автореферат диссертации по транспорту, 05.22.14, диссертация на тему:Разработка теоретических основ и практических рекомендаций с целью эксплуатации авиационных двигателей воздушных судов гражданской авиации по техническому состоянию и совершенствование процессов их диагностирования

На пргвах ругописи

' Люлысо Владимир Иванович

I

I

I

«Разработка теоретических основ и практических рекомендаций с целью эксплуатации авиационных двигателей воздушных судов гражданской авиации по техническому состоянию и совершенствование процессов их

диагностирования»

Специальность 05.22.14 - Эксплуатация воздушного транспорта

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва- 2003

Работа выполнена в федеральном государственном унитарном предприятии «Государственный научно-исследовательский институт гражданский авиации».

Научный консультант - доктор технических и экономических наук, профессор Барзилович Е.Ю.

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Гриценко Е.А.;

- доктор технических наук, профессор Коняев Е.А.;

- доктор технических наук, профессор Ушаков А.П.

Ведущая организация: ОАО «Авиадвигатель», г.Пермь.

диссертационного совета Д.223.012.01 при Академии гражданской Авиации по адресу: 196210, ул.Пилотов, 38, г.Санкт-Петербург

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии ГА.

Защита состоится

на заседании

Автореферат разослашг »

I

2003г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, профессор

О.И.Михайлов

I. Общая характеристика работы.

Актуальность проблемы. Государственный подход к формированию отечественной системы поддержания летной годности воздушных судов (ВС) потребовал самого пристального внимания ко многим аспектам деятельности гражданской авиации.

Современные требования нормативного обеспечения и контроля летной годности ВС реализуются при их разработке в виде свойств безотказности, долговечности, живучести, сохраняемости, эксплуатационной и ремонтной технологичности, контролепригодности и др. Вместе с тем облик и содержание системы поддержания летной годности ВС в процессе длительной эксплуатации в значительной степени зависит от стратегий, методов, режимов технического обслуживания и ремонта (ТОиР), от экономических и организационных мер и других аспектов, направленных на поддержание летной годности ВС.

В последние годы практически для всех типов воздушных судов применяются прогрессивные стратегии ТОиР, получившие название «эксплуатация по техническому состоянию». По своей сути все эти стратегии основаны на достоверном определении технического состояния воздушного судна на всех этапах его эксплуатации. Такие задачи решаются на основе широкого комплекса специальных испытаний и исследовательских работ, а реализуются системой инженерно-авиационной службы. В рамках структуры ТОиР большая часть этих задач возложена на сложившуюся систему технической диагностики и неразрушающего контроля (ТД и НК).

При переходе на эксплуатацию по техническому состоянию (ЭТС) и в

процессе дальнейшей реализации ЭТС на двигателе соблюдаются все

требования, установленные Нормами летной годности в соответствии с

сертификационным базисом (АП-33, НЛГС-З и др.), Техническими условиями

на поставку, а также требованиями «Положения об установлении и увеличении

ресурсов газотурбинных двигателей гражданской авиации, их агрегятрч и

40КАЛЬКА«

комплектующих изделий», изд.З, 1994 г. В соответст£^ОРт^|^д!|^дроль 1

Iтчйит

технического состояния (ТС) должен быть обеспечен для всех функциональных систем, отказ которых может вызвать возникновение опасной ситуации.

Такое единство требований летной годности воздушного судна и требований прогрессивных стратегий их технического обслуживания обусловило необходимость установить круг задач, решаемых системой контроля и диагностирования технического состояния, разработать организационные мероприятия и условия ее наиболее эффективного применения.

С установлением этих условий операции ТД и НК вошли непосредственно в процессы ТОиР, и выполнение их стало предусматриваться нормативно-технической документацией, технологиями, бюллетенями.

В порядке государственного регулирования Государственная служба Гражданской Авиации (ГС ГА) России при участии Департамента поддержания летной годности гражданских воздушных судов и технического развития гражданской авиации (ДПЛГ ГВС и ТР ГА) последовательно проводит комплекс мер, направленных на формирование системы технической поддержки эксплуатантов и совершенствование нормативной базы обеспечения летной годности в процессе эксплуатации ВС.

Создана система сертификации организаций по ТОиР, организован Государственный центр безопасности полетов (ГЦ БП) на воздушном транспорте, введено «Временное положение об организации и проведении , работ по установлению ресурсов и сроков службы гражданской авиационной' техники», разрабатывается концепция системы поддержания летной годности ВС ГА.

Известно, что в процессе эксплуатации авиационные двигатели (АД) регулярно контролируются как непосредственно в полете (например, контроль и запись параметров двигателей НК-86 самолетов типа ИЛ-86 на борту), так и > на земле (при более углубленном количественном контроле во время проведения других видов работ по техническому обслуживанию).

При количественном контроле результаты сравниваются с заранее заданными допустимыми или критическими границами на каждый из измеряемых параметров. В целях стандартного представления исходных данных каждый параметр нормируется относительно своего критического допуска.

Количество измеряемых параметров авиационных двигателей, как правило, ограничено пятнадцатью - двадцатью основными параметрами.

Однако, до сих пор (несмотря на наличие ряда интересных публикаций в области эксплуатации АД) при организации эксплуатации АД не формализован вопрос о выборе упреждающих регулировок контролируемых параметров в случаях приближений к заданным критическим границам.

Более того, не решен и главный вопрос - о выборе и обосновании оптимальных процедур упреждающих регулировок параметров АД в этих предкритических случаях, хотя на чисто интуитивном, эвристическом уровне обслуживающий персонал практически всегда осуществляет такие упреждающие регулировки, руководствуясь соображениями прежде всего безопасности полетов и желанием снижения трудозатрат на техническое обслуживание и ремонт АД. Естественно, что «правила» таких упреждающих регулировок у каждого специалиста свои и в основе их всегда лежит накопленный эксплуатационный опыт.

И наконец, следует отметить актуальность комплексного контроля и анализа технических, экономических и экологических параметров АД, которые стохастически тесно зависимы.

В диссертации представлены постановки и решения общих и частных оптимальных задач эксплуатации АД по техническому состоянию.

Это прежде всего задачи оптимизации при контроле набора медленно меняющихся в эксплуатации параметров АД и при определении накопления частиц металлов в процессе экспресс-анализа авиационного масла.

Выходными параметрами оптимизации будут упреждающие допуска и периодичность (шаг) наблюдения параметров. Если такой шаг наблюдения уже

задан, то оптимизации подлежат только упреждающие допуска на каждый параметр.

Особый круг задач, тесно связанных с задачами эксплуатации двигателей по техническому состоянию, составляют задачи определения неисправностей двигателя. Для их решения необходимы дальнейшие исследования.

Таким образом, до сих пор не были созданы на базе достижений фундаментальной науки единые методологические основы эксплуатации таких сложных и ответственных энергетических систем, как авиационные двигатели, по техническому состоянию, комплексно не представлены и не проанализированы существующие и перспективные алгоритмы диагностирования АД а также совокупность систем контроля состояния двигателей, включая вычислительные средства.

В диссертации восполнен отмеченный пробел и решена обозначенная выше крупная научная проблема обеспечения оптимальной эксплуатации АД по техническому состоянию.

В области эксплуатации и ремонта ВС и АД ГА по техническому состоянию следует отметить прежде всего работы Н.Н.Смирнова и

A.А.Ицковича, исследования В.Г.Воробьева, А.А.Кулагина и их учеников, Е.А.Гриценко, В.М.Чепкина, Е.А.Куклева, А.А.Иноземцева, Ю.А.Ножницкого, Е.А.Коняева, Л.Ф.Красникова, Р.И.Адгамова, А.Г.Баканова, Ф.М.Муравченко,

B.М.Чуйко, А.М.Матвеенко, Ю.Н.Нечаева и др.; в области диагностирования -работы А.И.Биргера, П.П.Пархоменко, В.ИЛерова, В.АЛивоварова, А.Б.Кузьмина, С.М.Дорошко, И.М.Синдеева, В.И.Ямпольского, Н.И.Белоконя,

A.А.Морозова, В.А.Степанова, Б.А.Чичкова, И.В.Кета и др.

Ряд монографий, непосредственно посвященных теории эксплуатации сложных систем (в частности, и оборудования летательных аппаратов) по техническому состоянию, был издан Е.Ю.Барзиловичем, В.Ф.Воскобоевым и

B.А.Каштановым.

В диссертации нашли отражение и развитие основные результаты исследований упомянутых авторов, которые можно было в той или иной мере использовать при создании -и--обосновании предложенной концепции эксплуатации АД по ТС и их диагностирования.

Объектом исследования является парк эксплуатируемых в ГА газотурбинных авиационных двигателей и процесс их технической эксплуатации.

Предмет исследования - новые методы эксплуатации АД: эксплуатации их по техническому состоянию комплексно с новыми методами диагностирования.

Целью диссертация является создание на основе достижений современной науки и техники теоретических основ эксплуатации АД по состоянию и обоснование технических и информационных возможностей реализации полученных результатов на основе широкого использования вычислительных комплексов.

Для достижения этой цели в диссертации решены следующие задачи:

- оптимального управления состоянием АД при выборочном контроле отдельных параметров;

- оптимального векторного управления состоянием АД при комплексном контроле набора стохастически зависимых между собой параметров;

- скорейшего обнаружения «сбоев» (с заданной малой вероятностью ошибки) «в работе» АД (например, при скачкообразном фиксируемом изменении уровня вибрации в результате неисправности в системе измерений);

- разработки и обоснования предложений по внедрению автоматизированной системы ЭТС и диагностирования АД;

- создания метода формализованного выявления неисправностей по изменению параметров вибросостояния;

- обоснования выбора контролируемых параметров и алгоритмов диагностирования технического состояния АД в эксплуатации;

- внедрения полученных в работе результатов и использования их в руководящих документах по ЭТС и диагностированию АД. Результаты решения перечисленных выше задачи и выносятся автором на защиту.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в разработке метода и алгоритмов векторного оптимального упреждающего (отказы, неисправности) управления состоянием АД при количественном контроле параметров и автоматического обнаружения сбоев в системе измерений, искажающих картину технического состояния АД.

В работе также предложена и обоснована новая процедура определения допустимых уровней вибрации эксплуатируемого АД на основе сравнения некоторых преобразованных путем перевыборок из первоначальных данных значений уровней вибрации совокупности АД, полученных на основе измеренных уровней вибрации эксплуатируемого и исправного двигателя.

В основе этого сравнения - использование фундаментальных результатов в. современном разделе математической статистики — в компьютерной статистике, полученных на базе теории перевыборок.

В работе предложена информационно-управляющая система контроля и диагностирования АД, ориентированная на эксплуатацию их по техническому состоянию. Эта автоматизированная система контроля технического состояния АД отечественного производства эксплуатируется в ОАО «Аэрофлот» с 2002 года и уже доказала свою эффективность. В диссертации также решен ряд новых частных задач в области выбора параметров и совершенствования алгоритмов диагностирования АД. Сформулирована концепция дальнейшего совершенствования методов диагностирования и неразрушающего контроля авиадвигателей в условиях эксплуатации.

Практическая ценность исследований заключается в приложении фундаментальной теории (последовательного анализа и управляемых случайных процессов) для реализации в современных системах контроля предложенных в диссертации алгоритмов и вычислительных программ.

Внедрение результатов работы. Полученные лично автором или при его непосредственном научном руководстве результаты реализованы и использованы при составлении практически всех действующих нормативных и руководящих документов, регламентирующих эксплуатацию по состоянию АД ВС в предприятиях отрасли; при создании автоматизированной системы « контроля эксплуатации АД ВС; разработке концепции диагностирования и

неразрушающего контроля технического состояния авиадвигателей в условиях эксплуатации и предложений о порядке реализации эксплуатации газотурбинных двигателей (ГТД) ВС ГА и их агрегатов по техническому состоянию.

Перечень основных руководящих документов, в которых использованы полученные в диссертации результаты.

1. Отраслевая комплексная программа «Концепция и основные пути совершенствования диагностирования и неразрушающего контроля технического состояния гражданских воздушных судов и авиадвигателей в условиях эксплуатации», утв. начальником Научно-технического Управления ФАС России 16.02.1999г.

