Разработка методики и средств проведения ресурсных испытаний для построения системы ранней диагностики технического состояния электромеханического рулевого привода беспилотного воздушного судна
- Авторы: Баженов С.Г.1, Вересников Г.С.2, Голев А.В.2, Гончаренко В.И.2, Ерофеев Е.В.1, Лазурин Г.А.3, Скрябин А.В.1, Тимофеева А.Д.1, Феденюк В.А.3
-
Учреждения:
- ФГБУН Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, Москва, ФАУ «ЦАГИ»
- ФГБУН Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН
- ФАУ «ЦАГИ»
- Выпуск: № 111 (2024)
- Страницы: 286-305
- Раздел: Надежность и диагностика средств и систем управления
- URL: https://ogarev-online.ru/1819-2440/article/view/289125
- DOI: https://doi.org/10.25728/ubs.2024.111.12
- ID: 289125
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Работа посвящена созданию технологии получения и накопления экспериментальных данных при ресурсных испытаниях электромеханического рулевого привода (ЭМРП), необходимых для разработки алгоритмов интеллектуального анализа, обеспечивающих раннюю диагностику ЭМРП для проведения технического обслуживания летательного аппарата по состоянию. Разработаны программа и методика ресурсных испытаний, позволяющие ускорить процессы износа в компонентах ЭМРП и получить данные о функционировании при воспроизведении циклограмм нагружения, соответствующих наземной отработке в ходе предполетной подготовки («активный эксперимент») и в ходе полета летательного аппарата («пассивный эксперимент»). Создан прототип системы ранней диагностики, включающий в себя стендовую установку, обеспечивающую упругое или весовое механическое нагружение ЭМРП беспилотного воздушного судна (БВС), и программно-аппаратный комплекс сбора данных, обеспечивающий измерение и регистрацию физических величин, связанных с рабочими процессами ЭМРП в различных условиях работы и различных технических состояниях, обусловленных износом. В качестве диагностических сигналов предполагается использовать физические величины электрической, механической, тепловой и виброакустической природы. Приведены результаты тестовых ресурсных испытаний образцов ЭМРП БВС, которые позволили уточнить программу испытаний в части действующих нагрузок.
Ключевые слова
Об авторах
Сергей Георгиевич Баженов
ФГБУН Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, Москва, ФАУ «ЦАГИ»
Email: sergey.bazhenov@tsagi.ru
Жуковский
Георгий Сергеевич Вересников
ФГБУН Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН
Email: veresnikov@mail.ru
Москва
Артем Владимирович Голев
ФГБУН Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН
Email: oiw23@mail.ru
Москва
Владимир Иванович Гончаренко
ФГБУН Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН
Email: vladimirgonch@mail.ru
Москва
Евгений Валерьевич Ерофеев
ФГБУН Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, Москва, ФАУ «ЦАГИ»
Email: evgeniy.erofeev@tsagi.ru
Жуковский
Григорий Андреевич Лазурин
ФАУ «ЦАГИ»
Email: flight15@tsagi.ru
Жуковский
Алексей Валерьевич Скрябин
ФГБУН Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, Москва, ФАУ «ЦАГИ»
Email: aleksey.skryabin@tsagi.ru
Жуковский
Анастасия Дмитриевна Тимофеева
ФГБУН Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, Москва, ФАУ «ЦАГИ»
Email: anastasiya.timofeeva@tsagi.ru
Жуковский
Василий Андреевич Феденюк
ФАУ «ЦАГИ»
Email: flight15@tsagi.ru
Жуковский
Список литературы
- БЕССОЛОВА О.А., РАЙХЕР В.Л., УСТИНОВ А.С. Рас-чет усталостной повреждаемости при циклическом и случайном нагружении с ненулевым средним значением // Ученые записки ЦАГИ. – 1989. – Т. ХХ, №3. – C. 72 –80.
- ЕРМАКОВ С.А., КОНСТАНТИНОВ С.В., КУЗНЕЦОВ И.П. и др. Структура и компоненты руле-вых приводов систем управления перспективных само-летов с повышенным уровнем электрификации // Обще-российский научно-технический журнал «Полет». – 2016. – №4. – С. 35–47.
- ЕРОФЕЕВ Е.В., КУВШИНОВ В.М., СКРЯБИН А.В. и др. Построение силовой системы управления самолетов с использованием рулевых приводов с электрическим си-ловым питанием для реализации концепции «более электрического самолета // Труды ЦАГИ. –2019. – № 2785 «Динамика полета и системы управления летатель-ных аппаратов. Сборник статей» / Под ред. В.Л. Сухано-ва. – С. 49–70.
- САМСОНОВИЧ С.Л., РОЖНИН Н.Б., ЛАРИН А.П. и др. Результаты моделирования работы резервированных электромеханических приводов летательных аппаратов // Известия ТулГУ. Технические науки. – 2021. – №11. – С. 376–385.
