работа. Бортовые измерения и требования к ним
 Скачать 480.48 Kb.
|
|
БОРТОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ТРЕБОВАНИЯ К НИМ <1234567> На ЛА измеряют ряд параметров, характеризующих работу бортовых систем, позволяющих экипажу правильно выполнять свои функции, управлять полетом и контролировать состояние ЛА. Такие измерения относятся к штатным и их основной целью является обеспечение безопасного пилотирования. При летных испытаниях реализуется еще один вид бортовых измерений. Цель испытательных бортовых измерений – получить возможно более полную информацию о характеристиках, свойствах и особенностях полета ЛА. Бортовые измерения указанных видов различаются объемом, точностью и качеством измерительной информации, хотя в ряде случаев способы и методы измерений могут иметь много общего. Аппаратурное и методическое обеспечение испытательных измерений можно выделить в самостоятельное научно–техническое направление в сложной проблеме обеспечения испытаний авиационной техники. Классификация бортовых измерительных средств по каким-либо признакам затруднительна из-за разнообразия физических принципов, положенных в основу их создания. Наиболее удобным способом классификации средств измерений может служить способ регистрации информации на борту. Для регистрации информации используются: · самописцы, в которых запись информации осуществляется на бумагу со специальным покрытием (сажа, воск), при записи покрытие разрушается; · осциллографы, в которых информация с помощью светового луча регистрируется на светочувствительную бумагу; · магнитные накопители информации, в которых регистрация данных выполняется на магнитной ленте. В практике летных испытаний наибольшее распространение нашли два вида записи: дискретный (цифровой) и непрерывный. Дискретный вид записи применяется для регистрации низкочастотной информации (до 5 – 10 Гц) и информации типа разовых команд (включение/выключение форсажа, выпуск/уборка шасси, закрылков и т.д.). Непрерывный способ записи используется для регистрации информации в широком диапазоне частот (до 10 000 Гц). Совершенствование информационно–измерительной техники привело к тому, что дискретный способ записи уже применяется при регистрации информации в диапазоне частот до 500 – 600 Гц и поэтому деление информации на низкочастотную и высокочастотную стало условным. Сравнительные технические данные различных способов регистрации приведены в таблице 1. Вне зависимости от методов преобразования и регистрации полетной информации к измерительным средствам предъявляются примерно одинаковые требования: · регистрация широкой номенклатуры параметров различной физической природы; · сбор, преобразование и регистрация измерительной информации в автоматическом режиме; · минимизация расходов объема и веса аппаратуры, потребных для регистрации одного параметра; · обеспечение высоких и стабильных метрологических характеристик измеряемой информации (точность, достоверность) в условиях воздействия внешних факторов; · сокращение до минимума операций управления процессом измерений на борту; · устанавливаемые на период испытаний измерительные средства не должны изменять функциональных возможностей узлов и агрегатов ЛА и снижать уровень безопасности полета; · минимизация потребления электроэнергии от бортовой сети. Таблица 1 Метрологические и эксплуатационные показатели средств регистрации, применяемых при летных испытаниях
К отдельным измерительным средствам могут быть предъявлены и другие требования, которые отражают специфику работы или применения этого средства. РЕКЛАМА  Яндекс Директ – ваши клиенты ждут. direct.yandex.ru РЕКЛАМА  Свадьба в Арт-Отеле «Пушкино» hotel-pushkino.ru 2. СИСТЕМЫ БОРТОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ При проведении летных испытаний самолетов и вертолетов используется комплекс бортовых и наземных технических средств. В состав бортового комплекса входят различные системы, обеспечивающие управление объектом испытаний, его навигацию, осуществляющие внешнетраекторные измерения, связь с объектом и передачу с борта радиотелеметрической информации. В состав наземного комплекса входят системы автоматизированной обработки, приемные станции, система единого времени и вспомогательные средства и системы, такие как измерительно–испытательные трассы, полигоны для проведения испытаний по применению бортовых средств вооружения, оценки взаимодействия бортовых и наземных радиоэлектронных средств, запасные аэродромы и т.д. Основным источником получения исходных данных, необходимых для оценки результатов летных испытаний и исследований самолетов и вертолетов, является информационно–измерительная система (ИИС), включающая комплекс технических средств измерений, сбора и обработки информации. При этом технические средства образуют систему только в том случае, если они объединены в структуру, функционирующую по определенным правилам. Эти средства вместе с математическим обеспечением и представляют собой ИИС. ИИС может быть автоматической, когда все операции измерения, сбора и обработки информации выполняются без участия человека, или автоматизированной, когда часть операции в процессе измерений выполняется человеком. ИИС для вертолетов обычно выполняются автоматизированными с большим или меньшим коэффициентом автоматизации. Самолет, вертолет, силовая установка, системы бортового оборудования и т.п. (рис. 1), называемые объектом летных испытаний, находятся в среде, оказывающей на объект внешнее воздействие. В обобщенном виде цель летных испытаний формулируется как оценка оператора объекта [L] при нормальном его функционировании, или/и установление причин и доработка объекта при нарушениях его функционирования. Под оператором [L] понимается комплекс характеристик, описывающих объект. Оценка оператора [L] в каждом летном эксперименте находится на основании измерений физических величин.
