точного приближения к цели, распознавания причин отклонений от норм технического объекта. В свою очередь, развитие диагностики характеризуется неравномерностью изменчивости ее отдельных сторон, а также влиянием друг на друга различных признаков и параметров контролируемых объектов с позиций информативности, а зачастую даже с позиций избыточности потока информации. Это касается всех уровней и разделов диагностики.

Надеюсь, что те читатели, которые склонны серьезно задуматься над основными вопросами научного познания, кто имеет тягу к самостоятельному мышлению, кто в поиске нового, необычного, выходящего за привычные рамки, оставят свои отзывы и критические замечания по прочтении данного пособия.

10 Словарь терминов и понятий Техническая диагностика базируется на ряде специфических терминов и понятий, установленных государственными стандартами (ГОСТ 26656-85 , ГОСТ 20911-89 ). Ниже приведены данные согласно ГОСТам, ОСТам, СТП, а также взятые в научно-технической и учебной литературе .

Выборочно остановимся на основных терминах.

Техническое состояние – совокупность свойств объекта, подверженных изменению в процессе эксплуатации, характеризуемых в определенный момент времени заданным требованиям и признаками, установленными НТД.

Объект диагностики – изделие или его составная часть, являющаяся предметом выполнения работ в процессе диагностирования.

Диагностирование – процесс определения вида технического состояния объекта, системы.

Диагностический признак – индивидуальная характеристика состояния или развития объекта, процесса, характеризующая его свойство, качество.

Диагностический параметр - оцифрованная физическая величина, отражающая техническое состояние объекта и характеризующая какое-либо свойство объекта в процессе его диагностирования.

Критерий – (от греч. kriterion) признак, на основании которого производится оценка, определение или классификация чего-либо; мерило оценки.

Неисправность (неисправное состояние) – состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований, установленных НТД.

Исправность (исправное состояние) – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям, установленным НТД.

Работоспособное состояние состояние (работоспособность) – объекта, изделия, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах установленных НТД.

Неработоспособное состояние (неработоспособность) – состояние объекта, изделия, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям НТД.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта диагностики.

Дефект – каждое отдельное несоответствие объекта требованиям, установленным НТД.

Контролепригодность свойство, характеризующее

– приспособленность объекта к проведению его контроля заданными методами и средствами технической диагностики.

Программа диагностирования совокупность алгоритмов

– диагностики, выстроенных в определенной последовательности.

Безотказность свойство объекта непрерывно сохранять

– работоспособность в течение определенного времени или наработки.

Надежность – свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, режимов хранения и транспортирования.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе ТО и Р.

Прогнозирование – процесс определения технического состояния объекта контроля на предстоящий период времени в определенном интервале.

Наработка – время эксплуатации объекта (в часах, посадках, циклах, годах).

Априори - (от лат. apriori - из предшествующего) понятие логики и теории познания, характеризующее знание, предшествующее опыту и независимое от него.

Диссипация – (от лат. dissipatio рассеивание) - 1) для энергии - переход энергии упорядоченного движения (например, энергии электрического тока) в энергию хаотического движения частиц (теплоту); 2) для атмосферы постепенное улетучивание газов атмосферы (земли, других планет и космических тел) в окружающее космическое пространство.

Ресурс – продолжительность эксплуатации объекта (в часах, посадках, циклах).

Неразрушающий контроль – контроль качества продукции, изделия, объекта, который должен не нарушать пригодности для использования по назначению.

Метод контроля – совокупность правил применения определенных принципов для осуществления контроля.

Способ контроля – совокупность правил применения определенных видов осуществления методов контроля.

Средство контроля – изделие (прибор, дефектоскоп) или материал, применяемые для осуществления контроля с учетом разновидностей способов, методов контроля.

Автоматизированная система диагностики – система диагностики, в которой процедуры диагностирования осуществляются с частичным непосредственным участием человека.

Автоматическая система диагностики – система диагностики, в которой процедуры диагностирования осуществляются без непосредственного участия человека.

Трибодиагностика – (от лат. tribus, tribuo – делить, распределять) область диагностики, занимающаяся определением технического состояния трущихся деталей на основе анализа продуктов износа в смазочном масле.

Глава 1. Основы технической диагностики

Основные направления технической диагностики 1.1.

Техническая диагностика изучает методы получения и оценки диагностической информации, диагностические модели и алгоритмы принятия решений. Техническим диагностированием называется процесс определения технического состояния объекта с определенной (ТС) точностью. Целью технической диагностики является эффективная организация процессов диагностирования авиационной техники (АТ) при изготовлении, эксплуатации, ремонте и хранении, а также повышение ее надежности и ресурса при качественном техническом обслуживании (ТО), безопасной и надежной эксплуатации.

При диагностировании определяется состояние объекта в данный момент времени, на предстоящий и прошедший периоды работы.

Планер, двигатель, функциональные системы АТ подвержены непрерывным, качественным изменениям. Направление этих изменений предопределяется вторым законом термодинамики, который утверждает, что упорядоченные системы (к ним относятся все технические устройства) имеют тенденцию самопроизвольно разрушаться со временем, т.е.

утрачивать упорядоченность, заложенную в них при создании. Эта тенденция проявляется при совместном действии многочисленных дезорганизационных факторов, которые не могут быть учтены при проектировании и изготовлении АТ, поэтому процессы изменения качества кажутся нерегулярными, случайными, а их последствия - неожиданными.

При эксплуатации АТ по фактическому техническому состоянию важно обеспечить необходимую эффективность технического обслуживания.

Для этой цели служит ранняя диагностика, позволяющая обнаружить неисправности АТ с упреждением в такой стадии их развития, которая допускает хоть и ограниченное, но безопасное продолжение эксплуатации.

Благодаря раннему обнаружению дефектов и неисправностей техническая диагностика позволяет устранить отказы в процессе ТО, что повышает надежность и эффективность эксплуатации АТ. Это означает, что диагностика совершенствуясь и развиваясь перерастает в прогнозирование состояний АТ, являющееся одним из направлений области технической диагностики.

Здесь решения должны основываться на моделях отказов, изучаемых в теории надежности. При прогнозировании очень важен выбор вида модели и ее обоснование, так как прогноз, осуществляемый по разным моделям, дает существенно различные результаты . Следует отметить, что прогнозирование с использованием диагностических моделей может осуществляться не только путем экстраполяции, но и в направлении уменьшения наработки интерполированием. Такое предсказание прошедшего состояния называется генезом. Генез необходим при оценке состояния объекта, предшествовавшего отказу.

Таким образом, подводя черту под вышесказанным, следует акцентировать внимание на трех основных направлениях, вокруг которых и базируются представления о классических и прикладных задачах в области теоретической и практической диагностики, ее информационные составляющие - генез, диагноз, прогноз.

Задачи технической диагностики 1.2.

Техническая диагностика АТ решает обширный круг задач, но основной - является распознавание состояний технических систем в условиях ограниченной информации. Решение диагностических задач (отнесение объекта к исправному или неисправному состоянию) всегда связано с риском ложной тревоги или пропуска дефекта.

Следует отметить, что угрожающие при своем развитии разрушением объектов АТ неисправности можно укрупнено разделить на три группы :

1) неисправности очень быстро (в течение долей секунды или нескольких секунд) переходящие в аварию, или, что почти то же самое, неисправности, слишком поздно обнаруживаемые с помощью доступных средств диагностики;

2) неисправности, способные развиваться в аварию в течение нескольких минут, а также неисправности, характер и темп развития которых нельзя достоверно предсказать на основе достигнутого уровня знаний.

Возникновение подобных неисправностей должно сопровождаться немедленной выдачей сигнала экипажу самолета персоналу (или испытательного стенда) для привлечения внимания, оценки ситуации и принятия необходимых мер;

неисправности, развивающиеся относительно медленно или 3) обнаруживаемые наличными диагностическими средствами на столь ранней стадии, что переход их в аварию в продолжение данного полета можно считать практически исключенным. Раннее обнаружение именно таких неисправностей и составляет основу прогнозирования состояний АТ.

Одна из практических задач исследований диагностики в области динамики развития неисправностей АТ состоит в том, чтобы максимально сокращать число неисправностей первой и второй групп и постепенно «переводить» их в третью, расширяя, таким образом, возможности раннего диагностирования и долгосрочного прогнозирования состояний АТ. Высокая степень упреждения диагноза не только повышает безопасность полетов (БП), но и способствует существенному снижению эксплуатационных затрат, связанных с нарушением регулярности полетов, ремонтом АТ.

Опыт эксплуатации АТ для решения задач диагностики показывает, чтобы правильно поставить диагноз, необходимо на первом этапе заранее знать все возможные состояния, исходя из априорных статистических данных и вероятностей проявления ситуаций, а также массив диагностических признаков, реагирующих на эти состояния. Как уже отмечалось, процесс качественного изменения технических свойств АТ происходит непрерывно, а это значит, что множество возможных ее состояний бесконечно и даже несчетно. Одна из задач диагностики состоит в том, чтобы разбить множество состояний на конечное и небольшое число классов. В каждом классе объединяются состояния, обладающие одинаковыми свойствами, выбранными в качестве признаков классификации.

При этом статистическая база параметров, полученных перечисленными выше методами диагностики, должна быть непредвзятой и реальной.

Не все параметры, которые могут быть использованы в диагностике, равноценны по содержательности сведений о функционирующих системах АТ. Одни из них приносят информацию сразу о многих свойствах работающих модулей, другие, напротив, крайне бедны. Безусловно, предпочтение следует отдавать диагностическим параметрам, носящим флуктуирующий характер, а не тем, которые постоянны или меняются очень медленно . Например, шум авиадвигателя и его вибрация по количеству привносимой информации имеют большое преимущество перед такими устойчивыми инертными сигналами, как температура охлаждающей жидкости, скорость вращения вала и др., хотя эти параметры так же как шум и вибрация зависят от состояния работающего авиадвигателя. Поэтому на втором этапе интересным представляется рассмотреть задачи взаимосвязи диагностических параметров, их изменение и возможное влияние друг на друга, а также оценить значимость признаков разных функциональных параметров АТ.

Необходимо лишь найти физическую интерпретацию абстрактных формул и пути практического осуществления предписываемых ими подходов. Таким образом, на третьем этапе необходимо подтвердить, воспользовавшись известными принципами информационной теории, значимость диагностических признаков, и с учетом этого сформировать диагноз, а в дальнейшем, осуществить прогноз предотказных состояний. Эта часть работы связана с наибольшими трудностями, т.к. функциональные системы АТ являются многопараметрическими, но не все параметры одинаково существенны (информативны) в тех или иных конкретных условиях.

Обратимся к классической трактовке структурирования диагностики по Биргеру И.А. лишь с некоторым дополнением этой схемы (рис.1.1) [ 4 ].

ТЕХНИЧЕСКАЯ

ДИАГНОСТИКА АТ

– – –

Представленная укрупненная структура характеризуется двумя взаимосвязанными направлениями: теорией распознавания и теорией информативности. Теория распознавания дополнена новыми элементами классификации и включает в себя разделы, связанные с построением алгоритмов распознавания, решающих правил при идентификации объектов контроля и диагностических моделей и их классификацию. Теория информативности в данном контексте подразумевает получение диагностической информации с помощью известных методов и средств диагностики, автоматизированный контроль с разработкой алгоритмов поиска неисправностей, минимизацию процесса установления диагноза.

Еще один круг задач в области технической диагностики связан с непрерывным внедрением систем диагностирования в практику эксплуатационных предприятий ГА. Условием для их внедрения является наличие специальных методик и программ диагностирования, а также алгоритмов принятия решений по дальнейшей эксплуатации АТ. При этом необходимыми условиями являются наличие современного приборного, метрологически аттестованного оборудования и кадров соответствующего уровня квалификации.