2. Инструкция по ведению типового вибрационного паспорта авиационного двигателя с использованием анализатора вибрации записи спектров, утв. начальником Управления ПЛГ ГВС ФС ВТ России 06.12.1999г.

3. Авиационные требования к организации и выполнению работ по диагностированию и неразрушающему контролю авиационной техники в условиях организаций по ТО и Р, утв. Заместителем директора ФС ВТ России 12.07.2000г.

4. Типовое положение о лаборатории технической диагностики и неразрушающего контроля авиационной техники организаций ГА по техническому обслуживанию и ремонту, утв. начальником Управления ПЛГ ГВС ФС ВТ России, 19.10.1999г., начальником НТУ ФС ВТ России 20.10.1999г.

5. Руководство по оценке соответствия нормативным требованиям лабораторий, осуществляющих техническую диагностику' и неразрушающий контроль авиационной техники авиапредприятий ГА Российской Федерации, утв. руководителем Органа по сертификации организаций по ТО и Р АТ России 20.03.2000г.

6. Бюллетень №1748БЭ-Г. «Внедрение в эксплуатации технических » эндоскопов разработки ЗАО НЛП «СиМТ» и «Методики эндоскопического контроля состояния газовоздушного тракта (ГВТ) двигателей», введены в действие указанием начальника Управления

ПЛГ ГВС ФАС России 25.02.1999г.

7. Решение о порядке применения эндоскопических приборов разработки ЗАО НЛП «СиМТ» при диагностике двигателей ПС-90А, утв. начальником Управления ПЛГ ГВС ФАС России 21.04.1998г., Генеральным конструктором ОАО «Авиадвигатель» 14.04.1998г.

8. Бюллетень №94268-БЭ-Г. «Внедрение в эксплуатации технических, эндоскопов разработки ЗАО НЛП «СиМТ» для контроля состояния газовоздушного тракта двигателя ПС-90А», введен в действие Заместителем руководителя Департамента ПЛГ ГВС и ТР ГА ГС ГА Минтранса России 05.01.2001г.

9. Решение по внедрению методики эндоскопического контроля проточной части двигателей типа АИ-20, АИ-25, Д-18Т, Д-36, Д-136, АИ-24 с применением технических эндоскопов разработки ЗАО НПП «СиМТ», утв. Заместителем руководителя Департамента ПЛГ ГВС и ТР ГА ГС ГА Минтранса России 28.06.2002г.

10. Технические требования по обеспечению объективной регистрации результатов эндоскопического контроля газовоздушного тракта авиадвигателей в условиях организаций по ТО и Р, утв.- Заместителем руководителя Департамента ПЛГ ГВС и ТР ГА ГС ГА Минтранса России 17.10.2001г.

11. Положение о порядке организации регистрации и учета фото- и видеодокументации результатов эндоскопического контроля состояния ГВТ авиадвигателей в условиях организаций по ТОиР, введено в действие указанием руководителя Департамента ПЛГ ГВС и ТР ГА ГС ГА МТ России от 28.12.2001г. №24.9-112ГА.

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях, семинарах секции «Проблемы воздушного транспорта России» РАН, совещаниях различного уровня, проводившихся в стране и за рубежом по проблемам надежности, эксплуатации по техническому состоянию ВС и АД, безопасности полетов (см. прилагаемый в конце автореферата список основных публикаций автора).

Публикации. Автор по теме диссертации имеет 30 научных трудов, в том числе две монографии.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы и приложений.

Основная часть изложена на 264 страницах. Текст содержит 27 рисунков и 10 таблиц. Список литературы включает 163 наименования. Приложения содержатся в отдельном томе на 143 страницах.

II. Основные положения работы.

В первом разделе приведен обзор современного состояния технической эксплуатации и летной годности ВС у нас и за рубежом, дан краткий обзор имеющихся теоретических исследований в области эксплуатации сложных технических систем по состоянию и сформулирована решаемая в диссертации проблема, ее декомпозиция на ряд крупных прикладных научных задач, формализуемых с позиций последних достижений фундаментальной науки (прежде всего в области управляемых случайных процессов, последовательного анализа, теории перевыборок). Показано, какие практические выводы, рекомендации и мероприятия следуют (или уже последовали) как результаты проведенных автором исследований. Отмеченное иллюстрируется на рис.1.

Центральное место в разделе два диссертации занимает многомерная модель оптимизации эксплуатации авиационного двигателя по техническому состоянию. Изложим ее подробно.

Во многих прикладных исследованиях возникает задача наблюдения и управления векторным случайным процессом со многими существенно зависимыми между собой составляющими. После достижения предкритических (предотказовых) уровней эти процессы «регулируются» и после (как и до) «регулировок» статистически ведут себя одинаково.

Задача заключается в нахождении (по минимуму средних удельных эксплуатационных затрат при сохранении заданных показателей безотказности АД в полете) значений предкритических (предотказовых, упреждающих) состояний по всем составляющим исследуемого процесса и соответствующего оптимального шага наблюдений процесса. При заданном шаге наблюдений оптимизируется только выбор упреждающих состояний. Опишем эту задачу, формализованную в диссертации, применительно к мониторингу состояния АД и принятию решения на основе такого мониторинга об оптимальной его эксплуатации по техническому состоянию. Однако сначала сделаем два замечания.

Следует заметить, что оптимизация шага наблюдений имеет смысл при контроле состояний АД с большими промежутками между измерениями и большой стоимостью отдельного измерения.

В работах по исследованию эффективности процессов эксплуатации авиационных систем по техническому состоянию и в работах автора диссертации показано (по данным моделирования), что при ЭТС ожидается снижение эксплуатационных затрат в среднем примерно на 10% и увеличение среднего времени безотказной работы авиационной системы в воздухе в 1,5-2 раза.

Перейдем к строгой постановке обобщенной задачи эксплуатации АД по техническому состоянию.

Рас. 1. Описание проблемы эксплуатации авиадвигателе^ по техническому состоянию и их диагностирования

Пусть состояние АД в момент 1=0 описывается значениями г контролируемых в процессе эксплуатации выходных параметров, образующих вектор

Функция я,- (() описывает изменение с течением времени значений 1-го параметра, 1=1,...,г; векторная функция описывает изменение с течением времени состояния АД в целом. Предполагается, что в начальный момент времени 1=0 параметры АД «отрегулированы» таким образом, что значения

Я] (0),...,хД0) равны заданным значениям и®соответственно и что с течением времени проявляется тенденция ухода параметров от установленных значений. Для определенности будем считать, что по каждому из параметров проявляется тенденция увеличения его значений с увеличением времени, прошедшего с момента регулировки.

Для каждого параметра задан критический уровень, при достижении и превышении которого АД подлежит срочной «регулировке». Пусть'

и*р(и*р > и?) - критический уровень для 1-го параметра, ¡=1,...,г. Тогда, если в некоторый момент времени 1=1о>0 хотя бы одно из значений

^(^о).....Хг (?0) превышает соответствующий критический уровень или равно

}

ему, так что выполняется соотношение

тякБМ>1 (!)

1 *нг и?

(такое состояние АД далее будем называть «критическим»), то АД подвергается срочному «регулированию», в результате которого значения всех г определяющих параметров возвращаются к исходным установленным

значениям . Стоимость каждого такого регулирования равна а>0.

Для предупреждения попадания АД в критическое (кризисное) состояние можно проводить предупредительные «регулировки», осуществляемые при выходе отдельных параметров за соответствующие «предупредительные» уровни. Более точно, г'-му параметру сопоставляется «предупредительный»

уровень и"р(и? < и"р < U*p), i = 1.....г. Если в некоторый момент /0 > 0 хотя

бы одно из значений JCj (t0),..., xr (tQ ) превышает соответствующий предупредительный уровень или равно ему, так что выполняется соотношение

max^^l, (2)

lSiSr и"р

но не выполняется соотношение (1) (такое состояние АД далее будем называть «предупредительным»), то АД подвергается предупредительному регулированию, которое, так же как и срочное регулирование, возвращает значения всех г определяющих параметров к установленным значениям

и®,..., и®, но требует существенно меньших затрат Ъ > 0, Ъ<а.

Физически формализованные записи (1) и (2) означают, что в пределах нормированных по отношению к своему допуску изменений параметров решение на управление состоянием АД осуществляется в каждый момент времени по наиболее «угрожающему» параметру.

Реальный момент обнаружения первого попадания АД в «предупредительное» или «критическое» состояние может отличаться от истинного (в сторону запаздывания), если состояние АД определяется только по результатам измерений, проводимых в дискретные моменты времени согласно некоторому выбранному правилу (рис.2).

На рис. 2 предупредительный уровень показан для всех параметров одинаковым и равным 0,9.

Ряс. 2. Иллюстрация процедуры выбора оптимального управления состоянием АД при контроле набора зависимых между собой параметров.

Для определенности мы рассмотрим далее правило, в соответствии с котррым первое (после момента 1=0) измерение состояния АД производится в момент Т0 > 0. Момент То может быть, например, моментом начала проявления тенденции к возрастанию или уменьшению составляющих процесса х(0. Если в момент Т0 АД не находится в «предупредительном» или «критическом» состоянии, то последующие измерения производятся через равные промежутки времени длины Л > 0, т.е. в моменты Т0 + А, Т0+ 2й,„. .

Первый из моментов вида Г0 + кИ(к = 0,1,2,...), в который обнаруживается попадание АД в «предупредительное» или «критическое» состояние, завершает первый цикл функционирования АД. По достижении этого момента, который будем обозначать Т|, АД возвращается в исходное состояние. Далее АД

возобновляет функционирование, имея время функционирования (наработку) Т1, и используется то же правило проведения измерений и принятия решений, что и на первом цикле, т.е. измерения во втором цикле производятся при достижении (суммарных) наработок Т^ +кк(к = 0,1,...), вплоть до обнаружения при очередном измерении выхода АД в «предупредительное» или «критическое» состояние. Если обозначить Т2 - длительность второго цикла, то наработка АД за два цикла равна Т1+Т2. Вообще, если Тц - длительность ц-та цикла, то в д-ом цикле наблюдения производятся в моменты, соответствующие наработкам .7\ +Т2 + ... + Г9_! + Г0 + кк(к = 0,1,...), вплоть до момента

Тх + Г2 +... + Ту, последняя сумма представляет наработку АД за ц циклов.

Будем предполагать, что каждое измерение имеет стоимость с >0 (как правило, с<в). Таким образом, общие затраты на измерения и «регулировки» АД при наработке I равны

СсуМ (О = апкр (0 + Ьп„р (0+сПшм (0, ( (3)

где ик/,(0 - количество срочных регулировок АД при такой наработке, ппр {{) -

количество предупредительных регулировок и пиш(0" количество произведенных измерений.

Обозначим < * ^ - состояние АД в 9-ом цикле в момент <

после начала этого цикла, т.е. в момент, соответствующий наработке <7-1

¿+£7^(^ = 1,2,...). Основное предположение, требующееся для ¿=1

дальнейшего рассмотрения, состоит в том, что функции

являются начальными участками реализаций (участками до регулировок)

некоторого векторного (г-мерного) случайного процесса

х(0 = Ш),.,хг(0К>0, (4)

начинающегося в точке х(0) = (и®.....и^), компоненты которого являются

случайными процессами с непрерывными реализациями и возрастающими

средними. Это предположение используется далее для построения процесса у(() (см. выражение (6)). Задача состоит в отыскании такого набора значений

Т0,к,и"р,...,и"р, при котором минимизируются средние издержки

+ + (5)

р (-*<*> ?

Заметим, что общее количество измерений при указанной выше стратегии проведения измерений и регулировок равно

П«зм= £ И(0 + иост(0, А=1

где и* (О - количество циклов функционирования АД, завершившихся до достижения наработки в течение каждого из которых было произведено ровно к измерений (такие циклы имеют длительность Т0+(к — 1)й), ктпах -максимальное количество измерений на одном цикле (иост(?) = 0, если последний цикл завершен при наработке С). В предположении конечной длительности циклов получаем, что

ктах

с 11т «М0 + *М'> + с _ Нт П^) + Ппр(()

°Р /->00 I (->00 X

у мо мо г .. ПК(о

а 1ип----V о пт----1-с ¿¿к пт--

аРкр+ЬРпр+с1кРк

__к=1

ад

то есть искомый предел равен отношению математического ожидания затрат на интервале регенерации (между последовательными моментами регулировок) к математическому ожиданию Е(Т) длины этого интервала.