Рис. 1. Модель процесса летных испытаний В зависимости от метода определения характеристик объекта устанавливается перечень измеряемых в летном эксперименте физических величин, выбираются способ и средства измерения. Перечень измеряемых физических величин и размещение датчиков (или приемников) составляют поле измерений. Датчики преобразуют физические величины в электрические сигналы. Эти сигналы с помощью средств сбора информации, в свою очередь, преобразуются в многомерный сигнал, регистрируемый после операции переработки в процессе измерений или непосредственно поступающий на вход подсистемы обработки. На выходе последней получаются оценки измеряемых физических величин. На основании результатов обработки и анализа измерений оценивается правильность функционирования объекта и его оператор. Операции эти взаимосвязаны. Если в результате летного эксперимента обнаружено нарушение функционирования, то проводится дополнительный анализ с целью локализации дефектов и установления их причин, после чего выполняются соответствующие доработки объекта и вносятся, при необходимости, изменения в программу летных испытаний. Полученная оценка оператора объекта при его нормальном функционировании является окончательным результатом эксперимента. Таким образом, управление процессом летных испытаний имеет вид замкнутой системы, в которой ИИС представляет собой информационный канал. Управление летным экспериментом – многоуровневое. Выше описано управление программой, осуществляемое на основании результата, получаемого в каждом эксперименте. Также может выполняться управление отдельными режимами эксперимента. Непрерывное управление летным экспериментом в темпе его проведения осуществляется при условии, когда все операции обработки измерений и анализа результатов выполняются в реальном масштабе времени проведения измерений (эксперимента). Сказанное позволяет сделать вывод о том, что ИИС для летных испытаний подчинена объекту, для обслуживания которого она предназначена, а, следовательно, количество информации, ею получаемое, не превосходит количества информации, которое содержит объект.  ,где  – количество информации, получаемое измерительно–информационной системой Y, об объекте испытаний Х, – количество информации, содержащееся в объекте X, – потеря информации за счет неполноты связи измерительной системы с объектом, конечности процесса измерения и погрешностей ИИС.Таким образом, количество информации, получаемое в результате измерений, представляет собой разность количества информации о состоянии объекта до измерения и количества информации после выполнения измерений. В таком понимании измерение представляется как некоторая процедура, с помощью которой уменьшается интервал неопределенности относительно объекта измерений. Это означает, что при планировании и проведении измерений необходимо широко привлекать априорные сведения об объекте испытаний – летательном аппарате, силовой установке и т.п., формализуемые в виде моделей. В самом общем виде ИИС для летных испытаний представляет собой вероятностную систему, что обусловлено вероятностной структурой летательного аппарата и его систем, случайным характером внешних воздействий среды на ЛА и ИИС, конечностью процесса измерений, ограниченной чувствительностью ИИС и ее элементов, приближенностью вычислительных процессов обработки, а также неадекватностью модели летательному аппарату. СТРУКТУРА И СОСТАВ ИИС <1234567> Информационно–измерительная система для летных испытаний состоит из ряда подсистем (рис. 2), отличающихся назначением и их размещением относительно летательного аппарата. Каждая из этих подсистем, в свою очередь, представляет собой ИИС со всеми присущими ей свойствами. Основной подсистемой ИИС летных испытаний является бортовая система измерений (БС), предназначенная для получения в условиях полета измерительной информации, характеризующей состояние и работу агрегатов и узлов ЛА, взаимодействие составных частей авиационного комплекса между собой и средой. Структура системы зависит от целей, задач летных испытаний и типа ЛА.