В последующих главах пособия излагаются теоретические и информационные аспекты методов постановки технического диагноза, рассматриваются методы диагностики авиационной техники с информационных позиций, приводятся конкретные примеры в области информационной диагностики.

Глава 2. Теоретические и информационные аспекты технического диагноза

2.1. Основные философские воззрения теории информации Рассмотрим, как изменялось понятие «информация» в разные периоды развития диагностики и в разных ее контекстах. Различные исследователи предлагали как разные словесные определения, так и разные количественные меры информации. Анализ истории термина «информация»

позволяет глубже понять некоторые современные аспекты и разночтения его употребления. Латинское слово «информация» означает: придание формы, свойств. В XIY веке так называли божественное «программирование» вложение души и жизни в тело человека . Примерно в это же время слово «информация» стало означать и передачу знаний с помощью книг. Таким образом, смысл этого слова смещался от понятий «вдохновение», «оживление» к понятиям «сообщение», «сюжет».

В настоящее время мы говорим, что получаем информацию (сведения), когда узнаем что-либо о событии, результат которого не был предопределен;

и чем более ожидаемым, вероятным является событие, тем меньше информации мы получаем. На таких рациональных представлениях о том, как уменьшается неопределенность при получении тех или иных сведений, и базируются научные концепции информации и количественные (вероятностные) меры ее оценки .

Основополагающими работами в этом направлении являются статьи Р. Хартли (1928 г.) для равновероятных событий и К. Шеннона (1948 г.) для совокупностей событий с различными вероятностями.

Следует отметить, что еще в г. появилась работа нашего соотечественника В.А. Котельникова о квантовании электрических сигналов, содержащая знаменитую “теорему отсчетов”. Однако в мировой научной литературе считается, что именно 1948 г. – это год зарождения теории информации и количественного подхода к информационным процессам.

Появление этих работ было обусловлено стремительным развитием технических средств связи и необходимостью измерения передаваемых сведений. Теория информации “объемов” (количеств) возникла в недрах теории связи, как ее аппарат и фундамент. Это отражено уже в названии основополагающего труда К. Шеннона «Математическая теория связи». При этом сам автор был против распространения его подхода на другие научные направления: он писал о специфике задач связи, о трудностях и ограничениях своей теории.

Однако следующие три десятилетия стали периодом широчайшей экспансии теоретико-информационных представлений - развития как собственно теории информации, так и ее разнообразнейших приложений, благодаря которым сформировалась настоящая общенаучная, философско – информационная парадигма. Вовлеченными в этот процесс оказались и “чистые” математики, и специалисты по теории систем, физики, химики, биологи, представители практически всех гуманитарных наук.

Для этого “взрыва” были определенные предпосылки, сформированные развитием физики. Математическое выражение для количества информации, введенное Р.Хартли (2.1) и обобщенное К.Шенноном (2.2-2.3), - «копия»

знаменитой формулы Л. Больцмана для физической энтропии системы. Это «совпадение» далеко не случайно - оно свидетельствовало о каких-то глубинных общностных процессах. Потребовалась универсальная мера гетерогенности систем, которая позволила бы сравнивать их сложность и многообразие. В дальнейшем эта мера использовалась как, например, в термодинамике (в моделях идеального газа), так и в диагностике материальных объектов (при анализе работы функциональных систем, распознавании образов, в решении задач постановки диагноза).

Проникновение термодинамических представлений в теоретикоинформационные исследования привело к переосмыслению работ классиков термодинамики и статистической физики. В публикациях рассматриваемого периода упоминаются работы П. Лапласа, Р. Майера, Д. Джоуля, Г. Гельмгольца, С. Карно, Р. Клаузиуса, Дж. Томпсона, Нернста, Дж. Гиббса, Л. Больцмана, Дж. Максвелла, Л. Сцилларда и других физиков.

Представления термодинамики и статистической физики создатели теории информации стремились расширить до ранга общесистемных моделей. Своеобразным этапом в этом процессе стали работы Л. Бриллюэна , который на основе введенного им понятия «негэнтропийного принципа»

обосновал связь понятия количества информации с понятием физической энтропии. Пользуясь современными терминами, следует отметить, что предметом не только этих первых, но и большинства более поздних теоретико-информационных работ была лишь “микроинформация” информация, которую система не запоминает и которая является мерой разнообразия возможных микросостояний, определяющих макросостояние системы.

Развитие теоретических термодинамических представлений привело, в частности, к выводам о возможности построения статистической как равновесной, так и неравновесной термодинамики на базе теории информации, а впоследствии - и к построению (в том числе и на базе экспериментов) термодинамической теории информационных процессов, в которой установлены связи между информационными и энергетическими характеристиками .

Существует и другой подход к понятию информации, охватывающий структуры и связи систем. В 1936 году А. Тьюринг и Э. Пост независимо друг от друга разработали концепцию “абстрактной вычислительной машины”. Затем А. Тьюринг описал гипотетический универсальный преобразователь дискретной информации (“машину Тьюринга”).

Начало пониманию сущности информации как всеобщего свойства материи было положено Н. Винером. В 1941 году он опубликовал свой первый труд об аналогиях между работой математической машины и нервной системы живого организма, а в 1948 году - фундаментальное исследование или управление и связь в животном и “Кибернетика, машине” . По замыслу автора эта монография должна была стать наукой об управлении, объединяющей все виды управления в живой и неживой природе. Недаром Н. Винер использовал для названия новой науки термин, предложенный еще Ампером в его классификации наук. Ампер, как известно, предлагал назвать кибернетикой науку об управлении государством.

Предложенная формула информации «Информация - это информация, а не материя или энергия», зафиксированная как открытие в Международной регистрационной палате информационно-интеллектуальной новизны, интерпретируется следующим образом: «Информация представляет собой всеобщее свойство взаимодействия материального мира, определяющее направленность движения энергии и вещества. Это всеобщее, нематериальное свойство взаимодействия материального мира включает в себя первичную и вторичную информацию. При этом, под первичной информацией подразумевается направленность движения вещества, при котором возникает не только направленность его движения в пространстве, но и форма (структура, морфология) как результат направленности движения, составляющих вещество элементов, а вторичная информация есть отражение первичной в виде формы (структуры, модуляции) пространственных сил, сопровождающих всякое движение вещества. Открытие может быть использовано для изучения процессов и явлений, не имеющих в настоящее время научного обоснования, в физике, химии, биологии, медицине, экономике и других областях человеческих знаний» .

Из этого следует, что информация объединяет в себе три принципиально отличные вида направленность движения, форму

– (структуру) вещества и форму (структуру, модуляцию) окружающих вещество полей, которые мы наблюдаем в результате действия пространственных сил, сопровождающих движение вещества. Однако Н. Винер не смог объяснить взаимосвязь механизма информационного взаимодействия и механизма управления.

На необходимость двух принципиально различных подходов к построению теории информации указывал Дж. Нейман, отмечавший, что вероятностно-статистический подход необходим для информационного описания двух разных процессов (систем) – статистических и динамических.

Понятие информации не случайно оказалось ключевым для быстро развивающихся дисциплин – как общенаучных, так и специальных. Это было вызвано бурными успехами экспериментально-аналитических исследований более полвека назад, в 1948 г., когда были созданы концепции и основы математического аппарата общей теории информации для анализа состояний систем.

Большое значение для понимания сущности информации имели работы английского ученого У. Эшби, однако, и они не смогли сдержать превращения кибернетики как науки об управлении, в науку об обработке информации с помощью вычислительной техники. Мешала математика:

предложенная Н. Винером и К. Шенноном формула для измерения информации «заслонила» от ученых физику информации, о которой говорили Н. Винер и У. Эшби. Более того, вмешательство в выяснение сущности информации таких известных физиков, как Э. Шредингера и Л. Бриллюэна, только усугубило проблему: информации стали противопоставлять энтропию энергии, т.к. математическое выражение для измерения количества информации Винера-Шеннона по форме совпадало с математическим выражением энтропии энергии Больцмана-Планка.

Считалось, что «настоящую информацию» измерить нельзя, т.к. до конца оставалось неясно, что же такое настоящая информация.

В теории связи по К.Шеннону информация выступает в виде различных сообщений: например, букв или цифр, как в телеграфии, или непрерывной функции времени, как при телефонии или радиовещании, но в любом из указанных примеров это представляет собой передачу смыслового содержания человеческой речи. В свою очередь человеческая речь может быть представлена в звуковых колебаниях или в письменном изложении. На это удивительное свойство информации – представлять одно и то же смысловое содержание в самом различном физическом виде – обратил внимание исследователей У. Эшби. Это свойство вторичной информации называется кодированием. Для того чтобы общаться с другими людьми, человеку приходится постоянно заниматься кодированием, перекодированием и декодированием. Понятно, что по каналам связи вторичная информация может передаваться в самых различных системах кодирования. Одной из задач, которую ставил перед собой К. Шеннон, заключалась в том, чтобы определить систему кодирования, позволяющую оптимизировать скорость и достоверность передачи вторичной информации.

Для решения этой задачи К. Шеннон использовал математический аппарат, созданный еще в 1928 году Р. Хартли в его работе «Передача информации». Именно Р. Хартли ввел в теорию передачи информации методологию "измерения количества информации", которая представляет собой «группу физических символов – слов, точек, тире и т.п., имеющих по общему соглашению известный смысл для корреспондирующих сторон» .

Таким образом, ставилась задача ввести какую-то меру для измерения кодированной информации, а точнее последовательности символов, используемых для кодирования вторичной информации.

Рассматривая передаваемую информацию в виде определенной последовательности символов, например алфавита, а передачу и прием этой информации в виде последовательных выборов из этого алфавита, Р. Хартли ввел понятие количества информации в виде логарифма числа, общего количества возможной последовательности символов (алфавита), а единицей измерения этой информации определил – основание этого логарифма. Тогда, например, в телеграфии, где длина алфавита ровна двум (точка, тире), при основании логарифма 2, количество информации, приходящееся на один символ равно H = log 22 = 1 бит (1 двоичная ед.). (2.1) Аналогично при длине алфавита 32 буквы: H = log2 32 = 5 бит (5 двоичных единиц).

Шеннон К., используя методологию Р. Хартли, обратил внимание на то, что при передаче словесных сообщений частота использования различных букв алфавита не одинакова: некоторые буквы используются очень часто, другие - редко. Существует и определенная корреляция в буквенных последовательностях, когда за появлением одной из букв с большой вероятностью следует конкретная другая. Введя в формулу Р. Хартли указанные вероятностные значения р, К. Шеннон получил новые выражения для определения количества информации. Для одного символа это выражение приобретает вид:

– – –

Выражение (2.3), повторяющее по форме выражение для энтропии в статистической механике, К. Шеннон по аналогии назвал энтропией.

Такой подход принципиально изменил понятие информации. Под информацией теперь стали понимать не любые сообщения, передаваемые в системе связи, а лишь те, которые уменьшают неопределенность у получателя информации об объекте, и чем больше уменьшается эта неопределенность, т.е. чем больше снижается энтропия сообщения, тем выше информативность поступившего сообщения. Энтропия - это тот минимум информации, который необходимо получить, чтобы ликвидировать неопределенность алфавита, используемого источником информации.

Форма информации (структура, модуляция физических полей), которая и несет смысловое содержание этой информации, реализуя его через информационное взаимодействие материи, является вторичной информацией.

Легко понять, что смысловое содержание вторичной информации в человеческом обществе это знание об окружающем нас мире,

– определяющее поведение человека, т.к. опираясь на эти знания, человек взаимодействует с природой и материальными объектами.

Вторичная информация существует объективно, независимо от воли и сознания людей. Вторичная информация, например, может проявляться в виде электромагнитного, гравитационного полей, фиксируемых органолептическими чувствами человека.

Человек воспринимает мир через образы, но, анализируя увиденное, мыслит словами. Это означает, что в нашей памяти одновременно хранится образная вторичная информация об окружающем нас мире в своем естественном голографическом виде и перекодированная вторичная информация в символике нашего языка. Каждый человек постоянно занимается кодированием и перекодированием, наблюдая окружающий мир.