Здесь Рк - вероятность того, что случайная (векторная) последовательность {х(Г0 +УЛ),_/ = 0,1,2,..} попадает в «предупредительное» множество (пересекает границу этого множества)

0.щ = ^ Оь-,^): гаах-^- > < 1 [

или «критическое» множество

[ и?Р

в момент Г0 + (к — 1)й, так что, если обозначить Q = Qnp У С?Кр (объединение множеств и 2лр),то

а для А=2,3,... имеем

Рк = Р{х(Г0 + (* -\)И) е б, х(Г0 + М ев, У = 0,...,/с-2}.

Случайная величина Т представляет момент первого попадания случайной

последовательности {х(Г0 + ]К),] = 0,1,2,...} в множество (¿„рУ^Эф-Величина Р,ф есть вероятность того, что в этот (случайный) момент Т значение х(Т) принадлежит множеству {2^, а Р^, - вероятность того, что в момент Т

значение х(Т) принадлежит множеству ()пр.

Таким образом, в общем случае поиск оптимальной стратегии указанного выше вида требует знания совместных распределений значений векторного процесса х($ в точках Т0,Т0 + к,...,Т0 + кк,к = 2,3,... и представляет собой весьма сложную математическую задачу. Эта известная задача пока не имеет решения. Однако на основе излагаемого ниже приема, имеющегося в диссертации, удалось решить эту задачу численно и получить практически приемлемый результат (квазиоптимальное решение). Это решение было получено на основе следующих естественных предположений.

В рамках модели, описанной выше, будем предполагать, что в процессе эксплуатации АД получено необходимое количество непрерывных или дискретных записей с фиксированным шагом наблюдения всех составляющих вектора х($, например, с помощью регистрирующей аппаратуры. Эти записи могут быть сделаны и во время применения АД по назначению.

Наша задача будет заключаться в том, чтобы по результатам эксплуатации АД определить оптимальные значения предупредительных (предотказовых) уровней всех составляющих х(0 и обосновать оптимальное значение шага контроля А по критерию (5). Определение оптимальных значений предотказовых уровней контролируемых параметров АД и периода их контроля и обеспечивает оптимальную его эксплуатацию по состоянию.

Итак, вновь будем иметь дело с векторным случайным процессом х(1). Далее все рассуждения будем вести, считая, что процесс х(0 контролируется с достаточно малым интервалом А. Будем вновь ставить задачу минимизации выражения (5) путем выбора оптимального значения шага измерений А* и оптимальных величин предупредительных (предотказовых) уровней

К1 >—>"г ■

Сформулируем теперь ограничения, которые должны быть наложены на составляющие вектора ¿(У, т.е. на случайные функции

Основное ограничение (допущение) будет состоять в следующем. Каждой составляющей (параметру) г сопоставим процесс (?), который определим

так. Пусть - значение г'-го параметра до первой регулировки,

.Г? (0) = Х( (0), и пусть первое регулирование (срочное или предупредительное)

проведено в момент кф. Обозначим через Х - (я) значение г-го параметра после

регулирования для 5 < > гДе ' момент второго регулирования и т.д.

Положим, далее

х?(5),0<з <кф,

х- (к^) + х}(я)-х1(0),кхк<5<к2К

х01{кхз) + х){к2к)-х1{0) + х}{з)-х1ф),к2к<з<кгк

и т.д.

Эта запись дает представление о структуре процесса >>(0 = У\{{),~.,УГ(£) и процедуре его безошибочного построения на базе

исходного векторного случайного процесса х(0 = X] (?),...,(?). Считаем, что векторный процесс у{{), впрочем как и х((), является эргодическим и имеет в

силу этого стационарные приращения.

Будем считать, что в каждом интервале наблюдений {кН,{к + 1)й) процесс _у1(5),г' = 1,...,г, можно аппроксимировать сплайном (например, В-сплайном) третьего порядка, т.е. с привлечением соседних наблюдений (*-1)йи {к + 2)к.

Таким образом, если исходные дискретные данные о наблюдениях за работой .¡-ого АД представимы после преобразования процесса х(() в процесс у({) в виде совокупности

Ш)у = (Уу(Щ,к = 0,1,...;/ = 1,..,г), (7)

то после сглаживания сплайнами эти данные принимают вид

Щ=(у9Ш = 1,..„г). (8)

Здесь Уу(х) - значение процесса >>/(5)для j-гo АД, который

первоначально характеризуется случайным вектором Именно реализации данного процесса и используются при отыскании оптимальной стратегии ЭТС АД при моделировании.

Следующее естественное допущение будет состоять в том, что мы предполагаем, что независимо от номера АД ] данные DDJ и .ОС, имеют идентичное распределение и взаимно независимы между собой.

Разумеется, если в процессе испытаний АД мы непрерывно регистрируем значение составляющих а значит, и то сплайн-

аппроксимации теряют смысл. Однако все дальнейшие рассуждения о выборе И*,и"р и"р остаются в силе (в эксплуатации АД измерения параметров дг^),."» *г(0 осуществляются дискретно).

Мы предполагаем также, что регулирование параметров не влияет на дальнейший ход их изменения, т.е. пересчет наблюдаемых кусков процесса Ху(») по формуле (6) в процесс у{ (.у) дает один и тот же в смысле равенства

распределений процесс.

Сделанные выше допущения упрощают поиск искомого оптимального правила регулировок параметров АД: используя исходные данные, получаемые при фиксированном значении А, можно пересчитать первоначальные результаты в результаты регулирования, которые были бы при использовании другой статистики, т.е. при использовании другого значения К и других

предупредительных уровней (и"р)',1 = 1,...,г. При этом будет найдено другое

значение С'су^ (*) для 7-ого АД С/ = \,2,...,т).

Усредняя по наблюдаемым т АД, получаем

ТП j=l

Если

С сум (О < Ссум(*) .

где - затраты, вычисляемые по формуле (3) для .¡-ого АД при

использовании параметров (1г,и"р ,...,и"р), то новая стратегия (К,(и"р)',...,(и"рУ лучше исходной.

Из заданного числа вариантов правил регулирования выбираем оптимальный.

При расчете каждого варианта на ЭВМ строится реализация процесса - = 1,2,..., ш, получаемая сглаживанием данных (7) в данные

(8).

Конечно, неравенство

ссум(0<ссум(0

будет выполняться более достоверно, когда будем иметь дело с большим числом наблюдаемых АД т и большим временем их наблюдений

Вопрос о достоверности выполнения этого неравенства требует проведения более тонких статистических исследований, например, таких, которые опираются на теорию перевыборок. Только в данном случае перевыборки следует осуществлять не по реализациям слуайных величин в пределах ограниченных первоначальных выборок, а по реализациям случайных функций - значениям измеренных параметров состояния АД число этих реализаций на практике также ограничено. На этом пути удастся получить совершенно новый результат статистического оценивания средств, затрачиваемых на эксплуатацию АД по техническому состоянию, на основе ограниченного числа реализаций исследуемого случайного процесса .

При организации эксплуатации АД (и других авиационных систем) по техническому состоянию квазиоптимальные упреждающие допуска на контролируемые с достаточно высокой точностью параметры следует первоначально назначать в диапазоне (0,85 ч-0,95) нормированных значений по отношению к основным (предельным) допускам. В дальнейшем по мере сбора статистики в предложенной в диссертации автоматизированной системе эксплуатации АД эти допуска должны корректироваться и приближаться к однозначным величинам.

В третьем разделе впервые излагаются применительно к функционированию АД две математические модели скорейшего обнаружения сбоев в работе АД. Физическим аналогом исследуемого здесь случайного процесса может служить стационарный случайный процесс уровня вибрации исправно работающего АД, который при возникновении неисправности, оставаясь стационарным, может изменить (как правило, в сторону увеличения) уровень вибрации. Суть этих моделей в следующем.

Пусть в дискретные моменты tj, t2, ...te-i состояние контролируемого параметра характеризуется последовательностью случайных величин .•••Фи.

Эта последовательность случайных величин имеет общую функцию распределения F0(x). Допустим, что в момент ta в силу некоторых внутренних или внешних воздействий произошло изменение контролируемого параметра, и он в дискретные моменты времени te (момент состояния параметра, назовем его в дальнейшем моментом разладки или моментом возникновения нештатной ситуации), te+i, te+2 и т.д. характеризуется другой последовательностью случайных величин, и эта последовательность случайных величин также имеет общую функцию распределения F,(x) F0(x).

Таким образом, момент разладки есть случайная величина 9, принимающая дискретные значения 0,1 ....

Возникает задача: как по результатам наблюдений £;i. ... решить вопрос о том, что произошла «разладка», чтобы при заданной малой вероятности «ложной тревоги» а = Р{т <&} среднее время запаздывания

М[т -в/х было бы минимальным.

Задача определения среднего времени запаздывания при фиксированном значении а в диссертации решена для двух случаев: дискретного времени и непрерывного времени. В последнем случае наблюдению подлежит случайный процесс (а не последовательность случайных величин).

В перспективе рассмотренные модели должны быть реализованы в автоматизированной системе эксплуатации АД , обоснованные предложения по созданию и облик которой подробно рассмотрены в следующем, четвертом разделе диссертации.

В этом разделе сформулированы требования к базе данных по эксплуатируемым АД, а также требования к минимально необходимой базе знаний. Предполагается, что и база данных, и база знаний будут постоянно адаптироваться к совершенствующимся алгоритмам ЭТС и диагностирования. В разделе также отражен накопленный опыт (на уровне алгоритма и вычислительной программы) локализации неисправностей АД с точностью до модуля. Особое внимание при этом уделено статистическому анализу неисправностей АД по изменению регистрируемых характеристик вибрации АД как одного из наиболее информативных эксплуатационных параметров.

Предложен новый подход к статистическому " оцениванию характеристик вибрации эксплуатируемого АД и проверки их на соответствие заданным эксплуатационным требованиям. Этот подход основан на использовании ограниченных исходных данных (но одного и того же объема) по уровням вибрации эксплуатируемого АД и преобразованиях их с использованием теории перевыборок. На этой основе предлагается процедура сравнения уровней вибраций исправного и неисправного АД и принятия решения о состоянии эксплуатируемого АД. При этом не предполагается знания закона изменения случайной величины - уровня вибрации АД, который во всех исследованиях, посвященных этому вопросу, предполагается нормальным, причем это предположение нигде статистически не подтверждается и теоретически не доказывается.

Пятый раздел диссертации посвящен эвристическому обоснованию выбора параметров диагностирования такого специфического объекта, как авиационный двигатель. Рассматриваются неисправности, которые контролируются с помощью специально вырабатываемых сигналов. При

этом учитываются следующие особенности силовых установок (СУ) как объектов контроля:

большое разнообразие взаимосвязанных конструктивных элементов, агрегатов, систем СУ, построенных на разных физических принципах — механических, электромеханических, гидравлических, электронных и др., для диагностирования которых практически невозможно выработать универсальное решение или единый алгоритм;

существенные различия в характере функционирования и взаимодействия агрегатов, систем двигателя и их взаимное влияние при возникновении и развитии неисправностей;

большое число взаимосвязанных рабочих параметров (газодинамических, механических, электрических и других), при измерении которых возникают определенные трудности в создании и применении специальных датчиков-преобразователей неэлектрических величин в электрические и т.д.

Учитывая, что такие объективные особенности не позволяют во всех случаях, применяя традиционные методы, априорно выделить множество параметров или признаков технического состояния, а затем проводить минимизацию их числа с помощью методов математического программирования, автор диссертации предложил использовать другой подход. В связи с этим в разделе подробно описан порядок выбора контролируемых параметров АД, который начинается с выделения и анализа множества возможных неисправностей, определения вероятности их появления и учета значимости - величины вероятности невыполнения полетного задания как следствия появления неисправности. По результатам расчетов проводится ранжирование сигналов о неисправностях и контролируемых параметров по их значимости.

В заключение определяется общая техническая эффективность и влияние контроля состояния двигателя на выполнение полетного задания воздушным судном.