Рис. 2. Состав ИИС для летных испытаний Бортовая система измерений состоит из совокупности измерительных средств (ИзС), осуществляющих восприятие различных физических сигналов (давлений, деформаций, угловых и линейных ускорений и т.д.), их преобразование и регистрацию на борту или передачу на землю. Бортовая система измерений содержит следующие элементы: · датчики (первичные преобразователи), воспринимающие физические сигналы и преобразующие их в электрический сигнал (входные сигналы); · согласующие устройства или вторичные преобразователи, осуществляющие преобразование сигналов в вид, допускающий их восприятие тем или иным регистрирующим устройством; · регистрирующие устройства (магнитные накопители (МН), осциллографы), обеспечивающие накопление информации; · органы управления, осуществляющие включение и выключение системы или изменение режима ее работы; · средства синхронизации, обеспечивающие единую регистрацию времени на всех накопителях внутри БС и на внешних измерительных комплексах (СЕВ); · линии связи, передающие измерительную информацию, сигналы управления и напряжение питания всех элементов; · источники питания, вырабатывающие стабилизированные напряжения всех видов, необходимые для элементов системы; · вспомогательные элементы (реле, переключатели, колодки, штепсельные разъемы и т.д.). В состав бортовых средств могут входить и другие элементы, например, фото–киноаппаратура, аппаратура видеозаписи, средства бортовой обработки информации, средства отображения результатов обработки. Бортовые системы измерений состоят из отдельных подсистем, обеспечивающих измерения групп параметров, характерных для определенных направлений исследования: прочности, аэродинамики, силовых установок, вибраций, акустики и т.д. Такие подсистемы обладают автономией, что позволяет изменять в ходе испытаний цели и задачи конкретных полетов. В состав бортовых средств, где базовыми являются магнитные накопители, могут включаться светолучевые осциллографы. Зарегистрированная на них информация используется для экспресс–анализа выполнения полетного задания. В последние годы наметилась тенденция к совмещению бортовых и радиотелеметрических систем. Созданы и применяются совмещенные системы. Наряду с бортовыми системами измерений для измерения тех же физических величин используются радиотелеметрические системы (РТС), передающая аппаратура которых устанавливается на испытуемом самолете, а приемная – на земле. РТС используется при летных испытаниях самолетов, главным образом, в качестве информационного канала системы управления летным экспериментом в темпе его проведения. Дублируя бортовые измерения, РТС одновременно в целом повышает надежность получения результатов эксперимента.  practicum.yandex.ru Реклама Обучение интернет-маркетингу с нуля Научим эффективно запускать рекламу, работать с брендом и планировать бюджет   direct.yandex.ru Реклама Яндекс Директ – ваши клиенты ждут. Яндекс Директ поможет найти в интернете людей,которым нужны ваши товары или услуги.  В некоторых видах летных испытаний, например, при определении взлетно–посадочных характеристик, отработке навигационных комплексов, градуировке приемников воздушного давления, необходимо знание параметров траектории самолета – его местоположения и вектора скорости. Для измерения координат самолета и составляющих вектора скорости служит система внешнетраекторных измерений (ВТИ), представляющая собой оптические и радиотехнические измерительные средства, размещаемые на земле. Системы единого времени (СЕВ), сбора и трансляции измерительной информации (СТ), а также обработки (СО) объединяют бортовую систему, системы РТИ и ВТИ в единую информационно–измерительную систему. Дополненная системой командного управления (КУ) эта ИИС из разомкнутой, открытой превращается в замкнутую систему. ИИС летных испытаний в целом представляет собой иерархическую систему. Нижнему уровню иерархии соответствуют отдельные средства измерений, которые на следующем уровне объединяются в системы бортовых, радиотелеметрических или внешнетраекторных измерений, в свою очередь, объединяемых на верхнем уровне иерархии в ИИС. При этом топографически структура ИИС, в зависимости от целей летных испытаний и используемых средств, может быть классической, многоуровневой иерархической, многоуровневой с перекрестными связями между элементами различных уровней, централизованной или смешанной. Вне зависимости от топографии структура ИИС может быть жесткой, программно–перестраиваемой, адаптируемой или самонастраивающейся. Жесткую структуру имели ИИС предыдущих поколений. Современные бортовые системы