При этом символьную информацию, хранящуюся в памяти, можно анализировать количественно по Э.Хартли или К.Шеннону, используя одинаковый алфавит и двоичную систему счисления. Настоящая информация действительно не измеряется, т.к. отсутствуют эталоны сравнения. Однако ее можно классифицировать и определить более значимую составляющую для постановки диагноза.

Следует отметить, что важную роль в развитии теории информации сыграли математические исследования - работы А.Н. Колмогорова, М.М. Бонгарда , которые привели к новым определениям в теории информации. Количество информации рассматривалось как минимальная длина программы (сложность), позволяющая однозначно преобразовывать одно множество в другое. Эти подходы позволили весьма расширить круг конкретных задач, в частности, вовлечь во многие исследования мощь электронно-вычислительной техники.

Технические системы сразу же стали очень перспективными объектами для диагностики. С одной стороны, это – физические, материальные объекты, доступные разным методам экспериментальных исследований. С другой стороны, информационный обмен является важнейшей характеристикой поведения этого объекта. Наличие информационного обмена, общего для любых технических объектов позволяет осуществить их (систем), диагностику на основе теории информации, т.е. использовать ее для обеспечения процессов распознавания состояний АТ.

– – –

2.2.1. Закон сохранения информации сохраняет свое значение в неизменном виде «Информация пока остается в неизменном виде носитель информации – материальный объект» . Закон сохранения информации - это, прежде всего, проявление одного из важнейших свойств информации - независимость информации от времени. Будучи нематериальной стороной материи, информация не может существовать сама по себе без материальной стороны. Однако имеет место распределение первичной и вторичной информаций по шкале времени.

Вторичная информация, как правило, преобладает с увеличением возраста объекта, но при этом сохраняется неизменность суммарной информации.

Это свойство обеспечивается под воздействием специальных физических сил. Физические силы - это основа современной физической науки. Именно с изучения сил и началось становление физики как науки.

Основоположник физической науки И. Ньютон высказался по этому вопросу совершенно определенно, считая что вся трудность физики, как будет видно, состоит в том, чтобы по явлениям движения распознать силы природы, а затем по этим силам объяснить остальные явления.

– – –

Рис.2.1. Основные информационные законы 29 Все законы сохранения энергии и действующие в них силы жестко связаны с информационной стороной движения, но приоритет всегда отдавался энергетическому проявлению сил, а потому затенялось главное указанные силы действуют в интересах сохранения информации.

Интересно отметить, что еще в XVII в. Лейбниц назвал математическое выражение для измерения количества движения, сформулированное Ньютоном (p = mV), «законом сохранения направления», или «законом сохранения движения вперед». То же самое можно сказать и о силе инерции:

сила инерции сохраняет направленность равномерного и прямолинейного движения вещественных тел. Причем сохраняет не только скорость, но, прежде всего, направленность движения. Сила инерции - это сила сохранения информации.

В физике существует большое количество сил сохранения информации.

Одни сохраняют плоскость кругового движения, другие направленность оси гироскопа, третьи форму и структуру вещественных тел, но все они рассматриваются разрозненно, без понимания их общего предназначения и механизма действия. Рассмотрение действия различных сил – традиционная область научных интересов современной физики и те трудности, которые эта область испытывает сегодня, объясняются, прежде всего, непониманием информационной стороны действия этих сил, и незнанием информационных законов.

Закон сохранения информации – это многогранный и сложный закон, теория которого находится на стадии формирования. Но уже сегодня можно с уверенностью сказать: «Любая информация, во всех ее формах и структурах имеет силы сохранения, оберегающие ее существование» .

– – –

Этот закон логически вытекает из сущности информационного дуализма . Появление любых новых материальных форм есть всегда результат энергоинформационного взаимодействия, но сама новая форма (структура) материи определяется только информационной стороной этого взаимодействия.

Выше показано, что любому человеческому труду предшествует создание вторичной информации, которая тоже создается на основании информации – человеческих знаний. Но в процессе самого труда в формообразовании участвует и контактное взаимодействие различных видов первичной информации.

Когда на прессе штампуется изделие определенной формы, то все понимают, что форма эта зависит не от мощности пресса, а от формы штампа. Конечно, получение формы под давлением во многом определяется твердостью, пластичностью используемого материала, его способностью сохранять заданную форму. Но это свойства не формы, а носителя этой формы, определяющие у него наличие «памяти» и параметров этой памяти.

Носитель всегда материален и его материальные свойства определяют свойства памяти, но не информации. Сама же форма - не материальна.

Общая теория информации показывает, что информация не зависит от времени, но характеризуется пространством. Энергия не зависит от пространства, но характеризуется временем .

Например, любое физическое колебание механическое или электромагнитное - имеет две независимые, но совместно действующие стороны: энергетическую, связанную со скоростью движения материи, которая характеризуется временем, и информационную, связанною с пространственным действием колебаний, пространственным размахом.

Скорость движения механического маятника, как известно, при одинаковом периоде колебаний может быть различна и определяется энергией. А период колебаний этого маятника, как определил Ньютон, зависит только от его длины.

2.2.3. Основной закон термодинамики в информационной трактовке Одним из важнейших принципов, вытекающих из второго начала термодинамики, является принцип деградации энергии. При этом энергия подразделяется на энергию высокого качества механическую и электрическую, среднего качества – химическую, и низкого качества тепловую энергию. Такая классификация определяет способность энергии производить работу, а это означает, что тепловая энергия по сравнению с остальными дает самый низкий коэффициент полезного действия.

Энергия механической системы имеет самый высокий КПД именно потому, что в механической системе все молекулы жестко связаны и в процессе выполнения работы движутся однонаправлено.

Все это означает, что для выполнения работы энергетические возможности должны сопровождаться возможностями информационными и всякий процесс совершения работы есть процесс информационного взаимодействия, в котором информация выступает в виде свойства, управляющего направленностью движения.

Новое толкование второго начала термодинамики позволяет определить ее связь с классической механикой, которая казалось утерянной из-за отсутствия в термодинамике понятия траектории: всякий процесс совершения работы есть процесс информационного взаимодействия, в котором информация выступает в виде направленности движения, выполняя управляющую роль.

Информационная трактовка второго начала утверждает, что в замкнутой системе любое однонаправленное коллективное движение составляющих эту систему элементов не может продолжаться сколь угодно долго и должно перейти в хаотическое движение.

Но поскольку сама информация не зависит от времени, то целесообразно подчеркнуть, что второе начало в общей теории информации связано с материальным свойством нематериальной информации, с носителем информации, с тем свойством, которое называется образом (видом).

Второе начало термодинамики - это всеобщий закон природы, который распространяется на любую физическую систему, в том числе и на стационарные формы существования материи. Ведь стационарная форма существования материи - это результат информационного взаимодействия.

Направленное движение материальной точки, единичного объекта - это простейший вид существования информации, но он является основой возникновения любой другой формы материального мира.

2.2.4. Принцип минимума диссипации «При информационном взаимодействии направленность движения обеспечивает минимум диссипации энергии» .

Еще в XVIII в. П. Мопертюи сформулировал принцип, который называется сегодня принципом наименьшего действия Мопертюи-Лагранжа.

Мопертюи П. сформулировал, что природа, производя действия, всегда пользуется наиболее простыми средствами, и количество действия всегда является наименьшим. Правда, П. Мопертюи не смог объяснить правильно, что же такое «действие природы», и полагал, что справедливость этого принципа следует из разума Бога.

В термодинамике сформулирован принцип наименьшего рассеяния энергии . Этот принцип обоснован в теореме американского физика Л. Онсагера - одной из основных теорем термодинамики неравновесных процессов.

На основании теоремы Л. Онсагера бельгийским физиком И. Р. Пригожиным в 1947 г. доказана еще одна теорема термодинамики неравновесных процессов, названная теоремой И. Пригожина, согласно которой при данных внешних условиях, препятствующих достижению системой равновесного состояния, стационарному состоянию системы соответствует минимум производства энтропии.

33 Сама сущность проводимых в этой области изысканий: формирование потока и движение потока, перемещение материальной точки в потенциальном поле, действие сил, определяющих направленное движение, все это говорит о том, что следует рассматривать именно информационную сторону взаимодействия материи. Именно информация управляет и направленностью движения вещества и направленностью движения энергии.

Общая теория информации утверждает что существует , информационная сторона взаимодействия материи, определяющая направленность движения, и естественным критерием выбора направленности движения является минимум диссипации энергии.

Используемое понятие минимума диссипации энергии выходит за рамки сегодняшнего понимания в физике, более того, энергетическая сторона энергоинформационного взаимодействия материи с учетом управляющего информационного воздействия требует серьезного физического уточнения, но это уже выходит за рамки общей теории информации. Принцип минимума диссипации энергии – универсальный закон информационного взаимодействия, объясняемый только с позиций общей теории информации .

– – –

неопределенности при статистическом описании, приводятся в курсах теории информации и некоторых курсах статистической физики Ландау Л.Д., Лифшица Е.М., Леонтовича М.А. и др.

2.3.2. Применение Н-теоремы для открытых систем Среди систем, которые могут обмениваться энергией, выделяется значимый класс систем, движение в которых можно рассматривать как броуновское. В таких системах разность свободных энергий F(t) и F0 (где индекс "0" относится к равновесной характеристике) определяется выражением:

– – –

которое представляет пример т.н. энтропии Кульбака.

2.3.3. Динамическое и статическое описание сложных движений Ранее отмечалось, сколь драматическим было "соперничество" динамической и статистической теорий при описании сложных движений в открытых макроскопических системах.

Похожие работы:

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет» Кафедра автомобильных перевозок МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению организационно-экономической части дипломного проекта для студентов специальности 240400.01 (190702) «Организация и безопасность движения» всех форм обучения Составители Л. Н. Клепцова Ю. Н. Семенов Рассмотрены и утверждены на заседании кафедры Протокол № 69 от...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ ЦЕННОСТИ И ЭТИКА БУХГАЛТЕРОВ И АУДИТОРОВ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПЕНЗА 2015 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» (ПГУ) Профессиональные ценности и этика...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет» Факультет туризма и сервиса Кафедра философии Одобрена: Утверждаю Кафедрой философии протокол от 14.01.2015 г. № 5 Директор ИЛБиДС Зав. кафедрой Новикова О.Н. Герц Э.Ф. Методической комиссией ИЛБиДС « _ » 2015 г. протокол от 2015 г. № Председатель ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Б.1.Б2. Философия Направление:270800.62 (08.03.01) Строительство Профиль: Автомобильные дороги и...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» М.И. ЛЕБЕДЕВА, И.А. АНКУДИМОВА, О.С. ФИЛИМОНОВА Светлой памяти Надежды Александровны Сухоруковой посвящается ХИМИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ (ЗАДАЧИ, УПРАЖНЕНИЯ, КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ) Рекомендовано Учёным советом университета в качестве учебного пособия для студентов дневной и заочной форм обучения...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. А.Н. ТУПОЛЕВА-КАИ» Институт информационных технологий и телекоммуникаций Кафедра Естественнонаучных и гуманитарных дисциплин УТВЕРЖДАЮ Директор НИИТТ КНИТУ – КАИ И.З. Гафиятов 15 июня 2015г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА учебной дисциплины «Мониторинг среды обитания» Индекс по ФГОС ВПО Б3.В.ДВ.5. Направление 280700.62 Техносферная...»

«Миронова Д.Ю., Евсеева О.А., Алексеева Ю.А.ИННОВАЦИОННОЕ ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВО И ТРАНСФЕР ТЕХНОЛОГИЙ Санкт-Петербург МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УНИВЕРСИТЕТ ИТМО Миронова Д.Ю., Евсеева О.А., Алексеева Ю.А.ИННОВАЦИОННОЕ ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВО И ТРАНСФЕР ТЕХНОЛОГИЙ Учебное пособие Санкт-Петербург Миронова Д.Ю., Инновационное предпринимательство и трансфер технологий / Д.Ю. Миронова, О.А. Евсеева, Ю.А. Алексеева – СПб: Университет ИТМО, 2015. – 93 с. В учебном пособии...»

« учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ» Согласовано Утверждаю Руководитель ООП Зав. кафедрой ИГД по направлению 210502 проф. И.В. Таловина проф. Ю.Б. Марин РАБОЧАЯ ПРОГРАММА «Геолого-съемочная учебная практика» Специальность: 210502 (130101) Прикладная геология Специализация:...»

«ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ» Согласовано Утверждаю Руководитель ООП Зав. кафедрой по направлению подготовки машиностроения 15.03.01 «Машиностроение» профессор Максаров В.В. профессор Максаров В.В. «» _ 2015 г. «» _ 2015 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет» в г. Сызрани Александрова О.Б. МАКРОЭКОНОМИКА Методические указания к курсовой работе Сызрань 2013 Печатается по решению НМС инженерно-экономического факультета филиала ФГБОУ ВПО Самарского государственного технического университета в г. Сызрани. Рассмотрено и утверждено НМС...»

«ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ МЧС РОССИИ ПО РЕСПУБЛИКЕ КОМИ МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОСОБИЕ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПИРОТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ г. Сыктывкар 2010г. ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ МИНИСТЕРСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ ПО РЕСПУБЛИКЕ КОМИ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПИРОТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ Методическое пособие Методическое пособие...»

«Электронный архив УГЛТУ Е.А. Газеева М.А. Тетерина ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ЛЕСНОМ КОМПЛЕКСЕ Екатеринбург Электронный архив УГЛТУ МИНОБРНАУКИ РОССИИ ФГБОУ ВПО «УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра технологии и оборудования лесопромышленного производства Е.А. Газеева М.А. Тетерина ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ЛЕСНОМ КОМПЛЕКСЕ Методические указания для студентов специальности 250400.62 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» Екатеринбург...»

«Сведения о реализации основной профессиональной образовательной программы Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Тюменской области «Тюменский лесотехнический техникум» (ГАПОУ ТО «ТЛТ») «Соответствие содержания и качества подготовки обучающихся требованиям федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС) (государственных образовательных стандартов (ГОС) – до завершения их реализации в профессиональной образовательной организации) по основной...»

« технический университет» (УГТУ) ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ Методические указания Ухта, УГТУ, 2014 УДК622.691.4:053:681.518.5 (075.8) ББК 30.820.5 я К 82 Кримчеева, Г. Г. К 82 Основы технической диагностики [Текст] : метод. указания / Г. Г. Кримчеева, Е. Л. Полубоярцев. – Ухта: УГТУ, 2014. – 32 с. Методические указания предназначены для...»

«ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ» Утверждено ученым советом 18 мая 2012г. протокол № 5 Переутверждено ученым советом 20 декабря 2013г. протокол№5 ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Направление подготовки (специальность): 21.05.04...»

«Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования «Гомельский государственный технический университет имени П. О. Сухого» БЕЛАРУСЬ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ МАТЕРИАЛЫ V Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Гомель, 24 мая 2012 года Гомель 2012 УДК 316.75(042.3) ББК 66.0 Б43 Редакционная коллегия: д-р социол. наук, проф. В. В. Кириенко (главный редактор) канд. ист. наук, доц. С. А. Юрис канд. ист. наук, доц. С. А. Елизаров канд. геогр. наук, доц. Е....»

«Министерство образования и науки РФ ФГБОУ ВПО Ангарская государственная техническая академия ТРЕБОВАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ, ОФОРМЛЕНИЮ И ЗАЩИТЕ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ Методические указания Издательство Ангарской государственной технической академии УДК 378.1 Требования по выполнению, оформлению и защите выпускной квалификационной работы: метод. указания / сост.: Ю.В. Коновалов, О.В. Арсентьев, Е.В. Болоев, Н.В. Буякова. – Ангарск: Изд-во АГТА, 2015. – 63 с. Методические указания...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» В. В. БОБРОВА Ю.И. КАЛЬВИНА МИРОВАЯ ЭКОНОМИКА Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» Оренбург УДК 339.9 (07) ББК 65.5 я Б Рецензент Боброва...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ухтинский государственный технический университет» (УГТУ) О. С. Кочетков, В. Н. Землянский, В. А. Копейкин УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО к написанию дипломных (курсовых) проектов и работ Учебное пособие Ухта, УГТУ, 2014 УДК (076) ББК 26.30 я7 К 75 Кочетков, О. С. К 75 Учебно-методическое руководство к написанию дипломных (курсовых) проектов и работ [Текст] :...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ухтинский государственный технический университет» (УГТУ) НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВАЯ ГЕОЛОГИЯ Лабораторные работы Методические указания Ухта, УГТУ, 2015 УДК 553.98 (0758) ББК 26.3 я7 ЗЗаборовская, В. В. З-12 Нефтегазопромысловая геология. Лабораторные работы [Текст] : метод. указания / В. В. Заборовская. – Ухта: УГТУ, 2015. – 36 с. Лабораторные работы предназначены для студентов...»

«ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»ТРАКТОРЫ И АВТОМОБИЛИ Методические указания для студентов 4, 5 курсов специальностей 311300, 311900 заочной формы обучения Тамбов Издательство ТГТУ УДК 626.144 ББК 033-011я73-5 М41 Рекомендовано Редакционно-издательским советом университета Рецензент Кандидат технических наук, старший научный сотрудник ВИИТиН Г.Н. Ерохин Составители: В.М. Мелисаров, П.П. Беспалько...»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»

Кафедра технической эксплуатации летательных аппаратов

и авиационных двигателей

ДИАГНОСТИКА АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ

методическим объединением вузов

Российской Федерации по

образованию в области эксплуатации

авиационной и космической техники

для межвузовского использования

Москва - 2007

Печатается по решению редакционно-издательского совета Московского государственного технического университета ГА

Рецензенты: д-р техн. и экон. наук, проф. ;

д-р техн. наук, проф. .

М38 Диагностика авиационной техники. Учебное пособие. - М.: МГТУ ГА, 2007. – 141 с.

В учебном пособии рассматривается комплекс вопросов, связанных с теоретическими основами технической диагностики, с позиций информационного обеспечения процессов диагностирования летательных аппаратов и авиадвигателей.

Пособие издается в соответствии с учебным планом и программой специальности 160901 по дисциплине «Диагностика авиационной техники» для студентов дневного отделения IV и V курсов, а также может быть полезным для магистрантов и аспирантов, изучающих проблемы диагностики в авиации.

Рассмотрено и одобрено на заседаниях кафедры 06.03.07 г. и Методического совета 13.03.07 г.

технический университет ГА, 2007

Предисловие……………………………………………………………………….5

Введение…………………………………………………………………………… 7

Словарь терминов и понятий........…………………………………………….. 10

Глава 1. Основы технической диагностики……………………………………13

1.1. Основные направления технической диагностики……………………..13

1.2. Задачи технической диагностики………………………………………..14

Глава 2. Теоретические и информационные аспекты технического диагноза…………………………………………………………………………..19

2.1. Основные философские воззрения теории информации………………19

2.2. Основные информационные законы…………………………………….27

2.2.1. Закон сохранения информации………………………………………….27

2.2.2. Основной информационный закон формообразования

и развития материи……………………………………………………….29

2.2.3. Основной закон термодинамики в информационной трактовке………31

2.2.4. Принцип минимума диссипации………………………………………...32

2.3. Энтропия и диагностическая информация……………………………...33

2.3.1. Энтропия Больцмана-Гиббса-Шеннона в решении

прикладных задач…………………………………………………………33

2.3.2. Применение Н-теоремы для открытых систем…………………………35

2.3.3. Динамическое и статическое описание сложных движений…………..36

2.4. Оценка значимости и ценности информации

в практических задачах диагностики……………………………………37

2.5. Применение информационной энтропии К. Шеннона

в задачах распознавания. Выбор критериев информативности……….42

Глава 3. Методы диагностики авиационной техники

с позиций информативности……………………………………………………47

3.1. Методы диагностики АТ и их возможности……………………………47

3.2. Анализ методов технической диагностики АТ

с позиций информативности……………………………………………..51

3.2.1. Тепловые методы и их эффективность………………………………...51

3.2.2. Возможности виброакустических методов оценки состояния АТ…...55

3.2.3. Эффективность трибодиагностики элементов ГТД…………62

3.2.4. Эффективность диагностики жидкостных систем ЛА и АД………70

3.2.5. Эффективность диагностики ГТД по термогазодинамическим

параметрам ………………………………………………………………72

3.2.6. Методы диагностики проточной части ГТД……………………………75

3.3. Методы обобщенной оценки состояния технических систем………...80

3.3.1. Методы сверток частных параметров контроля

к обобщенному показателю……………………………………………….. 80

3.3.2. Методы обобщенной оценки состояния технических

систем по информационному критерию………………………………...87

3.4. Требования к информационному критерию технического

состояния АТ……………………………………………………………...92

Глава 4. Теория информации в решении классификационных

задач технической диагностики……………………………………………….. 95

4.1. Задачи постановки диагноза……………………………………………..95

4.2. Множество возможных состояний ЛА и АД…………………………..101

5.2. Система информационного обеспечения процессов

диагностирования (СИОПД) ГТД………………………………………131

5.2.1. Назначение и цели системы…………………………………………….133

5.2.2. Общие требования, предъявляемые к системе………………………...135

5.2.4. Реализация и совершенствование системы……………………………138

Литература……………………………………………………………………...139

ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебная дисциплина «Диагностика авиационной техники» является одной из основных для подготовки студентов Механического факультета. Цель ее преподавания диктуется требованиями квалификационной характеристики студентов – выпускников указанной специальности по приобретению знаний и формированию умений в области управления техническим состоянием самолетов и двигателей ГА в процессе эксплуатации, позволяющие научно и технически обоснованно решать современные вопросы диагностики авиационной техники.

Согласно Второму началу термодинамики, в окружающем нас мире любое состояние системы, получаемое от различных источников информации, стремится к дезорганизации , и в последствии является нестабильным и разрозненным. В связи с этим важно выявить и уяснить сущность понятия – «информационный потенциал», под которым понимается недоиспользованная возможность учета информационной значимости как объекта диагностики, методов диагностирования, так и контролируемых параметров любой технической системы, подверженной диагностированию.

Таким образом, в настоящем учебном пособии акцентировано внимание на формирование диагнозов с учетом ценности получаемой информации контролируемых параметров, т. е. недоиспользованного их информационного потенциала, что позволит внимательному читателю дополнить классические представления об исследованиях в области диагностики, и улучшить эффективность практики технической эксплуатации авиационной техники.

Диагностика авиационной техники – это современная наука, которая постоянно совершенствуется, находится в поиске нового, ранее неизведанного. Стремление человека понять сущность физических процессов, заложенных природой и возникающих в авиационных конструкциях при эксплуатации, постоянно движет эту науку вперед.

«В мире нет ничего

постоянного кроме перемен»

Джонатан Смит

ВВЕДЕНИЕ

Термин «ДИАГНОСТИКА» греческого происхождения (diagnostikos), состоящий из слов - dia (между, врозь, после, через, раз) и gnosis (знание). Таким образом, слово diagnostikos можно трактовать, как способность распознавать. В античном мире диагностиками назывались люди, которые после битв на полях сражений подсчитывали количество убитых и раненых. В эпоху Возрождения диагностика - уже медицинское понятие, означающее распознавание болезни. В XIX - ХХ вв. это понятие стало широко использоваться в философии, а затем и в психологии, медицине, технике и других областях. В общем смысле, диагностика особый вид познания, находящийся между научным знанием сущности и опознаванием какого-либо единичного явления. Результат такого познания - диагноз, т. е. заключение о принадлежности сущности, выраженной в единичном явлении, к определенному установленному наукой классу.

