Fault Diagnosis of an Aircraft Control Surfaces With an Automated Control System

Abstract

Исследуется вопрос управляемости воздушного судна при допущении отказов органов управления (ОУ) путем моделирования характеристики управления с учетом особенности его системы автоматического управления. Приводятся виды отказов органов управления самолетом, такие как клинение, колебание, увод в крайнее положе-ние и снижение производительности.Обосновано, что при допущении отказа вследствие потери привода (actuator) или разрушения конструкции ОУ эксплуатационно-летные характеристики самолета значительно ухудшаются. Гражданские воздушные суда (ВС) нередко могут находиться в зонах конфликтов и террористической активности, где не исключена вероятность обстрела, например, в Сирии, Ираке, Южном Судане и т. д. Следовательно, необходима модель отказов, способная идентифицировать отказы вследствие разрушения конструкций и отказов компонентов, органов управления.Результаты данного исследования показывают, что адекватная модель отказов является первым шагом в сторону решения задач потери управляемости ВС при допущении отказов и частью дальнейшей адаптационной модели управления. Таким образом, можно обеспечить высокую эксплуатационную живучесть и надежность ВС, а также экономически рационально повысить уровень безопасности его полетов (БП).Результаты исследования, полученные в данной статье на основе моделирования нелинейного движения ВС при стабилизации углов по тангажу и крену, позволят в дальнейшем разработать алгоритм своевременного вы-явления отказа конкретной ОУ, который будет использован при проектировании автоматизированной системы управления самолета и на стадии разработки перспективных бортовых систем управления (БСУ). Внедрение полу-ченных результатов позволит эффективно повысить отказоустойчивость ОУ, надежность элементов конструкции ЛА и поддерживать приемлемый уровень БП при допущении частичной или полной потери управляемости ВС из-за разрушения конструктивных компонентов органов управления и отказов ОУ ВС.Ключевые слова: система управления, модель отказов, управляемость, орган управления, рулевая по-верхность, отказоустойчивость. ВВЕДЕНИЕВ настоящее время возросла потребность в производстве современных высокоэффектив-ных ВС гражданского назначения. Это влечет за собой развитие технологий авиастроения: применение композиционных материалов в конструкции ВС и силовых установках; совершен-ствование алгоритмов при проектировании систем управления; повышение аэродинамических характеристик ЛА и другие. Необходимо отметить, что современные самолеты оборудуются высокотехнологичными средствами, такими как электронная дистанционная система управле-ния (ЭДСУ), электрогидравлические рулевые приводы (ЭГОУ) и электрические рулевые при-воды (ЭОУ), обладающими высокой надежностью и многократным резервированием.Возможность обнаружения с дальнейшей локализацией отказов органов управления имеет большое значение в обеспечении БП, а также необходима для реализации сертификаци-онных требований, предъявляемых к СУ самолетов гражданской авиации (ГА).За последнее десятилетие потеря управляемости, связанная с отказами органов управле-ни...