В шестом разделе диссертации формализована встречающаяся в зарубежных материалах по ТОиР ВС так называемая задача обслуживания при «удобном случае», когда при выполнении тех или других работ по ТОиР, связанных с разборкой АД, заменяются и некоторые исправно работающие стареющие агрегаты. Эта задача вписывается в систему эксплуатации по техническому состоянию АД и решается методом стохастического динамического программирования, при этом минимизируются средние суммарные затраты (стоимости, времени) при длительной эксплуатации двигателя, а также отыскивается оптимальная стратегия замен агрегатов с возрастающей интенсивностью отказов по наработке каждого из них при очередной разборке АД

В диссертации безопасность количественно определяется как вероятность безотказной работы АД за время полета ВС, а стоимость предполагается пропорциональной минимизируемым средним трудозатратам на обслуживание АД по техническому состоянию. При этом вероятность безотказной работы АД за время полета ВС выступает в качестве проверяемого ограничения.

Решенная в этом разделе задача сводится к следующей.

Считаем, что из опыта эксплуатации конкретного типа АД известно число агрегатов п с возрастающими в процессе эксплуатации функциями

интенсивностей отказов Я,- (¿) > 0, г = 1,..., п.

Итак, рассмотрим на фиксированном (достаточно большом) отрезке времени Г эксплуатацию АД с п (л>2) стареющими агрегатами, зависимыми по стоимости (времени) обслуживания.

Будем следить за каждым АД независимо от того, на каком воздушном судне он окажется после очередного восстановления.

Примем за г среднюю продолжительность полета ВС с данным типом АД.

По состоянию АД после каждого цикла работы продолжительностью г принимается решение на проведение или непроведение замен его агрегатов. При этом отказавшие агрегаты подлежат обязательной замене, а неотказавшие могут как заменяться, так и оставаться для работы на следующем цикле.

4У) =

л

Состояние каждого агрегата в процессе эксплуатации АД определим наработкой а^, где / - номер агрегата (1 = 1,и), _/,■ - индекс, характеризующий наработку агрегата, V- номер цикла работы АД. Наработка может изменяться от 0 до а^ - верхнего допустимого значения. При

а^ > а^ агрегат считается неработоспособным, а его наработка условно

принимается равной °о. Если агрегат отказал на некотором у-м цикле, то его наработку также принимаем равной оо, а сам он до очередной проверки считается находящимся в состоянии отказа. В этом случае наработку агрегата определим как

+ г, если 1-й агрегат не отказал на у-м цикле работы АД * и и

00 в остальных случаях, а состояние АД как

А - (п^ /7^1

где признак, характеризующий конкретную совокупность состояний агрегатов а^ (г = 1, и).

В принципе по каждому агрегату АД, если он не отказал, можно принять два решения: подлежит замене, не заменяется и остается в АД. В целом по АД для каждого состояния Ар можно принять 2Ш решений, где т<п, т- число

неотказавших агрегатов.

Множество этих решений (назовем каждое из них стратегией) зададим матрицей вида

где к -ая стратегия (решение)

представляет собой последовательность нулей и (или) единиц, определяющую замены агрегатов АД (1=1,2,...,и), ] - индекс состояния АД - индекс состояния 1-го агрегата;

1, если при к-й стратегии агрегат заменяется (к = 1,...,2'"),

^00 =

% =

О в противном случае.

А - ДМ д<"> )•

О, если 1-й агрегат заменяется (т.е. <5,^ =1),

у,- » если I-й агрегат не заменяется (т.е. о,у. =0).

На (у + 1)-м цикле АД из состояния Ар может перейти в одно из возможных состояний Ар+1. Далее все повторяется.

Из-за отказов АД и простоев, связанных с заменой его агрегатов, имеют место потери. Будем считать, что потери выражаются в единицах времени. Обозначим через Уу(Ар,(1к(Ар)) потери на одном цикле работы. Представим эти потери в виде

к(А^с/к(Ар) = 4))+ К(7к)(^ !А]УМАр)\ (10)

где - потери из-за простоев АД, связанных с заменами

агрегатов, проводимыми в соответствии с решением. ¿к(Ар)\

I Ар,<1к(А^)) - потери из-за отказа АД на (V + 1)-м цикле работы при условии, что он из состояния Ар в соответствии с йк (Ар) перешел в состояние А^.

Учитывая, что процесс эксплуатации является многоциклическим и суммарные потери за N циклов У^(А^) зависят как от состояний, в которые попадает АД, так и от решений на обслуживание, которые принимаются после

каждого цикла его работы, сформулируем нашу задачу в следующем виде. Назовем вначале последовательность решений |dk{Ajv)\ , принимаемых в

зависимости от состояния АД Ар после каждого v-ro цикла работы,

стратегией обслуживания. Тогда задача заключается в отыскании такой стратегии обслуживания, которая обеспечила бы минимум средних суммарных потерь на всем отрезке эксплуатации Т. Математически это можно выразить в виде функционального уравнения:

V\Aj0)= min [VMjo,dk{Ajom

dk(AJo)eDj

+ Z P(Aci/Aro,dk(Ajo))V;_{(Ac¡), (11)

AaeA

где V0{Aj0,dk{Aj0)) определяется по формуле (10) при v = 0; P(AC¡ / Aro, dk (AJ0)) - вероятность события, заключающегося в переходе АД из состояния Аг0, в которое он попал после решения dk(Aj0) из AJ0, в

состояние Ac¡ после первого цикла работы; VN_^{AC¡) - минимальные средние суммарные потери за (N — 1) циклов работы при условии, что АД в начальный момент находился в состоянии Ac¡, Ac¡ е. А означает, что суммирование проводится по всем состояниям Ac¡, в которые может попасть АД за первый цикл работы из состояния Аг0 и которые входят в дискретное конечное множество состояний А.

В диссертации дана подробная процедура получения решения уравнения (11), которая продемонстрирована на примерах, указаны вычислительные трудности получения решений для большого числа агрегатов и пути их преодоления.

Заключительный седьмой раздел работы посвящен перспективным научным и организационным проблемам эксплуатации по техническому состоянию и диагностирования авиационных ГТД с учетом их особенностей (см. рис.3).

Рис. 3. Обеспечение единой технической политики в отрасли и единой концепции применения и совершенствования комплексной системы ЭТС и диагностирования ВС и АД

Процесс диагностирования при этом понимается шире, чем в традиционной теории надежности сложных технических систем. Методы и средства диагностирования и неразрушающего контроля здесь направлены на обоснованное установление технического состояния АД (но не обязательно только такого состояния, при котором АД полностью потерял свою работоспособность). Получаемая в результате применения этих методов и средств информация может быть использована для более «тонкой» диагностики (для обнаружения устранимых в эксплуатации АД неисправностей, которые со временем могут привести к остановке двигателя), а также для оптимального управления состоянием АД по правилам, установленным в разделе два. Из материалов раздела семь следует, что локализация и устранение неисправностей должны сочетаться в последующем с корректировкой правил эксплуатации АД по упреждающим допускам.

Далее в разделе перечисляются организационные мероприятия и предложения автора для создания руководящих документов, обеспечивших внедрение ряда полученных в данном разделе теоретических и методических результатов, приведена схема проведения мероприятий по разработке и внедрению метод и средств диагностирования авиационной техники.

В диссертации имеются семь приложений, одно из которых дополняет материалы раздела два (вычислительная программа приложения 2), а четыре - материалы раздела четыре (технология работы оператора в автоматизированной системе эксплуатации АД по техническому состоянию - приложение 3 и три вычислительные программы - приложения 4, 5, 6). Кроме того, в приложениях 1 и 7 помещены соответственно разработанные под руководством и при непосредственном участии автора «Концепция и основные пути совершенствования диагностирования и неразрушающего контроля технического состояния ВС ГА и АД в условиях эксплуатации» и «Положение о порядке реализации эксплуатации газотурбинных двигателей гражданской авиации и их агрегатов по техническому состоянию».

III. Общие выводы и результаты работы.

1. В диссертации обобщен и систематизирован имеющийся опыт эксплуатации газотурбинных двигателей воздушных судов гражданской авиации по техническому состоянию.

Известно, что система технического обслуживания (ТО) воздушных судов является важнейшим фактором, влияющим как на экономическую эффективность их эксплуатации, так и на безопасность полетов. Совершенствование системы технического обслуживания ВС ГА направлено на переход их к эксплуатации по техническому состоянию (ЭТС), т.е. к отказу от плановых ремонтов авиационной техники, если их необходимость не обусловлена выявленными в процессе контроля недостатками и дефектами, а также профилактическими заменами отдельных узлов, модулей, которые нельзя

осуществить непосредственно в эксплуатации. Экономическая эффективность метода ЭТС АД определяется возможностью увеличения срока его работы до дорогостоящего капитального ремонта.

Первый опыт эксплуатации АД по техническому состоянию показывает, что трудозатраты на ТО ВС и АД возрастают; этот рост обусловлен не только организационными трудностями перехода к новому способу обслуживания, но и более глубоким знанием состояния авиационной техники (АТ), а значит, и большим объемом трудозатрат на устранение выявленных неисправностей и предпосылок к ним. Таким образом, постоянный контроль состояния АТ позволяет не только своевременно выявлять и устранять неисправности, не

I-

допуская отказов с опасными последствиями, но, что самое важное, и предупреждать многие отказы и неисправности, что существенно повышает безопасность полетов воздушных судов.

Возможность и эффективность применения ЭТС обеспечивается и конструктивным совершенством авиационной техники.

2. Предложен новый подход к созданию математического обеспечения ЭТС АД. Он заключается в разработке применительно к АД прикладной модели векторного оптимального управления состоянием АД при контроле в эксплуатации стохастически зависимых выходных параметров (в перспективе это не только технические, экономические, но и экологические параметры). Контроль в совокупности названных параметров (для любой энергетической установки) на современном этапе развития чрезвычайно важен и актуален. В модели использован составной критерий: трудозатраты (минимизируются) -безопасность (фиксируется и проверяется на соответствие заданному уровню).

Модель опирается на исследование записей измеренных и зафиксированных параметров АД в эксплуатации и не требует аналитического решения (да оно и невозможно в рамках поставленной задачи). Квазиоптимальное решение задачи получено методом специально организованного моделирования. Оптимизируемыми параметрами в результате решения задачи являются набор | удс^ИАИИОИ» ПМШтков на все

I БИБЛИОТЕКА I '

! о» м » I

контролируемые параметры и шаг наблюдения за состоянием АД в эксплуатации. Модель легко реализуется в любых существующих системах контроля состояния АД (и в других сложных технических системах ответственного назначения) в эксплуатации при условии соблюдения требований к точности измеряемых параметров, позволяющей фиксировать вводимые значения упреждающих допусков.

3. Обоснованная в диссертации модель скорейшего обнаружения «сбоев» (разладок) при измерении состояния АД в процессе эксплуатации с заданной малой вероятностью ложной тревоги, опирающаяся на последние результаты теории последовательного анализа, может быть реализована в автоматических системах контроля состояния АД.

4. Решенная в диссертации задача выбора оптимальных сроков замен стареющих- элементов позволяет в процессе длительной эксплуатации корректировать значения задаваемых межремонтных ресурсов отдельных агрегатов АД.

5. Предложенный в работе подход к статистическому оцениванию параметров неизвестных распределений случайных величин по ограниченной исходной выборке позволяет решать целый класс новых задач в области надежности и вибродиагностики АД, приводит к сокращению объема дорогостоящих испытаний АД и к разработке обоснованной методики проверки на соответствие показателей безопасности полетов ВС и надежности АД задаваемым требованиям.

6. В работе предложена модель выбора диагностических параметров, в которой в отличие от традиционных подходов к выбору параметров контролируемого объекта более полно учитывается физическая картина функционирования АД и факты обнаружения типовых неисправностей АД. Обоснованные и выработанные в диссертации выводы и рекомендации предлагается реализовать в автоматизированной системе эксплуатации АД по техническому состоянию, математическое обеспечение и облик этой системы содержатся в диссертации.

7. Полученные в работе результаты в области совершенствования диагностирования и неразрушающего контроля состояния АД вошли в концепцию, главные положения которой уже используются в практике эксплуатации авиационных двигателей ВС ОАО «Аэрофлот» и других авиапредприятий.

8. Полученные в диссертации результаты могут быть рекомендованы для энергетических установок транспортного типа при организации их эксплуатации по техническому состоянию.