измерений обычно имеют программно–перестраиваемую структуру. Структура современных РТИ и ВТИ, как правило, адаптируемая – программа измерений изменяется автоматически в зависимости от режима полета или динамики изменения измеряемых величин. Замкнутые ИИС, предназначенные для управления летным экспериментом в реальном масштабе времени (в темпе его проведения), выполняются с самонастраивающейся переменной структурой. ИИС летных испытаний относится к классу многомерных ИИС. Количество входных сигналов в ИИС летных испытаний лежит в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен. Количество выходных сигналов может быть не равным количеству входных сигналов. Входные величины ИИС летных испытаний, как правило, разнородны по своей физической природе, имеют различные динамические диапазоны и спектры, могут быть независимы или иметь между собой функциональные и корреляционные связи. Одна и та же ИИС, например, бортовая система измерений или РТС, может иметь в качестве входных сигналов величины, изменяющиеся во времени и распределенные в пространстве, дискретные и непрерывные, пассивные и активные. Выходная информация ИИС летных испытаний в большинстве своем имеет дискретную форму из–за обработки результатов цифровыми вычислительными машинами. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КАНАЛАХ <1234567> Измерительный канал, представляющий собой последовательно соединенные устройства, обеспечивает восприятие физических величин, их преобразование в электрический сигнал к виду, допускающему его регистрацию на каком-либо носителе информации. В практике летных испытаний нашли применение в основном две схемы каналов: 1-я схема – «параметр–канал». Все элементы канала используются для регистрации только одного параметра. В случае многоточечных измерений однотипных параметров для каждой измерительной точки создается свой канал из тех же элементов. 2-я схема – «канал с коммутацией». Часть элементов канала используется для преобразования ряда однотипных параметров. Элементы канала последовательно подключаются к общей части с помощью коммутатора. На рис. 3 приведена общая схема преобразования бортовой информации. Для канала с коммутацией показана схема прохождения измерительной информации с использованием радиотелеметрического оборудования при передаче сигналов на землю.
Рис. 3. Общая схема преобразования бортовой информации Датчики (Д) (первичные преобразователи) служат для восприятия физических величин и преобразования их в электрический сигнал. Значения параметров электрического сигнала (амплитуда, частота) регистрируются. Основным звеном любого датчика является чувствительный элемент. Для унификации выходных сигналов датчиков установлены требования к их виду и уровню (первое сечение унификации I–I). Согласующие устройства (СУ) служат для вторичного преобразования сигналов с датчиков (усиление или ослабление) к виду, воспринимаемому накопителем. Тип и принцип работы согласующих устройств зависят от вида записи. Если сигнал с датчика обладает достаточной мощностью для записи, то согласующее устройство в измерительной схеме может отсутствовать или его роль может выполнять простой делитель напряжения (второе сечение унификации II–II). Записанная на борту информация после окончания эксперимента обрабатывается на земле на специализированных вычислительных системах, в которые вводится с помощью устройств воспроизведения (УВЗ). В случае применения радиотелеметрического канала в измерительные каналы включаются дополнительные элементы. Преобразователь (Пр), воспринимающий сигналы с датчиков или согласующих устройств, обеспечивает модуляцию высокочастотной несущей передатчика (Прд). На борту устанавливается и передающая антенна (А) с круговой диаграммой направленности. Переданную с борта информацию принимает наземная телеметрическая станция, основными элементами которой являются приемник (Прм) и преобразователь. Наземный преобразователь выполняет функции, обратные функциям бортового преобразователя. Продетектированная информация поступает на ЭВМ для обработки или на просмотровое устройство для оперативного анализа или регистрируется на наземных накопителях. Приемная антенна, имеющая острую диаграмму направленности, в ходе приема должна вращаться и отслеживать ЛА. При компоновке бортовой системы измерений на борту ЛА необходимо: · обеспечить свободный подход к тем средствам измерения, которые в процессе эксплуатации нуждаются в частых проверках или в смене носителя; · создать удобные подходы к местам установки аппаратуры и системы в целом, к штепсельным разъемам. В местах размещения аппаратуры не должно