- СЕРЕБРЕННЫЙ В.В., БОШЛЯКОВ А.А., ОГОРОДНИК А.И. Математическая модель исполни-тельных модулей захватных устройств роботов // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2019. – №6. – С. 123–135.
- ANNAZ F., KALUARACHCHI M.M. Progress in Redun-dant Electromechanical Actuators for Aerospace Applica-tions // Aerospace. – 2023. – Vol. 10(9): 787. – doi: 10.3390/aerospace10090787.
- ARELLANO-ESPITIA F., GONZALEZ-ABREU A.D., PRIETO M.D. et al. Analysis of Machine Learning based Condition Monitoring Schemes Applied to Complex Electro-mechanical Systems // 25th IEEE Int. Conf. on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA). Vienna, Aus-tria, 2020. – doi: 10.1109/ETFA46521.2020.9212026. – P. 1419–1422.
- BAZHENOV S., SKRYABIN A., VERESNIKOV G. The De-velopment of Algorithms for EMA Fault Early Detection Sys-tem // Proc. of 32nd Congress of the Int. Council of the Aer-onautical Sciences (ICAS 2020). – 2021. – Shaghai, China, CSAA.
- BALABAN E. et. al.. Prognostic Health-Management Sys-tem Development for Electromechanical Actuators // Journal or Aerospace Information Systems. – 2015. – Vol. 12, No. 3.
- BOSCH C., HAJEK M., ISMAIL M.A.A. Preliminary system safety assessment of electromechanical actuation architec-tures for unmanned aerial vehicles // 5th Int. Conf. on Con-trol and Fault-Tolerant Systems (SysTol'21). Saint-Raphaël, France, 2021. – P. 21297562.
- DREYER N., IMMLER T., WEBER G. Preparing electric actuation technology for upcoming applications // Int. Conf. on More Electric Aircraft MEA’24, Toulouse, France, 2024. – 5 p.
- EROFEEV E., SKRYABIN A., STEBLINKIN A. et al. Meth-odologies and test-rig configurations for the experimental improvement of flight control actuation systems // Int. Conf. on Recent Advances in Aerospace Actuation Systems and Component, Toulouse, France, 2018. –P. 109–116.
- FREEMAN P., BALAS G.J. Actuation Failure Modes and Effects Analysis for a small UAV // American Control Con-ference (ACC-2014), Portland, Oregon, USA, 2014. – P. 1292–1297.
- KHELIFI A., MANSOUR N., LAKHAL B. et al. Artificial Neural Network-based Fault Detection // 5th Int. Conf. on Control, Decision and Information Technologies (CoDIT), Thessaloniki, Greece, 2018. – P. 1017–1022. – doi: 10.1109/CoDIT.2018.8394963.
- LI C., WANG Z., BU S. et al. Semi-Supervised Adaptive Parzen Gentleboost Algorithm for Fault Diagnosis // Proc. of the 21st Int. Conf. on Pattern Recognition (ICPR 2012), Tsu-kuba, Japan, 2012. – P. 2290–2293.
- MOHAMED A.A. ISMAIL, BALABAN E., WINDELBERG J. Spall Fault Quantification Method for Flight Control Electromechanical Actuator // Actuators. – 2022. – Vol. 11(2), No. 29. – DOI: 103390/act11020029.
- PATIL S.S., PATHAN S.K.A Novel approach of fault detec-tion using artificial neural network (ann) // Int. Journal of Advanced Research in Computer Engineering & Technology (IJARCET). –2015. – Vol. 4, Iss. 6. – P. 2715–2720.
- PHAM T.-H., BIERIG A. First step towards a robust vibra-tion-based condition monitoring algorithm for electro-mechanical flight control actuators // 7th Int. Conf. on Re-cent Advances in Aerospace Actuation Systems and Com-ponents (R3ASC-2016), Toulouse, France, 2016. – P. 33–40.
- SAUCEDO-DORANTES J.J., OSORNIO-RIOS R.A., ROMERO-TRONCOSO R.J. et al. Novel condition monitor-ing approach based on hybrid feature extraction and neural network for assessing multiple faults in electromechanical systems // IEEE 12th Int. Symposium on Diagnostics for Electrical Machines, Power Electronics and Drives (SDEMPED), Toulouse, France, 2019. – P. 466–473.
- URSU V., EROFEEV E., STEBLINKIN A. The development and testing of the wave gear rotary EMA for aerospace ap-plications // 6th Int. Workshop on Aircraft System Technol-ogies, Hamburg, Germany, 2017. – P. 95–103.
- VAN DER LINDEN F, DREYER N, DORKEL A. EMA Health monitoring: an overview // 7th Int. Conf. on Recent Advances in Aerospace Actuation Systems and Components (R3ASC-2016), Toulouse, France, 2016. – P. 21–26.
Дополнительные файлы