Таким образом решенная в диссертации комплексная теоретическая и техническая проблема ЭТС АД позволяет существенно повысить эффективность системы технического обслуживания ВС ГА, снизить трудозатраты на его выполнение и повысить безопасность полетов воздушных— судов и надежность работы АД.

IV. Список работ автора по теме диссертации.

1. Определение оптимальных значений ресурсов стареющих агрегатов авиационного двигателя при его эксплуатации по техническому состоянию. Научный вестник МГТУ ГА, №63, Москва, МГТУ ГА, 2003 (в соавторстве с Байковым А.Е., Даниловым В.Ю.,'Трутаевым В.В.), авт. - 0,1 п.л.

2. Разработка методики количественной оценки летной годности по данным эксплуатации ВС. Научный вестник МГТУ ГА, №66, Москва, МГТУ ГА, 2003 (в соавторстве с Зубковым Б.В., Попыковым П.М.), авт. - 0,15 п.л.

3. К вопросу выбора контролируемых неисправностей авиадвигателей с учетом особенностей силовых установок как объектов контроля. Научный вестник МГТУ ГА, №66, Москва, МГТУ ГА, 2003,0,2 п.л.

4. Прогнозирование и статистическое оценивание параметров распределений уровней вибраций авиационных двигателей. Научный вестник МГТУ ГА, №66, Москва, МГТУ ГА, 2003 (в соавторстве с Байковым А.Е., Даниловым В.Ю., Трутаевым В.В.), авт. - 0,1 пл.

5. О процедурах контроля и выявления неисправностей авиационных двигателей по изменению параметров вибрации. Научный вестник МГТУ ГА, №66, Москва, МГТУ ГА, 2003 (в .соавторстве с Байковым А.Е., Даниловым В.Ю., Трутаевым В.В.), авт. - 0,1 п.л.

6. Повышение достоверности контроля газовоздушного тракта авиадвигателей. Научный вестник МГТУ ГА, №66, Москва, МГТУ ГА, 2003, ОД пл.

7. О сравнении параметров безопасности полетов с заданными значениями (новый подход). Научный вестник МГТУ ГА, №66, Москва, МГТУ ГА, 2003 (в соавторстве с Байковым А.Е., Даниловым В.Ю., Люлько C.B.), авт. - 0,1 п.л.

8. Теоретические обоснования методов эксплуатации авиационных двигателей по техническому состоянию. Москва, МГУ, 2001,11 п.л.

9. Эксплуатация авиационных двигателей по техническому состоянию (теория и практика), Москва, МГУ, 2002,23,5 п.л.

Ю.Методика исследования смазывающей способности низкомолекулярных углеводородных жидкостей в условиях реверсивного трения. В сб. «Вопросы авиационной химмотологии». Межвуз. сб. науч. труд. КНИГА. Вып. 2. Киев, 1978 (в соавторстве с Аксеновым А.Ф.), авт. - 0,1 п.л.

11.Определение области схватывания прецизионных пар по условиям трения. Й сб. «Вопросы ремонта авиационной техники». Межвуз. сб. научн. трудов. Вып. 2. Киев, КИИГА, 1978 (в соавторстве с Волосовичем Г.А.), авт. -0,1 п. л.

12.Влияние механических примесей реактивных топлив на износостойкость конструкционных материалов. Материалы Всесоюзной конференции «Эксплуатационные свойства авиационных топлив, смазочных материалов и технических жидкостей». Киев, 1977 (в соавторстве с Шепелем А.Я., Кукурузой В.В.), авт. - 0,1 п.л.

13.Исследование смазывающих свойств низкомолекулярных углеводородных сред при реверсивном трении. Материалы республиканской научно-технической конференции «Управление надежностью машин». Кировоград, 1978 (в соавторстве с Короленко Ю.И.), авт. -0,1 п.л.

М.Влияние углеводородной среды на ресурс работы современных машинотракторных агрегатов. Материалы Всесоюзного научно-технического семинара «Трение, изнашивание и применение фрикционных и износостойких материалов и покрытий в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении. Чехово, 1979 (в соавторстве с Шепелем А .Я., Горбаневским В.Е.), авт. - 0,1 п.л.

15.Повышение эксплуатационной надежности топливных систем воздушных судов путем оптимизации режимов трения в сочлененных парах. Труды II Всесоюзной конференции по безопасности полетов «Оптимизация процессов функционирования авиационной транспортной системы». Ленинград, 1979 (в соавторстве с Павловским В.Г.), авт. - 0,1 п.л.

16. Исследование структурных изменений при реверсивном трении в низкомолекулярных углеводородных средах. Труды Всесоюзной научно-технической конференции «Физико-химические основы смазочного действия». Кишинев, 1979 (в соавторстве с Короленко Ю.И., Марковской Л.И.), авт. - 0,1 п.л.

17.Установка для исследования смазывающих свойств углеводородных 1 жидкостей при микронных перемещениях трущихся сочленений. В сб. ' «Вопросы авиационной химмотологии». Межвуз. сб. научных трудов. Вып. | 3, Киев, КНИГА, 1979,0,1 п.л.

,( 18.Исследование влияния растворенного в топливе Т-8 кислорода на процессы

трения при возвратно-поступательном движении. В сб. «Вопросы • авиационной химмотологии». Межвуз. сб. научных трудов. Вып. 3, Киев,

КНИГА, 1979 (в соавторстве с Гречкиным А.И., Белянским В.П.), авт. - 0,1 п.л.

19.Исследование влияния внешних факторов на надежность работы агрегатов топливных систем летательных аппаратов. В сб. «Вопросы авиационной химмотологии». Межвуз. сб. научных трудов. Вып. 3, Киев, КИИГА, 1980 (в соавторстве с Павловским В.Г., Кобинек B.C.), авт. - 0,1 п.л.

20.Разработка комплексной технологии промывки фильтроэлементов при техническом обслуживании самолетов. Материалы V Всесоюзной научно-технической конференции «Эксплуатационные свойства авиационных

топлив, смазочных материалов и специальных жидкостей». Киев, КИИГА,

1981 (в соавторстве с Павловским В.Г., Солуяновым K.JL), авт. - 0,1 пл.

21.Противозадирные и противоизносные свойства дизельных топлив и бензинов. Журнал «Двигателестроение», №2, Ленинград, 1982 (в

соавторстве с Горбаневским В.Е., Вельским Д.И., Шепелем А.Я.), авт. - 0,5 пл.

22.0сновные направления по созданию эффективных методов и средств очистки фильтроэлементов топливных систем летательных аппаратов. Материалы III Всесоюзной научно-практической конференции по безопасности полетов. Ленинград, 1982 (в соавторстве с Кобинек ВС., Павловским В.Г., Постоевым С.К., Солуяновым K.JL), авт. - 0,1 п.л. 23.Особенности формирования износостойких поверхностных слоев при упрочнении. Материалы I Всесоюзной научно-технической конференции «Повышение надежности смазываемых узлов трения авиационной техники на основе совершенствования технологии применения и унификации смазочных материалов». Москва, МГА, 1983 (в соавторстве с Ластовцом

A.Н.), авт. - 0,1 пл.'

24.Перспективы совершенствования технологии очистки фильтроэлементов ЛА. В сб. «Вопросы авиационной химмотологии». Межвуз. сб. научных трудов. Киев, КИИГА, 1983 (в соавторстве с Павловским В.Г., Кобинек

B.C.), авт.-0,1 п.л.-------

25.Влияние конструктивных особенностей топливной системы вертолета Ми-2 на надежность работы силовой установки. Материалы III Всесоюзной научно-практической конференции по безопасности полетов. Ленинград,

1982 (в соавторстве с Дешко П.А.), авт. - 0,1 пл.

26.Обеспечение химмотологической надежности трущихся пар при микронных перемещениях. Материалы Всесоюзной научно-технической конференции «Технологическое управление триботехническими характеристиками узлов машин». Севастополь, 1983, авт. - 0,1 пл. 27.К вопросу определения свободной воды в слитом отстое топлива. Материалы I Всесоюзной научно-технической конференции по экономии

топливно-энергетических ресурсов на воздушном транспорте. Москва, МГА, 1983 (в соавторстве с Кобинек B.C., Солуяновым K.JL, Павловским В.Г., Ленковым Н.С.), авт. - 0,1 п.л. 2S.Современное состояние и перепекгиьы исследований по защите топливных систем от атмосферных загрязнений. Сб. научных трудов ГосНИИ ГА, вып. 238, Москва, 1985 (в соавторстве с Василенко В.Т., Павловским В.Г.), авт. -1,5 п.л.

29.Исследование условий эксплуатации и эксплуатационной долговечности с целью обоснования подтверждения, увеличения назначенных ресурсов и сроков службы летательных аппаратов ГА -вертолетов Ми-8. Москва, МГА, 1986 (в соавторстве с Егоровым Б.С.), авт. - 1,5 п.л.

30.Исследование эксплуатационной технологичности двигателей Д-36 на самолете Як-42. Сб. научных трудов ГосНИИ ГА, вып. 265, Москва, 1987 (в соавторстве с Барановским Ю.М., Кургиным С.П.), авт. - 0,1 п.л.

Р 168 0 2

Подписано к печати0.03. Усл.печ.л. 5 Тираж 100. Закга^?2. Тип. Академии ГА, 196210, С.-Петербург, ул. Пилотов, 38.

Введение

1. Обзор современного состояния основных проблем поддержания летной годности ВС ГА

1.1. Система подержания летной годности отечественных изделий авиационной техники.

1.2. Основные направления совершенствования системы поддержания летной годности за рубежом.

1.3. Краткий обзор литературы по теории эксплуатации сложных технических систем по состоянию и описание исследуемой проблемы.

2. Оптимальные математические модели эксплуатации авиационных двигателей по техническому состоянию.

2.1. Одномерная модель оптимального управления состоянием авиадвигателя.

2.2. Многомерная оптимальная модель эксплуатации авиадвигателя по техническому состоянию.

3. Модели скорейшего обнаружения «сбоев» в работе авиационного двигателя при автоматизированной обработке информации о его состоянии.

4. Разработка предложений по внедрению автоматизированной системы в интересах эксплуатации авиадвигателей ВС ГА по техническому состоянию.

4.1. Общие положения и требования к обобщенной базе данных по эксплуатируемым авиадвигателям ВС ГА.

4.2. Методика локализации повреждений авиадвигателя с точностью до модуля.

4.3. Алгоритмы выявления неисправностей авиационных двигателей по изменению регистрируемых параметров вибрации.

§. Обоснование выбора контролируемых параметров для диагностирования технического состояния авиадвигателей в эксплуатации.

5.1. Контролируемые неисправности объекта и сигналы о них.

5.2. Выбор контролируемых параметров.

5.3. Величины, определяющие ранг сигнала.

5.4. Выбор контролируемых параметров на основе ранжирования сигналов.

5.5. Неисправности авиадвигателей в эксплуатации.

5.6. Определение влияния контроля состояния авиадвигателя на выполнение задания воздушным судном.

6. Определение оптимальных значений ресурсов стареющих агрегатов авиационного двигателя при его эксплуатации по техническому состоянию.

4 7. Основные проблемы диагностирования авиационных ГТД и пути их решения.

7.1. Особенности обеспечения диагностирования авиационных ГТД.

7.2. Основные пути совершенствования диагностирования ГТД.

7.3. Совершенствование методов и средств диагностирования ГТД.

7.4. Оценка повреждений проточной части ГТД и объективная регистрация результатов контроля.

Актуальность проблемы. Государственный подход к формированию отечественной системы поддержания летной годности воздушных судов потребовал самого пристального внимания ко многим аспектам деятельности гражданской авиации. Он обусловил необходимость изменения нормативно-правовой базы, нормативного и процедурного обеспечения и контроля характеристик безопасности, надежности, технологичности, контролепригодности и др. характеристик воздушных судов гражданской авиации (ВС ГА).

В то же время определился круг задач правового и организационного образования и совершенствования системы технического обслуживания и ремонта, экономических и других мер, направленных на обеспечение и контроль летной годности в условиях эксплуатации.

Практика давно подтвердила, что уровень безопасности и исправности авиационной техники обеспечивается не только надежностью ее конструкции и грамотной летной эксплуатацией, но и, в большей степени, применяемыми стратегиями и качеством технического обслуживания и ремонта (ТОиР).