быть источников сильных электрических и магнитных полей. РЕКЛАМА Яндекс Директ – ваши клиенты ждут. direct.yandex.ru РЕКЛАМА  Обучение интернет-маркетингу с нуля practicum.yandex.ru Бортовая система измерений должна быть полностью изолирована от других бортовых систем. Если возникает необходимость регистрировать какие-либо сигналы со штатных систем ЛА, то в них должен быть предусмотрен самостоятельный выход для связи с бортовой системой измерений. В самом общем виде обобщенная структурно–функциональная схема (модель) преобразования информации в информационно–измерительной системе для летных испытаний показана на рис. 4. Отдельные блоки преобразования представляют собой не технические устройства, а функциональные, которые могут быть выполнены в виде отдельных технических устройств или объединены в некоторые технические устройства. Последовательность блоков в модели преобразования информации не фиксирована. В реальных ИИС отдельные преобразования могут отсутствовать.
Рис. 4. Модель преобразования информации в ИИС На вход ИИС поступает совокупность физических величин, преобразуемых датчиками (источниками информации) в совокупность электрических сигналов различной формы и динамического диапазона. После преобразования они нормируются, приобретая единую форму и динамический диапазон. В это преобразование входит усиление, ограничение, модуляция и т. п. Далее эти сигналы собираются в кодовую группу, называемую обычно кадром информации. На выходе блока сбора получается определенным образом организованный многомерный сигнал, в состав которого входит совокупность служебных сигналов, вводимых для распознавания кодовых групп и отдельных сигналов в них при обработке результатов измерений, а также для увязки всех измерений в едином времени. Для того, чтобы отдельные сигналы выделялись из многомерного с наименьшим взаимовлиянием, информационно–измерительная система строится так, чтобы функции, учитывающие градуировочные характеристики датчиков и преобразователей и спектральные преобразования, были ортогональными (непересекающимися функциями). В качестве системы ортогональных функций могут быть приняты функции непересекающиеся во времени, непересекающиеся по спектру, или же непересекающиеся как по времени, так и по спектру. В первом случае информационно–измерительные системы носят название системы с временным разделением сигналов, во втором – с частотным разделением и в третьем – с разделением по форме. Большинство современных бортовых систем измерений и РТС выполняются с временным разделением сигналов. С целью повышения помехоустойчивости при передаче сигналов по каналу связи, многомерный сигнал кодируется. Далее выполняется выделение отдельных сигналов, обнаружение и восстановление сигналов на фоне шума, в результате которых получается совокупность оценок сигналов. На выходе блока масштабирования, учитывающего градуировочные характеристики преобразователей и датчиков, имеется совокупность оценок физических величин, на основании которой, после приведения к единым моментам времени, отбора существенных значений и внесения регулярных поправок, рассчитываются физические величины и характеристики, получаемые на основании косвенных измерений. Исправленные, окончательные значения оценок физических параметров и характеристик, являющиеся результатами измерений, служат исходными для получения результатов летного эксперимента. Формально часть операций переработки информации в информационно–измерительных системах детерминирована, например, преобразование в единую форму, сбор, преобразование в дискретную форму, масштабирование и другие. Некоторые же операции переработки, как, например, обнаружение и восстановление полезного сигнала на фоне шума, идентификация – статистические. Однако, в связи с тем, что входной сигнал измерительных систем летных испытаний содержит не только полезный сигнал, но и помеху, а система в целом имеет внутренние помехи и подвергается внешним возмущающим воздействиям, практически все переработки информации носят статистический характер. В общем случае смесь полезного сигнала и помехи на входе в информационно–измерительную систему сложная. Между составляющими этой смеси могут быть корреляционные связи. Однако для большинства практических задач анализа и синтеза эта смесь представляется аддитивной, т.