В свою очередь, распознание - учение о методах и принципах распознавания болезней и о признаках, характеризующих те или иные заболевания. В широком смысле этого слова процесс распознавания используется во всех отраслях науки и техники, является одним из элементов познания материи, то есть позволяет определять природу явлений, веществ, материалов и конкретных предметов. С философской и логической точек зрения термин «диагностика» правомерно можно использовать в любых отраслях науки. Таким образом технической диагностикой называется наука о распознавании (отнесение к одному из возможных классов) состояния технической системы. При диагностировании объект устанавливается путем сопоставления знаний, накопленных наукой, о группе, классе соответствующих объектов.

Введем еще один термин – «индивидуальность». Индивидуальность – это неповторимость объекта, его тождественность, равенство с самим собой. В природе нет и не может быть двух тождественных друг другу объектов. Индивидуальность объекта выражается в наличии у него неповторимой совокупности признаков, которых нет у другого подобного объекта. Такими признаками для предмета диагностики являются размеры, форма, цвет, вес, структура материала, рельеф поверхности и иные признаки. К примеру, для человека это: особенности фигуры, строение головы, лица и конечностей, физиологические особенности организма, особенности психики, поведения, навыки и т. д. Для технических объектов – изменение физико-механических свойств, диагностических критериев, технических параметров в различных условиях функционирования.

С другой стороны, все объекты материального мира подвергаются
непрерывным изменениям (человек стареет, обувь изнашивается и т. д.). У
одних эти изменения наступают быстро, у других - медленно, у одних
изменения могут быть значительными, а у других – не столь значимыми. Хотя объекты изменяются постоянно, но в течение определенного времени
сохраняют наиболее устойчивую часть своих признаков, которые позволяют
осуществить идентификацию . Здесь под идентификацией понимается отождествление между закономерностями проявляемых диагностических параметров и тем или иным состоянием объекта. При идентификации конкретного объекта чаще всего обращают внимание на пороговые значения каких–либо физических величин, при этом важную роль играют диагностические признаки, указывающие на изменение состояния объекта в процессе его распознавания. Свойство материальных объектов сохранять
совокупность своих признаков несмотря на их изменения называется относительной устойчивостью .

Диагностика, как научная дисциплина и как область научно-практической деятельности , является социально обусловленной, изменяющейся в ходе исторического развития общества. Ее современное развитие в XXI веке осуществляется в направлении расширения возможностей более быстрого и точного приближения к цели, распознавания причин отклонений от норм технического объекта. В свою очередь, развитие диагностики характеризуется неравномерностью изменчивости ее отдельных сторон, а также влиянием друг на друга различных признаков и параметров контролируемых объектов с позиций информативности, а зачастую даже с позиций избыточности потока информации. Это касается всех уровней и разделов диагностики.

Словарь терминов и понятий

Техническая диагностика базируется на ряде специфических терминов и понятий, установленных государственными стандартами (ГОСТ , ГОСТ ) . Ниже приведены данные согласно ГОСТам, ОСТам, СТП, а также взятые в научно-технической и учебной литературе . Выборочно остановимся на основных терминах.

Техническое состояние – совокупность свойств объекта, подверженных изменению в процессе эксплуатации, характеризуемых в определенный момент времени заданным требованиям и признаками, установленными НТД.

Объект диагностики – изделие или его составная часть, являющаяся предметом выполнения работ в процессе диагностирования.

Диагностирование – процесс определения вида технического состояния объекта, системы.

Диагностический признак – индивидуальная характеристика состояния или развития объекта, процесса, характеризующая его свойство, качество.

Диагностический параметр - оцифрованная физическая величина, отражающая техническое состояние объекта и характеризующая какое-либо свойство объекта в процессе его диагностирования.

Критерий – (от греч. kriterion) признак, на основании которого производится оценка, определение или классификация чего-либо; мерило оценки.

Неисправность (неисправное состояние) – состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований, установленных НТД.

Исправность (исправное состояние) – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям, установленным НТД.

Работоспособное состояние (работоспособность) – состояние объекта, изделия, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах установленных НТД.

Неработоспособное состояние (неработоспособность) – состояние объекта, изделия, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям НТД.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта диагностики.

Дефект – каждое отдельное несоответствие объекта требованиям, установленным НТД.

Контролепригодность – свойство, характеризующее приспособленность объекта к проведению его контроля заданными методами и средствами технической диагностики.

Программа диагностирования – совокупность алгоритмов диагностики, выстроенных в определенной последовательности.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение определенного времени или наработки.

Надежность – свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, режимов хранения и транспортирования.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе ТО и Р.

Прогнозирование – процесс определения технического состояния объекта контроля на предстоящий период времени в определенном интервале.

Наработка – время эксплуатации объекта (в часах, посадках, циклах, годах).

Априори - (от лат. apriori - из предшествующего) понятие логики и теории познания, характеризующее знание, предшествующее опыту и независимое от него.

Диссипация – (от лат. Dissipatio - рассеивание): 1) для энергии - переход энергии упорядоченного движения (например, энергии электрического тока) в энергию хаотического движения частиц (теплоту); 2) для атмосферы - постепенное улетучивание газов атмосферы (земли, других планет и космических тел) в окружающее космическое пространство.

Ресурс – продолжительность эксплуатации объекта (в часах, посадках, циклах).

Неразрушающий контроль – контроль качества продукции, изделия, объекта, который должен не нарушать пригодности для использования по назначению.

Метод контроля – совокупность правил применения определенных принципов для осуществления контроля.

Способ контроля – совокупность правил применения определенных видов осуществления методов контроля.

Средство контроля – изделие (прибор, дефектоскоп) или материал, применяемые для осуществления контроля с учетом разновидностей способов, методов контроля.

Автоматизированная система диагностики – система диагностики, в которой процедуры диагностирования осуществляются с частичным непосредственным участием человека.

Автоматическая система диагностики – система диагностики, в которой процедуры диагностирования осуществляются без непосредственного участия человека.

Трибодиагностика – (от лат. tribus, tribuo – делить, распределять) область диагностики, занимающаяся определением технического состояния трущихся деталей на основе анализа продуктов износа в смазочном масле.

Глава 1. Современное состояние и анализ существующих методов * диагностики авиационных ГТД.

1.1. Методы диагностики ГТД и их возможности.

1.2. Анализ методов технической диагностики ГТД с позиций информативности.

1.2.1. Тепловые методы и их эффективность.

1.2.2. Возможности виброакустических методов оценки состояния ГТД.

1.2.3. Эффективность трибодиагностики элементов ГТД.

1.2.4. Эффективность диагностики жидкостных систем двигателя.

1.2.5. Эффективность диагностики ГТД по термогазодинамическим

I параметрам.

1.2.6. Методы диагностики проточной части ГТД.

1.3. Методы обобщенной оценки состояния технических систем.

1.3.1. Методы сверток частных параметров контроля к обобщенному показателю.

1.3.2. Методы обобщенной оценки состояния технических систем по информационному критерию.

1.4. Требования к информационному критерию технического состояния ГТД.

Постановка задач.

Выводы по 1-й главе диссертации.

Глава 2. Теоретические и информационные аспекты технического диагноза ГТД.

2.1. Основные философские воззрения теории информации.

2.2. Основные информационные законы. щ 2.2.1. Закон сохранения информации.

2.2.2. Основной информационный закон формообразования и развития материи.

2.2.3. Основной закон термодинамики в информационной трактовке.

2.2.4. Принцип минимума диссипации.

2.3. Энтропия и диагностическая информация.

2.3.1. Энтропия Больцмана-Гиббса-Шеннона в решении прикладных задач.

2.3.2. Применение Н-теоремы для открытых систем.

2.3.3. Динамическое и статическое описание сложных движений.

2.4. Оценка значимости и ценности информации в практических задачах диагностики.

2.5. Обоснование применения информационной энтропии К. Шеннона к решению поставленных задач.

Выводы по 2-й главе диссертации.

Глава 3. Применение теории классификации к решению задач вибродиагностики ГТД.

3.1. Задачи постановки диагноза.

3.2. Множество возможных состояний ГТД.

3.3. Пространство диагностических сигналов.

3.4. Классификация вибросостояний ГТД, их информативность.

3.4.1. Роторная вибрация, ее связь с возможными отказами.

3.4.2. Вибрация аэродинамического происхождения.

3.4.3. Вибрация, возбуждаемая процессами в проточной части ГТД.

3.4.4. Вибрации подшипниковых узлов.

3.4.5. Вибрационные колебания лопаток и дисков.

3.5. Метод экспертных оценок для ранней вибродиагностики ГТД.

3.6. Методика нахождения «адреса» дефекта на основе оценки информации о вибрации.

6 Выводы по 3-й главе диссертации.

Глава 4. Принципы классификации авиационных ГТД при их диагностике.

4.1. Параметрическая классификация объекта диагностики на примере двигателя ПС-90А.

4.2. Определение оптимального состава диагностических признаков для узлов двигателя ПС-90А, подверженных вибронагрузкам.

4.2.1. Расчет интенсивности отказов ГТД ПС-90А.

4.2.2. Оценка средней условной энтропии на промежутке наработки от 0 до 6000 часов.

4.2.3. Результаты оценки количества и качества диагностической информации.

4.3. Определение оптимального состава контролируемых параметров двигателя Д-ЗОКУ.

4.3.1. Расчет интенсивности отказов ГТД Д-ЗОКУ.

4.3.2. Оценка средней условной энтропии на промежутке наработки от 0 до 5000часов.

4.3.3. Результаты оценки количества и качества диагностической информации.

Выводы по 4-й главе диссертации.

5.1. Система информационного обеспечения процессов диагностирования

СИОПД) ГТД.

5.1.1. Назначение и цели системы.

5.1.2. Общие требования, предъявляемые к системе.

5.1.3. Требования к программному обеспечению системы.

5.1.4. Реализация и совершенствование системы.

5.2. Особенности анализа потока информации по результатам опробования

5.3. Метод постановки диагноза с использованием предлагаемых информационных критериев.

5.4. Реализация методики постановки диагноза с учетом информационных критериев на примере авиационного ГТД ПС-90А.

5.4.1. Формирование исходных матриц и определение начальной энтропии узлов и систем ГТД ПС-90А.

5.4.2. Определение оптимального состава диагностических признаков функциональных систем и узлов авиадвигателя ПС-90А.

5.5. Эффективность предложенной системы СИОПД ГТД.

5.5.2. Оценка трудозатрат на выполнение мероприятий по внедрению системы СИОПД ГТД.

Выводы по 5-й главе диссертации.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Диагностика авиационных газотурбинных двигателей с использованием информационного потенциала контролируемых параметров»

Актуальность и постановка задач

Важным приоритетным направлением в области повышения безопасности и регулярности полетов авиационной техники (AT) является совершенствование как структуры и логической организации эксплуатационно-технической диагностики, так и ее процессов, направленных на эффективность раннего обнаружения предотказных состояний высоконагруженных элементов летательных аппаратов (JIA), составляющих основу методологии диагностики. Безопасность использования AT в значительной степени определяется надежностью, заложенной при проектировании и производстве, а также эффективностью методов и средств диагностики технического состояния AT, обеспечивающих своевременное обнаружение неисправностей и предотказных состояний, возникающих в процессе эксплуатации.

К 2010 году, по словам президента РФ, высокие технологии составят 5% ВВП, а это значит, что необходим «прорыв в сфере информационных технологий и создание техно-парковых зон, в создание которых планируется инвестировать порядка 18 млрд. рублей». Это впрямую относится к проблемам, стоящим перед отраслью гражданской авиации (ГА) в целом, и в области диагностики AT, в частности.