В последние годы, практически для всех типов воздушных судов, применяются прогрессивные системы ТОиР, получившие название «эксплуатация по техническому состоянию». Это рациональное (обоснованное) сочетание форм и методов ТОиР - с контролем диагностических параметров, с контролем уровня надежности парка, по фиксированному (установленному) ресурсу. По своей сути все эти методы основаны на достоверном определении (и знании) технического состояния воздушного судна на всех этапах его эксплуатации. Такие задачи решаются на основе широкого комплекса специальных испытаний и исследовательских работ, а реализуются системой инженерно-авиационной службы. В рамках структуры ТОиР большая часть этих задач возложена на сложившуюся систему технической диагностики и неразрушающего контроля (ТД и НК).

Требования о необходимости определенной системы контроля и диагностики технического состояния предусматриваются и нормами летной годности. В соответствии с ними, контроль технического состояния (ТС) должен быть обеспечен для всех функциональных систем, отказ которых может вызвать возникновение опасной ситуации.

Такое единство требований летной годности воздушных судов и требований прогрессивных стратегий их технического обслуживания обусловило необходимость установить круг задач, решаемых системой контроля и диагностирования технического состояния, разработать организационные мероприятия и условия их наиболее эффективного применения.

С установлением этих условий операции ТД и НК вошли непосредственно в процессы ТОиР, и выполнение их стало # предусматриваться нормативно-технической документацией, технологиями, бюллетенями.

В порядке государственного регулирования Государственная служба Гражданской Авиации (ГС ГА) России, при участии Департамента поддержания летной годности гражданских воздушных судов и технического развития гражданской авиации (ДПЛГ ГВС и ТР ГА), последовательно проводит комплекс мер, направленных на формирование системы технической поддержки эксплуатантов и совершенствование нормативной базы поддержания летной годности в процессе эксплуатации ВС.

Создана система сертификации организаций по ТОиР, организован

Государственный Центр безопасности полетов (ГЦ БП) на воздушном транспорте, введено «Временное положение об организации и проведении работ по установлению ресурсов и сроков службы гражданской авиационной техники», разрабатывается концепция системы поддержания летной годности ВС ГА.

Известно, что в процессе эксплуатации авиационные двигателя (АД) регулярно контролируются количественно и с различной степенью точности как непосредственно в полете (например, контроль и запись параметров двигателей НК-86 самолетов типа ИЛ-86 на борту и последующая их расшифровка на земле), так и на земле (при более углубленном количественном контроле во время проведения других видов работ по техническому обслуживанию).

При количественном контроле результаты сравниваются с заранее заданными допустимыми или критическими границами - допусками на каждый из измеряемых параметров. В целях стандартного представления исходных данных в пределах (0,1) каждый параметр нормируется относительно своего критического допуска.

В отличие от другого бортового оборудования количество % измеряемых параметров авиационных двигателей (АД), как правило, ограничено пятнадцатью - двадцатью параметрами.

Однако, до сих пор (несмотря на наличие ряда содержательных публикаций в области эксплуатации АД) при организации эксплуатации АД I не формализован вопрос о выборе упреждающих регулировок их контролируемых параметров в случаях наблюдаемых приближений к критическим заданным границам.

Более того, не решен и главный вопрос — о выборе и обосновании оптимальных процедур упреждающих регулировок параметров АД в этих предкритических случаях. Хотя, на чисто интуитивном, эвристическом ф уровне, обслуживающий персонал практически всегда осуществляет такие упреждающие регулировки, руководствуясь соображениями прежде всего безопасности полетов и желанием снижения трудозатрат на техническое обслуживание и ремонт АД. Естественно, что «правила» таких упреждающих регулировок у каждого специалиста свои и в основе их всегда лежит накопленный эксплуатационный опыт.

И, наконец, следует отметить актуальность комплексного контроля и анализа технических, экономических и экологических параметров АД, которые стохастически тесно зависимы.

В данной работе будут изложены постановки и решения общих и частных оптимальных задач эксплуатации АД по техническому состоянию (далее просто по состоянию).

При этом в обобщенный критерий (функционал) качества, по которому должна проводится оптимизация, следует включать и риски возможных авиационных происшествий, экономические потери от таких происшествий, возмещение морального ущерба пассажирам, затраты на регулировки и измерения параметров АД.

Выходными параметрами оптимизации будут упреждающие допуска, располагаемые всегда ниже критических, и периодичность (шаг) наблюдения параметров. Если такой шаг наблюдения уже задан, то оптимизации подлежат только упреждающие допуска на каждый параметр.

Особый круг задач, тесно связанных с задачами эксплуатации двигателей по техническому состоянию (ЭТС), составляют задачи диагностирования неисправностей на рабочих режимах двигателя. Они также требуют своего решения.

Таким образом, до сих пор не были созданы на базе достижений фундаментальной науки единые методологические основы эксплуатации таких сложных и ответственных энергетических систем, как авиационные двигатели, по техническому состоянию, комплексно не представлены и не проанализированы существующие и перспективные алгоритмы диагностирования АД, а также совокупность систем контроля состояния двигателей, включая вычислительные средства.

Автор диссертации, по роду своей деятельности, тесно связанной с поиском новых методов и средств эксплуатации авиационных двигателей современных ВС ГА, пытается восполнить отмеченный пробел и решить кратко обозначенную выше крупную научную проблему ^ оптимальной эксплуатации АД по техническому состоянию.

В области эксплуатации и ремонта ВС и АД ГА по техническому состоянию следует отметить прежде всего работы Н.Н.Смирнова и А.А.Ицковича, исследования В.Г.Воробьева, А.А.Кулагина и их учеников, Е.А.Гриценко, В.М.Чепкина, Е.А.Куклева, А.А.Иноземцева, Ю.А.Ножницкого, Е.А.Коняева, Л.Ф.Красникова, Р.И.Адгамова, А.Г.Баканова, Ф.М.Муравченко, В.М.Чуйко, А.М.Матвеенко, Ю.Н.Нечаева и др.; в области диагностирования - работы А.И.Биргера, П.П.Пархоменко, В.И.Перова, В.А.Пивоварова, А.Б.Кузьмина, С.М.Дорошко, И.М.Синдеева, В.И.Ямпольского, Н.И.Белоконя,

A.А.Морозова, В.А.Степанова, Б.А.Чичкова, И.В.Кета и др.

Ряд монографий, непосредственно посвященных теории эксплуатации сложных систем (в частности, и оборудования летательных аппаратов) по техническому состоянию, был издан Е.Ю.Барзиловичем,

B.Ф.Воскобоевым и В.А.Каштановым.

В данной работе, безусловно, нашли отражение те основные результаты исследований упомянутых авторов, которые можно было в той или иной мере использовать при создании и обосновании предложенной в диссертации концепции эксплуатации АД по ТС и их диагностирования.

Объектом исследования является парк эксплуатируемых в ГА Ф газотурбинных авиационных двигателей и процесс их технической эксплуатации.

Предмет исследования - новые методы эксплуатации АД: эксплуатации их по техническому состоянию комплексно с новыми методами диагностирования.

Целью диссертации является создание на основе достижений современной науки и техники теоретических основ эксплуатации АД по состоянию и обоснование технических, информационных и организационных возможностей реализации полученных теоретических результатов на основе широкого использования вычислительных комплексов.

Для достижения этой цели в диссертации решены следующие задачи:

- оптимального управления состоянием АД при независимых параметрах (одномерная модель);

- оптимального векторного управления состоянием АД при комплексном контроле набора стохастически зависимых параметров;

- скорейшего обнаружения «сбоев» (с заданной малой вероятностью ошибки) в работе АД (например, при скачкообразном изменении уровня вибрации);

- разработки и обоснования предложений по внедрению автоматизированной системы ЭТС и диагностики АД;

- формализованного выявления неисправностей по изменению параметров вибрации;

- по обоснованию выбора контролируемых параметров и алгоритмов диагностирования технического состояния АД в эксплуатации;

- по обоснованию конкретных предложений для внедрения полученных в работе результатов и использования их в руководящих документах по ЭТС и диагностике АД.

Перечисленные выше задачи и выносятся автором на защиту.

Ф Научная новизна диссертационного исследования заключается в разработке метода и прикладных алгоритмов векторного оптимального упреждающего (отказы, неисправности) управления состоянием АД при количественном контроле параметров и оптимального (скорейшего) обнаружения сбоев в системе измерений, искажающих истинную картину технического состояния АД.

В работе также впервые предложена и обоснована новая процедура определения допустимых уровней вибрации эксплуатируемых АД.

В основе этой процедуры - использование фундаментальных результатов в современном разделе математической статистики - в компьютерной статистике, полученных на базе теории перевыборок.

В работе предложена информационно-управляющая система контроля и диагностирования АД, ориентированная на их эксплуатацию по техническому состоянию, а также решен ряд новых частных задач в области выбора параметров и совершенствования алгоритмов диагностики с учетом специфики функционирования современных газотурбинных авиационных двигателей. Сформулирована концепция дальнейшего совершенствования алгоритмов диагностирования и методов неразрушающего контроля авиадвигателей в условиях эксплуатации.

Достоверность результатов исследований обеспечивается апробированными строгими и общими математическими моделями, практической приемлемостью принятых допущений и реализуемостью предложенных алгоритмов и вычислительных программ как для существующих, так и для перспективных АД, а также устойчивостью полученных результатов к неполноте исходных данных.

Практическая ценность полученных результатов заключается в приложении фундаментальной теории в области последовательного анализа к разработке и реализации в современных системах контроля и диагностирования предложенных в диссертации алгоритмов и вычислительных программ.

Внедрение результатов. Полученные лично автором или при его непосредственном научном руководстве результаты реализованы и использованы при составлении практически всех действующих нормативных и руководящих документов, регламентирующих эксплуатацию по состоянию

АД в эксплуатационных предприятиях отрасли; при создании автоматизированной системы контроля эксплуатации АД; разработке концепции диагностирования и неразрушающего контроля технического состояния авиадвигателей в условиях эксплуатации, положения о порядке реализации эксплуатации газотурбинных двигателей (ГТД) ВС ГА и их ш агрегатов по техническому состоянию.

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях, семинарах секции «Проблемы воздушного транспорта России» РАН, совещаниях различного уровня, проводившихся в стране и за рубежом по проблемам надежности, эксплуатации по техническому состоянию ВС и АД, безопасности полетов.

Автор по теме диссертации имеет более 50 научных трудов (включая комплексные научно-исследовательские работы, выполненные под его руководством), из них 15 печатных трудов и две монографии. •4 Перейдем к краткому изложению содержания диссертации. В первом

разделе приведен обзор современного состояния технической эксплуатации и летной годности ВС в России и за рубежом, дан краткий обзор немногочисленных теоретических исследований в области эксплуатации сложных технических систем по состоянию и описывается решаемая в диссертации проблема, ее декомпозиция на ряд крупных прикладных научных задач, формализуемых с позиций последних достижений фундаментальной науки (в области управляемых случайных процессов, последовательного анализа, теории перевыборок). Показано, какие практические выводы, рекомендации и мероприятия следуют (или уже ф последовали) как результаты проведенных автором исследований.

Второй раздел посвящен математическим моделям, обосновывающим оптимальное управление состоянием АД по критерию минимума средних потерь на его техническое обслуживание (ТО) при сохранении (возрастании) заданных параметров безопасности (надежной) работы в воздухе.

Первая модель относится к случаю выборочного контроля одиночных выходных параметров АД. Задача в этом случае сводится по упомянутому критерию к однозначному выбору оптимальных значений упреждающих допусков, находящихся внутри поля основных (предельных) допусков, на измеряемые параметры АД в эксплуатации.

Вторая модель является более общей. Она позволяет отыскивать оптимальное управление состоянием набора стохастически зависимых выходных (или промежуточных) параметров АД. К числу таких стохастических зависимых параметров АД, которые в перспективе должны измеряться и регулироваться, относятся не только контролируемые в настоящее время технические и экономические параметры АД, но и его экологические характеристики (уровень шума, различные вредные выбросы в атмосферу и др.).

Модель не требует аналитической аппроксимации исследуемого векторного случайного процесса (да она пока и невозможна). Приближенное к оптимальному решение (с достаточной для практики точностью) отыскивается с помощью специально организованного моделирования. При этом выбираются оптимально не только упреждающие допуска на каждый измеряемый параметр АД, но и единый оптимальный шаг наблюдения.