е. предполагается независимость полезного сигнала и помехи на входе системы. По мере преобразования входного сигнала в информационно–измерительной системе происходит накопление погрешности от блока к блоку. На вход каждого блока поступает смесь преобразованных в предыдущем блоке полезного сигнала и помехи, а также внутренние помехи предыдущих блоков, причем многие из преобразований нелинейные. Поэтому сигнал, поступающий на обработку, обычно представляет собой случайный процесс и может существенно отличаться по своей структуре и статистическим характеристикам от входного сигнала. Для выполнения обработки измерений, т.е. получения оценок измеряемых величин, и эксперимента в целом – определения оценки оператора объекта, необходимо знание структуры и статистических характеристик сигнала, поступающего на обработку. Структура сигнала с его статистическими характеристиками носит название модель измерительной информации. Структура модели измерительной информации может представлять собой непрерывный случайный процесс, дискретный случайный процесс, непрерывную или дискретную случайную последовательность. Измерительная информация большинства многомерных информационно–измерительных систем летных испытаний – бортовой системы измерений, РТС, ВТИ описывается в виде дискретных случайных последовательностей. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ ИИС <2345678> Основной характеристикой информационно–измерительной системы является оператор npeoбразования, определяющий зависимость между выходным и входным сигналами  где  – вектор выходного сигнала;  – вектор входного сигнала; [Q] – оператор преобразования информации в ИИС, включающий все виды преобразования информации в процессе измерений и обработки результатов, указанных на рис. 4. Знание оператора ИИС необходимо для разработки алгоритма обработки результатов измерений, а также при анализе инструментальной точности ИИС.Точность является важнейшей характеристикой ИИС, отличающей ИИС от других систем. Точность есть величина, обратная погрешности. Под погрешностью информационно–измерительной системы понимается степень близости результатов измерений к истинному значению измеряемой величины, т.е. отличие в некотором смысле (или в некоторой принятой метрике) оценки измеряемой величины  , полученной на выходе ИИС (в результате измерений), от оцениваемой величины р:  .Погрешность современных информационно–измерительных систем летных испытаний лежит в пределах от долей процента до нескольких процентов. Наибольшей точностью обладают системы ВТИ. Точность бортовых и радиотелеметрических систем определяют датчики. Измеряемые при летных испытаниях физические величины современных маневренных самолетов имеют широкий спектр, который непрерывно увеличивается. Поэтому одной из существенных характеристик ИИС летных испытаний является быстродействие, определяемое шириной пропускания измеряемого (полезного) сигнала с минимальными (или заданными) искажениями, которые характеризуют динамическую точностьИИС. Обобщенной характеристикой ИИС, учитывающей мерность и полосу пропускания, является информативность. Информативностью ИИС называется максимальный поток информации, который может быть получен при измерениях C=J/t. Здесь J – наибольшее количество информации, которое может быть получено данной ИИС (измеряется в битах); t – время, с. Информативность С подсчитывается в бодах (двоичных единицах в секунду) и характеризует пропускную способность ИИС. Информативность ИИС связана с не менее важной характеристикой – помехоустойчивостью. При анализе информационно–измерительной системы ее можно рассматривать как канал связи и, следовательно, использовать аппарат современной теории связи. Важнейшими требованиями, предъявляемыми к современным ИИС летных испытаний, являются информационная гибкость, т.е. приспособляемость к различным летательным аппаратам и разным задачам летных испытаний, и эволюционная гибкость, т.е. способность к расширению. Эти требования удовлетворяются путем широкого агрегатирования, стандартизацией сечений, применением интерфейсов, созданием единого проблемного и прикладного математического обеспечения с использованием модульного принципа, применением в системе обработки универсальных ЭВМ в качестве центральных процессоров в комбинации с микропроцессорами и мини-ЭВМ. Поскольку ИИС должна обслуживать одновременно несколько программ летных испытаний, она выполняется в виде системы коллективного пользования с определенной дисциплиной обслуживания и простым доступом к ней пользователей. Существенной характеристикой ИИС летных испытаний является степень автоматизации Ка, определяемая выражением  , где Оа – количество операций, выполняемых автоматически; Ор – количество операций, выполняемых вручную. Степень автоматизации большинства современных ИИС для летных испытаний и их подсистем обеспечивается наличием ЭВМ в их составе, выполняющих не только операции переработки информации, но также контроля над системой и управления процессом измерений.