Планер, двигатель, функциональные системы AT подвержены непрерывным, качественным изменениям. Направление этих изменений предопределяется вторым законом термодинамики, который утверждает, что упорядоченные системы, а к ним относятся все технические устройства, имеют тенденцию самопроизвольно разрушаться со временем, т.е. утрачивать упорядоченность, заложенную в них при создании. Эта тенденция проявляется при совместном действии многочисленных дезорганизационных факторов, которые не могут быть учтены при проектировании и изготовлении AT, поэтому процессы изменения качества кажутся нерегулярными, случайными, а их последствия - неожиданными.

При переходе к эксплуатации AT по фактическому техническому состоянию необходимо найти путь, обеспечивающий высокою эффективность технического обслуживания (ТО). Таким путем является ранняя диагностика, позволяющая обнаружить неисправности AT с упреждением, в такой стадии их развития, которая допускает хоть и ограниченное, но безопасное продолжение эксплуатации. Это означает, что диагностика, совершенствуясь и развиваясь, должна перерастать в прогнозирование состояния AT.

Однако, как показывает практика, в эксплуатации зачастую трудно добиться «адресности» дефектов, в частности в такой сложной динамической многокомпонентной системе, которой является авиационный газотурбинный двигатель (ГТД). Накопленный опыт доказывает это. Известные методы инструментального контроля, математического моделирования предотказных состояний ГТД, методы полунатурных испытаний, факторного анализа и др., не дают желаемого эффекта.

Альтернативой здесь являются физические методы диагностики, к которым относятся известные методы оптико-визуального контроля, трибодиагностики, анализа продуктов сгорания, диагностика по виброакустическим параметрам, по результатам контроля термогазодинамических параметров и др. Здесь всегда возникает вопрос - при каком сочетании методов диагностики можно в короткие сроки «адресно» и достоверно предупредить отказ? Этот вопрос до настоящего времени всесторонне не раскрыт. И сейчас имеют место случаи необоснованного съема двигателей с эксплуатации или, что более опасно - пропуск дефектов из-за неправильно поставленного диагноза, как правило, связанных с погрешностями обработки диагностической информации или сбоя в процессе ее анализа (т.н. человеческий фактор). К тому же полностью до конца не раскрыт информационный потенциал контролируемых параметров, несущих важную информацию об объекте диагностирования. Здесь следует акцентировать внимание на термине «информационный потенциал», под которым понимается недоиспользованная возможность учета информационной значимости, как контролируемых параметров, так и методов диагностики, позволяющих более точно определить состояние объекта, т.е. быстрее приблизиться к цели, «адресу» дефекта. Ранее такого рода задачи рассматривались в известных работах Волькенштейна М.В. , Пархоменко П.П. и др. ученых. Однако применительно к конкретным, прикладным задачам диагностики ГТД они не решались.

Большой вклад в развитие методов постановки диагноза авиационных ГТД в России внесли работы, проведенные в ЦИАМ им. П.И.Баранова, ГосНИИ ГА, НИИЭРАТ ВВС, НПО «Сатурн», ОАО «Авиадвигатель», МГТУ ГА, ОАО «Аэрофлот - Российские авиалинии» и др. Анализ результатов исследований, выполненных в упомянутых организациях, показал, что угрожающие при своем развитии разрушением ГТД неисправности можно укрупнено разделить на три группы : а) неисправности, очень быстро (в течение долей секунды или нескольких секунд) переходящие в аварию двигателя, или, что почти то же самое -неисправности, слишком поздно обнаруживаемые с помощью доступных средств диагностики. В эту группу входят, например, «раскрутка» вала свободной турбины двигателя, возникновение отрицательного крутящего момента на валу турбовинтовых двигателей, помпаж и т.п.; б) неисправности, способные развиваться в аварию в течение нескольких минут, а также неисправности, характер и темп развития которых нельзя достоверно предсказать на основе достигнутого уровня знаний. Возникновение подобных неисправностей должно сопровождаться немедленной выдачей сигнала экипажу самолета (или персоналу испытательного стенда) для привлечения внимания, оценки ситуации и принятия необходимых мер. С этой целью двигатели снабжаются определенным набором аварийных сигнализаторов (пожара, падения давления масла, появления «стружки» в масле и т. п.). в) неисправности, развивающиеся относительно медленно или обнаруживаемые наличными диагностическими средствами на столь ранней стадии, что переход их в аварию в продолжение данного полета можно считать практически исключенным. Раннее обнаружение именно таких неисправностей и составляет основу прогнозирования состояний двигателей.

Интервал времени от появления первого симптома неисправности до опасного ее развития является не столько физическим свойством конкретной неисправности, сколько мерилом уровня наших познаний о ее причинах, признаках и процессах развития. По мере накопления таких познаний и появления соответствующей аппаратуры перестали, например, считаться «внезапными» и стали прогнозируемыми некоторые виды разрушения зубчатых передач, подшипников и т. д. .

Одна из практических задач исследований динамики развития неисправностей ГТД состоит в том, чтобы максимально сокращать число неисправностей первой и второй групп и постепенно «переводить» их в третью группу, расширяя, таким образом, возможности раннего диагностирования и долгосрочного прогнозирования состояния ГТД. Высокая степень упреждения диагноза не только повышает безопасность полетов, но и способствует существенному снижению эксплуатационных затрат, связанных с нарушением регулярности полетов, ремонтом ГТД.

Опыт эксплуатации ГТД показывает, что для правильной постановки диагноза необходимо на первом этапе заранее знать все возможные состояния ГТД, исходя из априорных статистических данных и вероятностей проявления ситуаций, а также массив диагностических признаков, реагирующих на эти состояния. Как уже отмечалось, процесс качественного изменения технических свойств авиационного ГТД происходит непрерывно, а это значит, что множество возможных его состояний бесконечно и даже несчетно; поэтому задача состоит в том, чтобы разбить множество состояний на конечное и небольшое число классов состояний. В каждом классе объединяются состояния, обладающие одинаковыми свойствами, выбранными в качестве признаков классификации. При этом статистическая база параметров, полученных перечисленными выше методами диагностики должна быть непредвзятой и реальной .

Не все параметры, которые могут быть использованы в диагностике, равноценны по содержательности сведений о функционирующем ГТД. Одни из них приносят информацию сразу о многих свойствах работающих модулей двигателя, другие, напротив, крайне бедны. Безусловно, предпочтение следует отдавать диагностическим параметрам, носящим флуктуирующий характер, а не тем, которые постоянны или меняются очень медленно . Например, шум ГТД и его вибрация по количеству привносимой информации имеют большое преимущество перед такими устойчивыми инертными сигналами, как температура охлаждающей жидкости, скорость вращения вала и др., хотя эти параметры так же, как шум и вибрация, зависят от состояния работающего ГТД. Поэтому, на втором этапе интересным представляется рассмотреть взаимосвязь диагностических параметров, их изменение и возможное влияние друг на друга, а также оценить значимость признаков разных функциональных параметров ГТД.

Известно, что теория постановки диагноза довольно хорошо описывается общей теорией связи, являющейся одним из разделов теории управления . На службу диагностике можно поставить математический и логический аппараты, систему освоенных понятий и терминологию. Необходимо лишь найти физическую интерпретацию абстрактных формул и пути практического осуществления предписываемых ими подходов. Таким образом, на третьем этапе необходимо подтвердить, воспользовавшись известными принципами информационной теории, значимость диагностических признаков, и с учетом этого сформировать диагноз, а в дальнейшем осуществить прогноз предотказных состояний. Эта часть работы связана с наибольшими трудностями, т.к. авиационный двигатель является многопараметрической системой, но не все параметры одинаково существенны (информативны) в тех или иных конкретных условиях.

Актуальность выбранной проблемы подтверждается также тем фактом, что за рубежом разработки по оптимизации методов технической диагностики авиадвигателей осуществляются рядом ведущих авиационных фирм, например, крупнейшим концерном «Airbus Industry». Однако внедрение иностранных разработок не всегда целесообразно по причине различной контролепригодности ГТД отечественного и иностранного производства.

Сегодня новая отечественная авиатехника вводится в эксплуатацию с трудом, едва ли не во время прохождения необходимых предварительных испытаний. Важно уже на первом этапе эксплуатации самолетов и авиадвигателей реализовывать современные подходы к диагностике, одним из которых является повышение достоверности диагноза авиационных ГТД на основе оптимального выбора (сочетания) методов диагностики с учетом информационного потенциала контролируемых параметров. Это и является главной целью диссертационной работы.

Учитывая прикладную направленность исследований, при изложении математических вопросов автор не стремился достигнуть той строгости, которая принята в специальной математической литературе, но не всегда уместна в технической монографии, и жертвовал ею, если это вело к упрощению физической интерпретации и к лучшему уяснению путей практической реализации результатов.

На сегодняшний день существует множество научных разработок, посвященных проблемам диагностики AT и в частности авиационным ГТД . Большинство этих работ сводятся к узко поставленным задачам диагноза или к разработке отдельных методов и средств технической диагностики, что также весьма актуально и важно.

Надеюсь, что предлагаемые в работе подходы в формировании диагнозов с учетом ценности получаемой информации контролируемых параметров и недоиспользованного их информационного потенциала дополнят эти исследования и улучшат эффективность практики технической эксплуатации ГТД.

Научной новизной обладают следующие результаты, полученные в диссертации; в ней впервые:

1. Исследован и определен потенциал современных методов диагностики ГТД с позиций их информационной значимости.

2. Обоснованы принципы использования положений теории информации в решении задач диагностики ГТД.

3. Разработаны методологические основы совершенствования диагностирования ГТД с учетом информационной значимости контролируемых параметров и диагностических признаков.

4. Разработаны новые принципы т.н. параметрической классификации на примере анализа вибраций ГТД и введен критерий оценки динамики её изменения.

5. Обоснован выбор обобщенного информационного критерия эффективности диагноза ГТД, мерой значимости которого являются энтропийные характеристики диагностируемых объектов и систем.

6. Разработан метод постановки диагноза ГТД с использованием предложенных информационных критериев.

7. Предложена система информационного обеспечения процессов диагностирования ГТД.

Достоверность результатов исследований подтверждается анализом физических явлений, корректным применением методов исследования и положительными результатами апробации предложенных разработок в ряде предприятий.

Практическая ценность работы заключается в том, что ее результаты позволяют:

Правильно классифицировать (группировать) параметры ГТД с целью установления объективных связей между системой состояний и системой диагностических признаков, а также осуществлять содержательное толкование проверок и формировать конечное количество «адресов» отказов; сформировать рекомендации и создавать методики по совершенствованию диагностирования любых сложных технических систем с учетом предложенных информационных критериев;

Реализовывать на практике рекомендации по нахождению «адреса» неисправных (предотказных) состояний ГТД с учетом максимальной информативности методов диагностики, что в конечном итоге позволит повысить безопасность полетов, а также снизить трудоемкость и стоимостные затраты на обслуживание и ремонт ГТД;

Снизить необоснованный досрочный съем ГТД «с крыла».

Реализация и внедрение результатов работы. Основные научные результаты, полученные в диссертационной работе, использованы и внедрены в МГТУ ГА, ОМТУ ЦР ВТ, ФГУАП «Кавминводыавиа», НИИ Строительной Физики, что подтверждено соответствующими актами. Полученные результаты апробированы на практике. Они используются также в учебном процессе подготовки специалистов по технической эксплуатации JLA и Д (дисциплины «Диагностика АТ», «Диагностика и НК», курсовое и дипломное проектирование) по специальности 130300. По материалам диссертационной работы разработано и издано 7 учебных пособий, 1 монография, опубликовано 12 научных статей, в том числе в печатных изданиях, утвержденных ВАК для публикации материалов докторских диссертаций.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Новый подход к использованию ряда положений теории информации в решении конкретных задач диагностики ГТД.

2. Методические основы новых принципов классификации ГТД и рекомендации по выбору и подсчету критериев информативности, позволяющих оптимально сочетать методы диагностики ГТД с целью определения «адреса» предотказного или неисправного состояния.