Указано далее на простоту реализации полученных приближенных результатов при организации эксплуатации АД по техническому состоянию. Эти результаты должны уточняться по мере сбора информации о поведении измеряемых параметров во времени в разрабатываемой под руководством автора автоматизированной системе эксплуатации АД.

В третьем разделе впервые излагаются применительно к функционированию АД две математические модели скорейшего обнаружения «сбоев» в работе АД. Физическим аналогом исследуемого здесь случайного процесса может служить стационарный случайный процесс уровня вибрации исправно работающего АД, который при возникновении неисправности (в системе измерений), оставаясь стационарным, может изменить уровень вибрации*.

Пусть в дискретные моменты Хг, .^0-1 состояние контролируемого параметра характеризуется последовательностью случайных величин

Эта последовательность случайных величин имеет общую функцию распределения Р0(х). Допустим, что в момент в силу некоторых внутренних или внешних воздействий произошло изменение контролируемого параметра, и он в дискретные моменты времени (момент состояния параметра, который назовем в дальнейшем моментом разладки или моментом возникновения нештатной ситуации), VI, ^0+2 и т.д. характеризуется другой последовательностью случайных величин, и эта последовательность случайных величин также имеет общую функцию распределения Б^х) Ф Р0(дг).

Таким образом, момент разладки есть случайная величина 6, принимающая дискретные значения 0, 1 .

Возникает задача: как по результатам наблюдений ••• решить вопрос о том, что произошла «разладка», чтобы при заданной малой вероятности «ложной тревоги» а = <0 } среднее время запаздывания м\1-е /т >е] было бы минимальным.

Эта задача в диссертации решена для двух случаев: дискретного времени и непрерывного времени. В последнем случае наблюдению подлежит случайный процесс (а не последовательность случайных величин).

В перспективе рассмотренные модели должны быть реализованы в автоматизированной системе эксплуатации АД, обоснованные предложения к созданию и облик которой подробно изложены в следующем, четвертом разделе диссертации. Иллюстрацией сказанного могут служить рис.4.7 раздела 4 и соответствующие пояснения к нему.

14

В этом разделе сформулированы требования к обобщенной базе данных по эксплуатируемым АД, а также требования к минимально необходимой базе знаний. Предполагается, что и база данных, и база знаний будут постоянно адаптироваться к совершенствующимся алгоритмам ЭТС и диагностирования. В разделе также отражен накопленный опыт (на уровне алгоритма и вычислительной программы) локализации неисправностей АД с точностью до модуля. Особое внимание при этом уделено статистическому анализу неисправностей АД по изменению регистрируемых характеристик вибрации АД как одного из наиболее информативных эксплуатационных параметров.

Предложен новый подход к статистическому оцениванию характеристик вибрации эксплуатируемого АД и проверки их на соответствие заданным эксплуатационным требованиям путем сравнения с характеристиками вибрации эталонного АД. Этот подход основан на использовании ограниченных исходных данных (но одного и того же объема) по уровням вибрации эксплуатируемого и эталонного АД и преобразованиях их с использованием теории перевыборок. На этой основе предлагается оригинальная процедура сравнения уровней вибраций обоих АД и принятия решения о состоянии эксплуатируемого АД по изменению его регистрируемых параметров. При этом не предполагается знание закона изменения случайной величины - уровня вибрации АД, который во всех исследованиях, посвященных этому вопросу, предполагается нормальным, однако, это предположение нигде статистически не подтверждается и теоретически не доказывается.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

Организация оптимальной эксплуатации авиационных двигателей воздушных судов гражданской авиации дает существенный экономический и социальный эффект. Наряду с повышением надежности АД при их создании использование новых технологий управления и информационного обеспечения в эксплуатации ВС ГА должно качественно улучшить функционирование важнейшей для страны отрасли - гражданской авиации Российской Федерации.

Разработки по оптимальной эксплуатации ответственных объектов, включая ВС ГА, обладают высокой экономической эффективностью, приводят к минимизации (снижению) эксплуатационных затрат, продлению сроков их безопасного функционирования.

В диссертации рассмотрены и обоснованы новые технологии контроля технического состояния воздушных судов (на примере авиационных двигателей) в сочетании с оптимальной системой управления этим состоянием в штатном (исправном) режиме АД и при наличии в нем неисправности.

Более конкретно по проведенным исследованиям можно сделать следующие выводы.

1. В диссертации обобщен и систематизирован имеющийся опыт эксплуатации газотурбинных двигателей воздушных судов гражданской авиации по техническому состоянию.

Известно, что система технического обслуживания (ТО) воздушных судов является важнейшим фактором, влияющим как на экономическую эффективность их эксплуатации, так и на безопасность полетов. Совершенствование системы технического обслуживания ВС ГА направлено на переход их к эксплуатации по техническому состоянию (ЭТС), т.е. к отказу от плановых ремонтов авиационной техники, если их необходимость не обусловлена выявленными в процессе контроля недостатками и дефектами, а также профилактическими заменами отдельных узлов, модулей, которые нельзя осуществить непосредственно в эксплуатации. Экономическая эффективность метода ЭТС АД определяется возможностью увеличения срока его работы до дорогостоящего капитального ремонта.

Первый опыт эксплуатации АД по техническому состоянию показывает, что трудозатраты на ТО ВС и АД возрастают; этот рост обусловлен не только организационными трудностями перехода к новому способу обслуживания, но и сравнительно более глубоким знанием состояния авиационной техники (АТ), а значит, и большим объемом трудозатрат на устранение выявленных неисправностей и предпосылок к ним. Таким образом, постоянный контроль состояния АТ позволяет не только своевременно выявлять и устранять неисправности, не допуская отказов с опасными последствиями, но, что самое важное, и предупреждать многие отказы и неисправности, что существенно повышает безопасность полетов воздушных судов.

Возможность и эффективность применения ЭТС обеспечивается и конструктивным совершенством авиационной техники.

2. Предложен новый подход к созданию математического обеспечения ЭТС АД. Он заключается в разработке применительно к АД прикладной модели векторного оптимального управления состоянием АД при контроле в эксплуатации стохастически зависимых выходных параметров (в перспективе это не только технические, экономические, но и экологические параметры). Контроль в совокупности названных параметров (для любой энергетической установки) на современном этапе развития чрезвычайно важен и актуален. В модели использован составной критерий: трудозатраты (минимизируются) - безопасность (фиксируется и проверяется на соответствие заданному уровню).

Модель опирается на исследование записей измеренных и зафиксированных параметров АД в эксплуатации и не требует аналитического решения (да оно и невозможно в рамках поставленной задачи). Квазиоптимальное решение задачи получено методом специально организованного моделирования. Оптимизируемыми параметрами в результате решения являются набор упреждающих допусков на все контролируемые параметры и шаг наблюдения за состоянием АД в эксплуатации. Модель легко реализуется в любых существующих системах контроля состояния АД (и в других сложных технических системах ответственного назначения) в эксплуатации при условии соблюдения требований к точности измерения параметров, позволяющей фиксировать вводимые значения упреждающих допусков.

3. Обоснованная в диссертации модель скорейшего обнаружения «сбоев» (разладок) при измерении состояния АД в процессе эксплуатации с заданной малой вероятностью ложной тревоги, опирающаяся на последние результаты теории последовательного анализа, может быть реализована в автоматических системах контроля состояния АД.

4. Решенная в диссертации задача выбора оптимальных сроков замен стареющих агрегатов АД позволяет в процессе длительной эксплуатации корректировать значения задаваемых для них межремонтных ресурсов.

5. Предложенный в работе подход к статистическому оцениванию параметров неизвестных распределений случайных величин по ограниченной исходной выборке позволяет решать целый класс новых задач в области надежности и вибродиагностики АД, приводит к сокращению объема дорогостоящих испытаний и к разработке обоснованной методики проверки на соответствие показателей безопасности полетов ВС и надежности АД задаваемым требованиям.

6. В диссертации предложена модель выбора диагностических параметров, в которой в отличие от традиционных подходов к выбору параметров контролируемого объекта более полно учитывается физическая картина функционирования АД и факты обнаружения типовых неисправностей. Обоснованные в диссертации выводы и рекомендации предлагается реализовать в автоматизированной системе эксплуатации АД по техническому состоянию, математическое обеспечение и облик этой системы содержатся в диссертации.

7. Полученные в работе результаты в области совершенствования диагностирования и неразрушающего контроля состояния АД вошли в концепцию, главные положения которой уже используются в практике эксплуатации авиационных двигателей ВС ОАО «Аэрофлот» и других авиапредприятий.

8. Результаты диссертации могут быть рекомендованы для энергетических установок ответственного назначения, включая установки транспортного типа, при организации их эксплуатации по техническому состоянию.

Таким образом, решенная в диссертации комплексная теоретическая, техническая и организационная проблема ЭТС АД позволяет существенно повысить эффективность системы технического обслуживания ВС ГА, снизить трудозатраты на его выполнение, повысить безопасность полетов воздушных судов и надежность работы АД.

1. Смирнов H.H., Ицкович A.A. Обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию.М.: Транспорт, 1980. -229с.

2. Положение о комплексной системе диагностирования изделий авиационной техники с применением обмена информации на этапах эксплуатации и ремонта. М.: МГА, 1989. -121с.

3. Хамракулов И.В., Зубков Б.В. «Эффективность использования полетной информации». М.: Транспорт, 1991. -175с.

4. Уманский В.А. Анализ состояния безопасности полетов за рубежом и подход ИКАО к определению заданного уровня безопасности. М.: ГосНИИ«Аэронавигация», 1993.

5. Лозицкий Л.П., Янко А.К., Лапшов В.Ф. Оценка технического состояния авиационных ГТД. М.: Транспорт, 1982. -160с.

6. Методические указания по оценке контролепригодности авиационной техники на всех этапах ее существования. М.: МГА, ЛИИ, 1997. -203с.

7. Ямпольский В.И., Белоконь Н.И., Пилипосян Б.Н. Контроль и диагностирование гражданской авиационной техники. М.: Транспорт, 1990. -181с.

8. Сиротин H.H. Конструкция и эксплуатация, повреждаемость и работоспособность газотурбинных двигателей (основы конструирования). М.: РИА «ИМ-Информ», 2002. -442с.

9. Барзилович Е.Ю., Савенков М.В. Статистические методы оценки состояния авиационной техники. М.: Транспорт, 1987. -240с.

10. Кета И.В. Диагностика авиационных газотурбинных двигателей. М.: Транспорт, 1980. -248с.

11. Ахмедзянов A.M., Дубравский Н.Г., Тупаков А.П. Диагностика состояния ВРД по газодинамическим параметрам. М.: Машиностроение, 1978. -235с.

12. Биргер И.А. Техническая диагностика. М.: Машиностроение, 1978. -208с.

13. Егоров И.В., Карасев В.А., Морозов A.A. и др. Диагностирование авиационных двигателей. Проблемы и перспективы развития. М.:. Сборник ЦИАМ. Серия: диагностирование авиационных двигателей, 1989. -97с.

14. Барзилович Е.Ю., Воскобоев В.Ф. Эксплуатация авиационных систем по состоянию. М.: Транспорт, 1981. -197с.

15. Крыжановский Г.А., Черняков М.В. Оптимизация авиационных систем передачи информации. М.: Транспорт, 1986. -294с.

16. Смирнов H.H. Техническое обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию, т.11. М.: ВИНИТИ АН СССР (Итоги науки и техники), 1983. -168с.

17. Далецкий C.B. Проектирование системы технического обслуживания и ремонта воздушных судов гражданской авиации. М.: Изд-во МАИ, 2001. -364с.

18. Ашихин Ю.Г. Методология практического применения параметрической диагностики силовых установок с ГТД в эксплуатации. Диссертация на соискание уч. степени канд.тех.наук. М., 1979. -222с.

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

20. Методика диагностики и прогнозирования технического состояния газотурбинных двигателей самолетов ГА по регистрируемым параметрам роторной вибрации в процессе эксплуатации. М.: МГА, 1994. -88с.

21. Кудянов Ю.Я., Семенко К.А., Зорин Н.Б. Методы спектрального анализа. М.: МГУ, 1990. -213с.