УСЛОВИЯ И ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИИС <3456789> Отличительной особенностью информационно–измерительной системы летных испытаний является высокая информативность и большой объем информации, приносимый каждым летным экспериментом. Для управления летным экспериментом в темпе его проведения используется менее 1% потока информации. Технические средства информационно–измерительной системы, размещаемые на объекте испытаний – самолете и на земле, подвергаются воздействию климатических и механических факторов, различных по величине, зависящих от места расположения технических средств. К климатическим факторам относятся давление, температура и влажность окружающей среды. Изменение температуры окружающей среды вызывает дополнительную погрешность измерения. Для ее уменьшения принимается ряд конструктивных и технологических мер и приемов. В тех случаях, когда температурная погрешность носит регулярный характер, она оценивается в лабораторных условиях и учитывается при обработке результатов. Используются также методы автоматической компенсации температурной погрешности. При уменьшении давления окружающей среды понижается надежность технических средств информационно–измерительных систем за счет ухудшения теплоотвода и понижения напряжения пробоя. Изменение давления приводит также к появлению дополнительной погрешности. Наиболее эффективным способом снижения влияния изменения давления окружающей среды, является герметизация технических средств измерительных систем и, в первую очередь, датчиков. Влажность воздуха изменяется в широких пределах, особенно в нижних слоях атмосферы, что заставляет применять специальные технологические и конструктивные меры защиты технических средств информационно–измерительных систем от воздействия влажности. Механические воздействия на информационно–измерительные системы, размещаемые на самолете, вызываются инерционными силами, возникающими при движении летательного аппарата с линейными и угловыми ускорениями, а также вибрацией в местах крепления элементов системы. Они могут создавать не только дополнительные погрешности, но и понижать надежность технических средств измерительных систем. Для уменьшения влияния линейных ускорений, помимо конструктивных мер, технические средства ИИС на самолете должны быть определенным образом ориентированы относительно направлений наименьших компонентов линейных ускорений. Вибрационные ускорения вызывают появление дополнительной случайной погрешности измерений. Основными средствами защиты ИИС от действий вибрационных ускорений являются тщательная балансировка подвижных механических деталей и амортизация средств измерения при их установке на самолете в местах, имеющих по величине наименьшие виброперегрузки, с их ориентацией в направлении наименьших компонентов. Помимо климатических и механических воздействий технические средства ИИС могут подвергаться воздействию электростатических и электромагнитных полей, вызывающих дополнительные погрешности ИИС. Несмотря на конструктивные меры защиты технических средств от этих воздействий (экранирование, фильтры), необходимо тщательное изучение электромагнитных и электростатических полей как самолета, так и наземных измерительных средств для сведения к минимуму влияния на информационно–измерительную систему электростатических и электромагнитных воздействий. РЕКЛАМА Яндекс Директ – ваши клиенты ждут. direct.yandex.ru РЕКЛАМА  Численное моделирование arktoscomfort.ru Одним из важнейших требований, предъявляемых к ИИС, является электромагнитная совместимость различных систем ИИС между собой и со штатными средствами самолета. Все изложенное выше показывает сложность размещения технических средств информационно–измерительных систем, особенно на самолете, которое ограничивается его штатной компоновкой и должно выбираться при ряде ограничений, выдвигающих часто противоречивые требования к размещению ИИС. ПОДГОТОВКА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ К ИСПЫТАНИЯМ <45678910> Для проведения летных испытаний выполняются следующие работы: · наземная подготовка средств измерений, включающая оценку их исправности и работоспособности с последующей градуировкой в лабораторных условиях или на объекте; · сборка бортовой системы измерений на ЛА, ее отладка и регулировка. В случае необходимости отдельные каналы бортовой системы или подсистемы, входящие в нее, могут градуироваться в натурных условиях на объекте; · контроль исправности бортовой системы измерений в процессе эксплуатации и повторная