3. Обоснование и метод количественной оценки обобщенного информационного. критерия и его практического применения в задачах формирования диагноза.

4. Метод постановки диагноза на основе оптимального выбора состава контролируемых параметров ГТД с учетом информационных критериев.

5.Система информационного обеспечения процессов диагностирования авиационных ГТД.

Работа состоит из 5-ти глав.

В первой главе представлен обзор литературы и анализ современного состояния существующих подходов к диагностике авиационных ГТД, дается анализ применяемых на практике методов и средств диагностики авиадвигателей, сформулированы цель и задачи исследования.

Вторая глава посвящена рассмотрению теоретических аспектов технического диагноза, исследованию информационных законов в контексте философской и технической точек зрения. Обосновываются возможности применения теории информации к решению задач диагностики авиационных ГТД. Научно обосновано применение информационной энтропии К.Шеннона к решению диссертационных задач.

В третьей главе рассматриваются, предложенные автором, принципы параметрической классификации технического состояния ГТД. Выведены математическая модель и критерий оценки динамики изменения параметров на примере вибрации ГТД. Приводятся результаты оценки вибрации с позиций нахождения «адреса» неисправности.

В четвертой главе представлены результаты применения принципов параметрической классификации для определения оптимального состава контролируемых параметров применительно к авиадвигателям ПС-90А и Д-ЗОКУ. Получены конкретные оценки информативности контролируемых параметров и диагностических признаков, указывающих на различные состояния авиационных ГТД, во взаимосвязи с наработкой. Сформированы рекомендации по использованию результатов исследования.

Пятая глава посвящена разработке системы информационного обеспечения процессов диагностирования ГТД и соответствующей методики при обслуживании авиадвигателей «по состоянию».

Автор выражает глубокую признательность коллективу кафедр «Двигатели летательных аппаратов» и «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и авиадвигателей», а также лично - научному консультанту доктору технических наук, профессору Пивоварову В.А. за конструктивные предложения по формированию содержания и оформлению диссертации.

Заключение диссертации по теме «Эксплуатация воздушного транспорта», Машошин, Олег Федорович

Выводы по 5-й главе диссертации

1. Предложена система информационного обеспечения процессов диагностирования (СИОПД) для оценки работоспособности авиационных ГТД.

2. Разработаны метод выбора оптимального состава контролируемых параметров ГТД по предложенному информационному критерию и методика количественной оценки информационного критерия для правильной постановки диагноза при обслуживании авиадвигателей «по состоянию».

3. Рассмотрен конкретный пример реализации новой методики применительно к авиационному ГТД ПС-90А.

4. Определены условные трудозатраты на выполнение мероприятий по внедрению системы СИОПД и новой методики диагностирования в практику ТО и Р ГТД.

Заключение

1. На основании опыта эксплуатации отечественных авиационных ГТД * и многофакторной диагностической информации, характеризующей их техническое состояние, обоснована необходимость совершенствования диагностики авиационных ГТД с учетом информационного потенциала контролируемых параметров. Анализ существующих методов диагностики показал, что для достоверной оценки состояния авиационных ГТД, необходимо использовать комплексную диагностику. При этом важным является оценка диагностической информации по результатам регистрации различных по своей физической природе параметров и характеризующих признаков. Выявлено, что поскольку не все контролируемые параметры ГТД имеют одинаковую информационную ценность, то большое практическое значение приобретает задача выявления тех из них, которые должны включаться в процедуру контроля в первую очередь.

2. Исследованы существующие информационные законы в контексте философской и технической точек зрения, что позволило обосновать возможность применения теории информации к решению задач технической диагностики авиационных ГТД. Рассмотрены новые подходы к решению поставленных задач с использованием теории информации. Обосновано применение информационной энтропии К.Шеннона.

3. Сформированы задачи постановки технического диагноза применительно к авиационным ГТД типа ПС-90А и Д-30 КУ.

4. Рассмотрены задачи классификации состояний ГТД. Предложена т.н. параметрическая классификация.

5. На основе расчетов информационной энтропии на разных этапах т> наработки даны рекомендации по выбору состава контролируемых параметров и диагностических признаков для узлов авиадвигателей ПС-90А и Д-ЗОКУ, проверки по которым для постановки диагноза должны производиться в первую очередь, что повысит безопасность полетов.

6. Построены экспериментальные модели развития дефектов по характеристикам вибрации. Разработана математическая модель и диагностический критерий информативности, основанный на динамике изменения вибрации ГТД в зависимости от наработки и конкретных повреждений проточной части авиационного ГТД ПС-90А. На основе разработанной методики и проведенного эксперимента, сформированы дискретные уровни распознавания «адресов» неисправностей с помощью параметра «повышенная вибрация».

7. Разработаны метод постановки диагноза на основе выбора оптимального состава контролируемых параметров ГТД по предложенным информационным критериям и методика количественной оценки информационных критериев для правильной постановки диагноза при обслуживании авиадвигателей «по состоянию» на примере ПС-90А.

8. Разработана система информационного обеспечения процессов диагностирования для оценки работоспособности авиационных ГТД, которая позволяет качественно произвести оценку технического состояния ГТД с использованием современных методов диагностики при максимальных наработках с начала эксплуатации и после последнего ремонта, а также для реализации методов статистического и информационного анализа отказов и неисправностей двигателей в эксплуатации.

9. Определены условные трудозатраты на выполнение мероприятий по внедрению системы информационного обеспечения процессов диагностирования и усовершенствованной диагностики в практику ТО и Р ГТД.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Машошин, Олег Федорович, 2005 год

1. Августинович В.Г., Акиндинов В.А., Боев Б.В. и др. Под ред. Дедеша В.Т. Идентификация систем управления авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1984.

2. Александров В.Г., Майоров А.В., Потюков Н.П. Авиационный технический справочник. М.: Транспорт, 1975.

3. Ахмедзянов A.M., Дубравский Н.Г., Тунаков А.П. Диагностика состояния ВРД по термогазодимическим параметрам. М.: Машиностроение, 1983.

4. Барзилович Е.Ю., Каштанов В.А. Обслуживание систем при ограниченной информации об их надежности. М.: Сов. Радио, 1976.

5. Барзилович Е.Ю., Воскобоев В.Ф. Эксплуатация авиационных систем по состоянию (элементы теории). М.: Транспорт, 1981.

6. Бартлетт М.С. Введение в теорию случайных процессов. М.: Изд-во иностр. лит., 1958.

7. Белкин Ю.С., Боев Б.В., Гуревич О.С. и др. Под ред. Шевякова А.А. Интегральные системы автоматического управления силовыми установками самолетов. М.: Машиностроение, 1983.

8. Биргер И.А. Техническая диагностика. М.: Машиностроение, 1978.

9. Бом Д. Квантовая теория. М.: Наука, 1990.

10. Бонгард М.М. Проблема узнавания. М.: Наука, 1967.

11. И. Боумейстер Д., Экерт А., Цайлингер А. Физика квантовой информации. М.: Постмаркет, 2002.

12. Васильев В.А., Романовский Ю.М., Яхно В.Г. Автоволновые процессы. М.: Наука, 1987.

13. Васильев В.И., Гусев Ю.М., Иванов А.И. и др. Автоматический контроль и диагностика систем управления силовыми установками летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1989.

14. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969.

15. Винер Н. Интеграл Фурье и некоторые его приложения. М.: Физматгиз, 1963.

16. Волькенштейн М.В. Энтропия и информация. М.: Наука, 1986.

17. Гасленко Р.В. УМР по определению экономической эффективности мероприятий, направленных на совершенствование ИАОП. М.: МГТУГА, 1995.

18. Гельфанд И.М., Колмогоров А.Н., Яглома A.M. Теория информации. Изд-во ДАН СССР, 1956.

19. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей. М.: Гостехиздат, 1954.

20. ГОСТ 27.003-90. Надежность в технике. Состав и общие правила,задание требований по надежности.

21. ОСТ 1-00156-75. Надежность изделий AT. Классификаторыпризнаков неисправностей.

22. ГОСТ 2.106-96. ЕСКД. Текстовые документы.

23. ГОСТ 3044-84. Преобразователи термоэлектрические. Номинальные статические характеристики преобразования.

24. Гусев Ю.М., Зайнашев Н.К., Иванов А.И. и др. Под ред. Петрова Б.Н. Проектирование систем автоматического управления ГТД. М.: Машиностроение, 1981.

25. Дейч А.М. Методы идентификации динамических объектов. М.: Энергия, 1979.

26. Давенпорт В.Б., Рут B.JL Введение в теорию случайных сигналов и шумов. М.: Изд-во иностр. лит., 1960.

27. Домотенко Н.Т., Кравец А.С. Масляные системы газотурбинных двигателей. М.:, Транспорт, 1972.

28. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных систем. М.: Энергия, 1977.

29. Дятлов В.А., Кабанов А.Н., Милов JI.T. Контроль динамических систем. Д.: Энергия, 1978.

30. Ермаков Г.И. Физико-химические методы определения металлов в авиамаслах с целью прогнозирования технического состояния двигателей. М.: Изд-во МГА, 1973.

31. Ермаков Г.И. Диагностирование технического состояния АД путем анализа работавшего масла. М.: Изд-во МГА, 1985.

32. Ермаков Г.И., Пивоваров В.А., Ицкович А.А. Диагностирование ГТД по результатам спектрального анализа работавших масел. М.: РИО МИИГА, 1986.

33. Ицкович А.А. Надежность летательных аппаратов и авиадвигателей. Часть 1. М.: РИО МИИГА, 1990.

34. Ицкович А.А. Надежность летательных аппаратов и авиадвигателей. Часть 2. М.: РИО МГТУГА, 1995.

35. Кадомцев Б.Б. Динамика и информация. М.: Ред. журн. УФН, 1997; 2-е изд. М.: Ред. журн. УФН, 1999.

36. Казанджан П.К., Тихонов Н.Д., Шулекин В.Т. Теория авиационных двигателей. М.: Транспорт, 2000.

37. Карасев В.А., Максимов В.П. Методы вибрационной диагностики машин. М.: Машиностроение, 1975.

38. Карасев В.А., Максимов В.П., Сидоренко М.К. Вибрационная диагностика ГТД. М.: Машиностроение, 1978.

39. Килин С.Я. Квантовая информация. М.: Ред. журн. УФН, 1999.

40. Климонтович Ю.Л. Статистическая физика. М.: Наука, 1982.

41. Климонтович Ю.Л. Статистическая теория открытых систем т. 1. М.: ТОО «Янус», 1995.

42. Клышко Д.Н. Основные понятия квантовой физики с операциональной точки зрения. М.: Ред. журн. «Успехи Физических Наук» (УФН) №9, 1998.

43. Клышко Д.Н. Неклассический свет. М.: Ред. журн. УФН №6, 1996.

44. Клышко Д.Н. Физические основы квантовой электроники. М.: Наука, 1986.

45. Кобринский Н.Е., Трахтенброт Б.А. Введение в теорию конечных автоматов. М.: Физматгиз, 1962.

46. Коняев Е.А. Техническая диагностика авиационных ГТД. Рига: РИО РКИИГА, 1989.

47. Косточкин В.В. Надежность авиационных двигателей и силовых установок. М.: Машиностроение, 1988.

48. Крылов К.А., Хаймзон М.Е. Долговечность узлов трения самолетов. М.: Транспорт, 1976.

49. Кудрицкий В.Д., Синица М.А., Чинаев П.И. Автоматизация контроля радиоэлектронной аппаратуры. М.: Сов. радио, 1977.

50. Куно А.Я., Генкин М.Д. Цифровая следящая фильтрация и спектральный анализ. М.: Транспорт, 1974.

51. Ланге Ф. Корреляционная электроника. М.: Судпромгиз, 1963.

52. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая механика. М.: Наука, 1974.

53. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. Часть 1. М.: Наука, 1976.

54. Лебедев В.Л. Случайные процессы в электрических и механических системах. М.: Физматгиз, 1958.

55. Левин Б.Р. Теория случайных процессов и ее применение в радиотехнике. М.: Сов. радио, 1957.

56. Леонтович М.А. Введение в термодинамику. Статистическая физика. М.: Наука, 1983.

57. Лишаев А.И., Егоров К.И., Есинский В.М. Автоматизация контроля, регистрации и анализа вибрации ГТД. Куйбышев: РИО КуАИ, 1974.

58. Лозицкий Л.П. Янко А.К. Лапшов В.Ф. Оценка технического состояния авиационных ГТД. М.: Воздушный транспорт, 1982.

59. Лэнинг Дж.Х., Бэттин Р.Г. Случайные процессы в задачах автоматического управления. М.: Изд-во иностр. лит., 1958.

60. Машошин О.Ф. Информационное обеспечение процессов диагностирования авиадвигателей. Егорьевск: В сб. научн. трудов конф. ЕАТК, 2001.

61. Машошин О.Ф. Оптимизация процессов диагностирования авиационной техники с использованием критериев информативности. М.: В сб. научн. трудов конф. ВВИА им. Проф. Н.Е.Жуковского, 2002.

62. Машошин О.Ф. Интерпретация теории К.Шеннона в классификационных задачах информационной диагностики авиадвигателей. М.: Научный вестник МГТУ ГА № 80, серия: эксплуатация воздушного транспорта и ремонт AT, безопасность полетов, 2004.

63. Машошин О.Ф., Бигус А.В. Информационное обеспечение процессов диагностирования авиационной техники. М.: Научный вестник МГТУ ГА № 49, серия: эксплуатация воздушного транспорта и ремонт AT, безопасность полетов, 2002.

64. Машошин О.Ф., Бигус А.В. Прогнозирование технического состояния ГТД по выбегу ротора. М.: Научный вестник МГТУ ГА №66, серия: эксплуатация воздушного транспорта и ремонт AT, безопасность полетов, 2003.

65. Миддлтон Д. Введение в статистическую теорию связи. М.: Сов. радио, 1961.

66. Некипелов Ю.Г. Авиационные топлива, смазочные материалы и специальные жидкости. Киев, КИИГА, 1986.

67. Павлов Б.В. Кибернетические методы технического диагноза. М.: Машгиз, 1964.

68. Павлов Б.В., Змановский В.А. Корреляционные методы прогнозирования аварий. М.: Вестник сельхознауки №5,1963.

69. Пархоменко П.П., Согомонян Б.С. Основы технической диагностики: (Оптимизация процессов диагностирования, аппаратные средства). М.: Энергоатомиздат, 1981.

70. Пересада В.П. Автоматическое распознавание образов. Л.: Энергия,1970.

71. Пивоваров В.А. Повреждаемость и диагностирование авиационных конструкций. М.: Транспорт, 1994.

72. Пивоваров В.А. Прогрессивные методы технической диагностики. М.: РИО МГТУГА, 1999.

73. Пивоваров В.А. Авиационный двигатель ПС-90. М.: РИО МГА,1989.

74. Пивоваров В.А. Современные методы и средства неразрушающего контроля состояния авиационной техники. М.: РИО МИИГА, 1988.

75. Пивоваров В.А., Машошин О.Ф. Дефектоскопия гражданской авиационной техники. М.: Транспорт, 1994.

76. Пивоваров В.А., Машошин О.Ф. Применение аппарата теории статистической классификации к задачам диагностирования авиационной техники. М.: Научный вестник МГТУ ГА №20, серия: эксплуатация воздушного транспорта и ремонт AT. Безопасность полетов, 1999.

77. Пугачев B.C. Теория случайных функций и ее применение к задачам автоматического управления. М.: Физматгиз, 1960.

78. РД 50-690-89. Методические указания. Надежность в технике. Методы оценки надежности по экспериментальным данным. М.: Гос. комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам, 1990.

79. Резников М.Е. Топлива и смазочные материалы для летательных аппаратов. М., Воениздат, 1973.

80. Свешников А.А. Прикладные методы теории случайных функций. М.: Судпромгиз, 1961.

81. Селиванов А.И. Основы теории старения машин. М.: Машиностроение, 1964.

82. Серия отчетов по НИР № 63-91. Разработка требований к программе ТО и Р авиадвигателей и методики ее формирования. М.: РИО МИИГА, 1992.

83. Синдеев И.М. К вопросу о синтезе логических схем для поиска неисправностей и контроля состояния сложных систем. М.: Изв. АН СССР. Техническая кибернетика №2, 1963.

84. Сиротин Н.Н., Коровкин Ю.М. Техническая диагностика авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1979.

85. Смирнов Н.Н., Чинючин Ю.М. Эксплуатационная технологичность летательных аппаратов. М.: Транспорт, 1994.

86. Смирнов Н.Н., Ицкович А.А. Обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию. М.: Транспорт, 1980.

87. Смирнов Н.Н., Владимиров Н.И., Черненко Ж.С. Техническая эксплуатация летательных аппаратов. М.: Транспорт, 1990.

88. Справочник под редакцией В.Г.Александрова. Контроль узлов трения самолетов и вертолетов. М.: Транспорт, 1976.

89. Отчет о 16-ой Всемирной конференции по НК в Монреале (Канада) (16th World Conference on NDT). http://www.ronktd.ru, 2004.

90. Степаненко В.П. Практическая диагностика авиационных ГТД. М.: Транспорт, 1985.

91. Стратонович P.J1. Теория информации. М.: Сов. радио, 1975.

92. Стратонович P.JI. Нелинейная неравновесная термодинамика. М.: Наука, 1985.

93. Тойбер M.JI. Электронные системы контроля и диагностики силовых установок. М.: Воздушный транспорт, 1990.

94. Теория автоматического управления силовыми установками летательных аппаратов/ Ю.С.Белкин, Л.Н.Гецов, Ю.В.Ковачич и др. Под ред. А.А.Шевякова. М.: Машиностроение, 1976.

95. Харкевич А.А. Спектры и анализ. М.: Физматгиз, 1961.

96. Холево А.С. Введение в квантовую теорию информации. М.: МЦНМО, 2002.

97. Цыпкин ЯЗ. Основы теории автоматических систем. М.: Наука,1977.

98. Шеннон К.Э. Работы по теории информации и кибернетике. Под ред. Р.Л.Добрушина, О.Б.Лупанова. М.: Изд-во иностр. литер., 1963.

99. Шилов Г.Е. Математический анализ. М.: Физматгиз, 1961.

100. Яглом A.M. Введение в теорию стационарных случайных функций. «Успехи математических наук», т.7,вып.5, 1952.

101. Ямпольский Я.И., Белоконь НИ. Диагностирование авиационной техники. М.: Транспорт, 1983.

102. Ebeling W., Freund J., Schweitzer F. Komplexe Strukturen: Entropic und Information. Stuttgart, Leipzig: B.G.Teubner, 1998.

103. Engine Test and measuring equipment "Oil Engine and Gas Turbine" vol. 30, №346, 1962.

104. Grunberg L., Scott D. The Effect of Additives on the Water-Induced Pitting of Ball Bearings, "Inst/ Petrol"? 1960.

105. Hirano F., Yamamoto T. Four-Ball Test on Lubricating Oils Containing Solid Particles, "Wear", 1959.

106. Kamber P. W., Zimmerman W. H. Progress in electronic propulsion control for commercials aircraft. // AIAA Paper, 1976, № 655.

107. Lee I., W., Chetham T.P., Wiesner I. B. Application of correlation analysis to the detection of periodic signals in noisl. Proc. IRE, Oct. 1950.

108. Nielsen M.A., Chuang I.L. Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge University Press. Internat inf. 2001.

109. Staton L. Automatic Inspection and Diagnostic Systems for Automative Equipment, «SAE Preprints», 1962.

111. Airbus adopts infrared thermography for in-service inspection. -Insight. 1994. V. 36. No. 10.

112. Welch C., Eden T.J. Numerically enhanced thermal inspection of shuttle solid rocket motor inhibitor/liner/fuel bondline. - In: Rev. of Progress in Quant. NDE. Vol. 8B. New York: Plenum Press. 1989.

113. ИЗ. Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение: Пер. с англ.- М.: Мир, 1984.

114. Мэтью Д., Альфредсон Р. Применение вибрационного анализа для контроля технического состояния подшипников качения: Пер. с англ.-Конструирование и технология машиностроения.- М.: Мир, 1984.-т. 106, №3.-с.100-108.

115. Дорошко С.М. Контроль и диагностирование технического состояния газотурбинных двигателей по вибрационным параметрам.- М.: Транспорт, 1984.-128с.

116. ГоссоргЖ. Инфракрасная термография. М.: Мир, 1988.

117. Кольер Р., Берхарт, Лиин Л. Оптическая голография. М.: Мир,1973.

118. Волноводная оптоэлектроника. Под ред Т.Тамира. М.: Мир, 1991.

119. Беллман Р., Заде Л. Принятие решений в расплывчатых условиях//Вопросы анализа и процедуры принятия решений. М.: Мир, 1976.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.

Введение 2001 год, диссертация по авиационной и ракетно-космической технике, Дегтярев, Андрей Александрович

Заключение диссертация на тему "Вибрационная диагностика газотурбинных двигателей в условиях ограниченной информации"

Библиография Дегтярев, Андрей Александрович, диссертация по теме Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

Авиационный газотурбинный двигатель как объект диагностирования

Технология обслуживания масляной системы

Линейные методы Методы стохастической аппроксимации

Расчет и определение неисправностей масляной системы двигателя Д-ЗОКУ-154

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»

ДИАГНОСТИКА АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ

ПРЕДИСЛОВИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ТЕХНИЧЕСКАЯ

ДИАГНОСТИКА АТ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

Рекомендованный список диссертаций

Метод диагностики авиадвигателей на основе параметрической модели работы турбокомпрессора 2008 год, кандидат технических наук Торбеев, Станислав Александрович

Похожие диссертационные работы по специальности «Эксплуатация воздушного транспорта», 05.22.14 шифр ВАК

Методы, модели и алгоритмы вибродиагностики авиационных зубчатых приводов 1992 год, доктор технических наук Баринов, Юрий Григорьевич

Заключение диссертации по теме «Эксплуатация воздушного транспорта», Машошин, Олег Федорович

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Машошин, Олег Федорович, 2005 год

Рекомендуем другие статьи

Введение 2001 год, диссертация по авиационной и ракетно-космической технике, Дегтярев, Андрей Александрович

Заключение диссертация на тему "Вибрационная диагностика газотурбинных двигателей в условиях ограниченной информации"

Библиография Дегтярев, Андрей Александрович, диссертация по теме Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

Авиационный газотурбинный двигатель как объект диагностирования

Технология обслуживания масляной системы

Линейные методы Методы стохастической аппроксимации

Расчет и определение неисправностей масляной системы двигателя Д-ЗОКУ-154

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»

ДИАГНОСТИКА АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ

ПРЕДИСЛОВИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ТЕХНИЧЕСКАЯ

ДИАГНОСТИКА АТ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

Рекомендованный список диссертаций

Метод диагностики авиадвигателей на основе параметрической модели работы турбокомпрессора 2008 год, кандидат технических наук Торбеев, Станислав Александрович

Похожие диссертационные работы по специальности «Эксплуатация воздушного транспорта», 05.22.14 шифр ВАК

Методы, модели и алгоритмы вибродиагностики авиационных зубчатых приводов 1992 год, доктор технических наук Баринов, Юрий Григорьевич

Заключение диссертации по теме «Эксплуатация воздушного транспорта», Машошин, Олег Федорович

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Машошин, Олег Федорович, 2005 год

Рекомендуем другие статьи

Отстранение от работы по медицинским показаниям

Внешнеэкономическая деятельность