градуировка. Все этапы работ по подготовке бортовой системы измерений к эксплуатации должны осуществляться и контролироваться на основании технической документации, разработанной при проектировании. В состав документации должны входить перечни измеряемых параметров с указанием возможных диапазонов их амплитудного изменения и частотного диапазона, электрическая принципиальная и монтажная (в случае необходимости) схемы всей бортовой системы измерений, методики градуировок каналов на объекте. Градуировка – это установление количественного соответствия между физическим параметром, воздействующим на вход измерительного канала, и показаниями (реакцией) этого канала. Как правило, выполняется статическая градуировка, т.е. определение соответствия между установившимися значениями на входе и выходе канала. Показания измерительного канала обычно имеют другую физическую природу, чем воздействующая физическая величина, и в зависимости от того, какой регистратор применяется, могут выражаться в миллиметрах, милливольтах или в относительном изменении сопротивления. Перед началом градуировки аппаратура должна быть проверена на работоспособность под током. Градуировка должна выполняться в нормальных условиях при исправном канале и вспомогательном оборудовании. В непосредственной близости от градуируемых средств не должны присутствовать источники электрических и магнитных полей, механические вибрации недопустимы. На градуируемую аппаратуру должно быть подано стабилизированное напряжение питания. Аппаратура должна быть подключена к измерительной схеме в соответствии с указаниями технической документации на ее эксплуатацию. При статической градуировке входные воздействия представляют собой сигналы с постоянными уровнями, величины которых изменяются ступенчато. Диапазон изменения этого воздействия должен соответствовать всему диапазону, в котором предполагается изменение регистрируемого параметра. На всем диапазоне следует взять не менее 5 – 6 точек, как на прямом, так и на обратном ходе изменения величины входного воздействия. При каждом изменении фиксируются величина входного воздействия и показания прибора, соответствующие этому воздействию. Показания должны быть зарегистрированы на фотобумагу или магнитную ленту в зависимости от того, какой регистратор будет применяться в полете. Следует отметить, что измерительный канал, градуируемый в лабораторных условиях, должен состоять из тех же элементов, которые после градуировки будут установлены на ЛА. Результаты записываются в течение 3 – 5 с, чтобы исключить влияние на показания приборов переходных процессов, возникающих из-за скачкообразного изменения входных воздействий. Затем строится график, на котором наносятся все полученные точки показаний прибора, соответствующие определенным величинам внешнего воздействия. На графике должны быть отмечены точки прямого и обратного хода. При ручной обработке результатов градуировки точки соединяются плавной кривой. Как правило, градуировочная зависимость  линейная или близка к линейной. При автоматизированной обработке результатов градуировки выполняется аппроксимация градуировочной зависимости полиномом степени не выше третьей:РЕКЛАМА  Курс «Аналитик данных». Промокод ZIMA skillfactory.ru РЕКЛАМА  Курс: Аналитик данных. Начните учиться бесплатно! practicum.yandex.ru  .Если градуировочная зависимость существенно нелинейная, то для аппроксимации могут применяться среднеквадратические кубические сплайны. Многократное повторение градуировки одного и того же измерительного прибора или канала при постоянных внешних условиях позволяет определить практически все виды погрешностей, кроме динамических. На рис. 5 показана типичная градуировочная зависимость, полученная в лабораторных условиях для потенциометрических датчиков, и приведена информация, которая в обязательном порядке должна быть помещена на графике. График приведен для случая регистрации параметров на светолучевой осциллограф. Показания осциллографа выражены в миллиметрах от базовой линии.
Рис. 5. Градуировочная зависимость потенциометрического датчика, полученная в лабораторных условиях При выполнении градуировок на объекте не всегда возможно такое изменение входного воздействия, которое соответствовало бы предполагаемому диапазону изменения параметра. В этом случае результаты градуировки используются в работе, если зависимость имеет линейный характер, а внешнее воздействие составляет не менее 40% от ожидаемого диапазона изменения параметра. Система бортовых измерений считается подготовленной к летным испытаниям, если все ее каналы работоспособны и проградуированы. |