22. Лосев Н.Ф., Смагунов А.Н. Основы рентгеноспектрального анализа. М.: Химия, 1982. -281с.

23. Степанов В.А., Гержа Т.В., Калиновская Н.И. Результаты исследований по разработке методологии контроля технического состояния ГТД по содержанию продуктов износа в масле. Тр. Науч.-тех. конф. М., 1991, (с.71-75).

24. Степанов В.А. Разработка и исследование методов и средств комплексной диагностики смазываемых узлов трения газотурбинных двигателей по параметрам продуктов износа в масле. Диссертация на соиск.уч.ст.д.т.н. М.: ЦИАМ им.Баранова, 2000. -375с.

25. Андронов A.M., Арустамов М.А., Барзилович Е.Ю. и др. Эксплуатация и ремонт. Справочник в 10-ти томах, «Надежность и эффективность в технике», том 8, под ред. Кузнецова В.И. и Барзиловича Е.Ю. М: Машиностроение, 1990. -319с.

26. Барзилович Е.Ю., Каштанов В.А. Некоторые математические вопросы теории обслуживания сложных систем. М.: Сов.радио, 1971. -271с.

27. Барзилович Е.Ю., Коваленко И.Н., Москатов Г.К. Полу марковские процессы в задачах проектирования систем управления летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 1973. -193с.

28. Барзилович Е.Ю., Каштанов В.А. Обслуживание систем при ограниченной информации об их надежности. М.: Сов. Радио, 1976. -205с.

29. Барзилович Е.Ю., Беляев Ю.К., Каштанов В.А. и др. Вопросы математической теории надежности. Под ред. Гнеденко Б.В. -М.: Радио и связь, 1983. -376с.

30. Барзилович Е.Ю., Гнеденко Б.В. О некоторых актуальных проблемах надежности. В кн. «Проблемы надежности летательныхаппаратов». Под ред. Образцова И.Ф. и Вольмира A.C. М.: Машиностроение, 1985.

31. Барзилович Е.Ю., Беляев Ю.К. Об алгоритме оптимального управления векторным случайным процессом. В сб. научн. трудов IX всесоюзной школы по надежности больших систем. Под ред. Тимашева С.А. Екатеринбург, РАН, 1990.

32. Барзилович Е.Ю. Об оптимальном управлении контролируемым монотонно возрастающим случайным процессом. Изв. АН СССР Техническая кибернетика, №3, 1966.

33. Барзилович Е.Ю., Захаренко С.К. Сравнительная оценка оптимальных методов управления монотонно возрастающим случайным процессом с независимыми приращениями. В сб. «О надежности сложных технических систем». М.: Сов. Радио, 1966.

34. Барзилович Е.Ю. Стохастические модели принятия оптимальных решений в экономических исследованиях. М.: Атомиздат, 1999. -451с.

35. Барзилович Е.Ю. Оптимально управляемые случайные процессы и их приложения (теоретические основы эксплуатации авиационных систем по состоянию). Егорьевск: ЕАТК ГА, 1996. -247с.

36. Гнеденко Б.В., Барзилович Е.Ю., Чепурин Е.В. Применение вероятностных методов в технике. Изв. АН СССР. Техническая кибернетика, №6, 1968.

37. ГОСТ 18322-78 (CT СЭВ 5151-85) Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1986.-14с.

38. ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1990. -14с.

39. ГОСТ 26656-85. Техническая диагностика. Контролепригодность. Общие требования. М.: Изд-во стандартов, 1986. -15с.

40. Дуб Дж. Вероятностные процессы. М.: Гостехиздат, 1956.

41. Ховард P.A. Динамическое программирование и марковские процессы. М.: Сов. Радио, 1964. -157с.

42. Люлько В.И. Эксплуатация авиационных двигателей по техническому состоянию (теория и практика), -М., МГУ, 2002 . -376с.

43. Люлько В.И. Теоретические обоснования методов эксплуатации авиационных двигателей по техническому состоянию. М., МГУ, 2001. -173с.

44. Люлько В.И. Повышение достоверности контроля газовоздушного тракта авиадвигателей. Научный вестник МГТУ ГА, №66, М.: МГТУ ГА, 2003, (с.21-26).

45. Люлько В.И., Павловский В.Г. Исследование влияния внешних факторов на надежность работы агрегатов топливных систем летательных аппаратов. В сб. «Вопросы авиационной химмотологии». Межвуз. сб. научн. трудов. Вып. 3. Киев: КИИГА, 1979, (с.46-50).

46. Люлько В.И. Влияние конструктивных особенностей топливной системы вертолета Ми-2 на надежность силовой установки. Материалы III Всесоюзной научно-практической конференции по безопасности полетов. Ленинград: ОЛАГА, 1982, (с.210-211).

47. Люлько В.И., Павловский В.Г., Кобинек B.C. Перспективы совершенствования технологии очистки фильтроэлементов ЛА. В сб. «Вопросы авиационной химмотологии». Межвуз. сб. научн. трудов. Киев: КИИГА, 1983, (с.70-72).

48. Люлько В.И., Барановский Ю.М., Кургин С.П. и др. Исследование эксплуатационной технологичности двигателей Д-36 на самолете Як-42. М.:Сб. научных трудов ГосНИИ ГА, вып. 265,. 1987. (с.105-109).

49. Люлько В.И., Василенко В.Т., Павловский В.Г. и др. Современное состояние и перспективы исследований по защите топливных систем от атмосферных загрязнений. В сб. научных трудов ГосНИИ ГА, вып. 238, 1985, (с.53-56).

50. Люлько В.И., Шиуков А.Г., Падалко М.С. и др. Исследования организационных форм процесса эксплуатации по техническому состояниюдвигателей и систем силовых установок. Отчет по НИР. М.: ГосНИИ ГА, 1985. —47с.

51. Люлько В.И., Белоконь Н.И., Бармин В.И. и др. Отраслевая комплексная программа: «Концепция и основные пути совершенствования диагностирования и неразрушающего контроля ТС ВС ГА и АД в условиях эксплуатации». Отчет по НИР. М.: ГосНИИ ГА, 1998. -57с.

52. Люлько В.И., Байков А.Е. Разработка и внедрение автоматизированной системы оптимизации эксплуатации АД отечественного производства. Отчет по НИР. М.: ГосНИИ ГА, 2002. -258с.

53. Беляев Ю.К. Вероятностные методы выборочного контроля. М.: Наука, 1975. -406с.

54. Разработка алгоритмов оперативной оценки технического состояния двигателей НК-86 самолета Ил-86 по данным МСРП-256. НИР 1.05.2А, ОЛАГА, 1980.

55. Алексеев В.Н., Коновалов A.M., Колосов В.Г. и др. Микропроцессорные средства производственных систем. Под общ. ред. Колосова В.Г. Ленинград.: Машиностроение, Ленинградское отд-ие, 1983.

56. Острем К., Виттенмарк Б. Системы управления с ЭВМ. Пер. с англ. М.: Мир, 1987. -381с.

57. Александров В.П., Андреев В.П., Кейн В.М. и др. Системы цифрового управления самолетом. Под ред. Александрова А.Д., Федорова С.М., М.: Машиностроение, 1983. -221с.

58. Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC. Пер. с англ. Под ред. Томпкинса У., Уэбстера Дж. М.: Мир, 1992. -590с.

59. Цыбров Г.Ф. Диагностическая электронная аппаратура, М.: Мир, 1988.

60. Пратт К. Цифровая обработка изображений. Пер. с англ. М.: Мир, 1982. -Кн.1, кн.2.

61. Тудоровский А.И. Теория оптических приборов. М.: АН СССР, 1948. -ч.1, 1952.-ч.2.-789с.

62. Слюсарев Г.Г. Геометрическая оптика. М.: АН СССР, 1946.

63. Обработка изображений при помощи цифровых вычислительных машин. Пер. с англ. Под ред. Эндрюса Г., Инло Л. М.: Мир, 1973. -203с.

64. Обработка изображений и цифровая фильтрация. Пер. с англ. Под ред. Хуанга Т. М.: Мир, 1979.

65. Алгоритмы и программы восстановления зависимостей. Под ред. ВапникаВ.Н. М.: Наука, Гл.ред. физ.-мат.лит., 1984. -816с.

66. Розенфельд А. Распознавание и обработка изображений с помощью вычислительных машин. Пер. с англ. М.: Мир, 1972.

67. Ярославский Л.П. Введение в цифровую обработку изображений. М.: Сов.радио, 1979. -312с.

68. Гольденберг Л.М., Матюшкин Б.Д., Поляк М.П. Цифровая обработка сигналов. Справочник. М.: Радио и связь, 1985. -312с.

69. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, Гл.ред. физ.-мат.лит., 1984. -831с.

70. Ширяев А.Н. Статистический последовательный анализ. Оптимальные правила остановки. М.: Наука, 1969. -185с.

71. Чинючин Ю.М. Сертификация организаций по техническому обслуживанию авиационной техники. М.: МГТУ ГА, 2001. -83с.

72. Борщанский В.М. Контроль состояния узлов газовоздушного тракта ТРДДФ по термогазодинамическим параметрам. М.: Труды ЦИАМ №1116,1984.-11с.

73. Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии. М.: Изд-во стандартов, 1985. -256с.

74. Васильев В.И., Иванюк А.И., Свириденко В.А. Моделирование систем гражданской авиации. М.: Транспорт, 1988.-312с.

75. Гачурин В.А. Конструкция и летная эксплуатация двигателя Д-30КУ. М.: Машиностроение, 1987. -168с.

76. Дэвис (Davies А.Е.) Роль бортовых систем регистрации и обработки полетной информации в программах управления качеством и надежностью двигателей. Новое в зарубежном авиадвигателестроении. ОНТИ ЦИАМ, 1979, №8 (с.23-25).

77. Казанджан П.К., Тихонов Н.Д. Теория авиационных двигателей: Теория лопаточных машин. М.: Машиностроение, 1995.-320с.

78. Клячкин A.JI. Эксплуатационные характеристики авиационных газотурбинных двигателей. М.: Транспорт, 1967. -195с.

79. Кондом П. (Condom Р.) Поиск оптимального соотношения между надежностью, эксплуатационной технологичностью и стоимостью при эксплуатации современных ТРДД. Новое в зарубежном авиадвигателестроении. ОНТИ ЦИАМ, 1985, №8 (с. 1-4).

80. Коняев Е.А. Методы и средства предупреждения разрушений роторов авиационных ГТД в эксплуатации. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Киев: КИИ ГА, 1989. -32с.

81. Красовский H.H. Управление динамической системой. Задача о минимуме гарантированного результата. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985. -520 с.

82. Кузнецов П.И., Пчелинцев JLA. Последовательное обучение систем диагностики. М.: Энергоатомиздат, 1987. -112с.

83. Куцын A.A., Виноградов В.А. Алгоритм оптимизации программ контроля технических устройств./ Надежность и контроль качества. М.: Изд-во стандартов, 1992, №6 (с.33-38).

84. Лебедев Г.Н. Методы принятия оперативных решений в задачах управления и контроля. М.: Изд-во МАИ, 1992. -120 с.

85. Липцер Р.Ш., Ширяев А.Н. Статистика случайных процессов (нелинейная фильтрация и смежные вопросы). Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», 1974. -696 с.

86. Литвинов Ю.А., Боровик В.О. Характеристики и эксплуатационные свойства авиационных турбореактивных двигателей. М.: Транспорт, 1979. -288 с.

87. Лозицкий Л.П., Ветров А.Н., Дорошко С.М. и др. Конструкция и прочность авиационных газотурбинных двигателей. М.: Воздушный транспорт, 1992. -535 с.

88. Чистяков П.Г. Точность систем автоматического регулирования ТРД. М.: Машиностроение, 1977. -244с.

89. Методика 42-00-816ПМ115-1. «Изделие Д30. Контроль технического состояния по измеренным в полете параметрам (при неавтоматизированной обработке». Введена бюлл. Б №30459-БЭ-Г 9 января 1988г.

90. Методика №41-00-815ПМ117-2 «Двигатели семейства Д-30. Диагностическая обработка параметров, измеряемых в эксплуатации». Введена Указанием МГА №23.1.7-60,1988г., -43с.

91. Микинелов А.Л., Чепига В.Е. Оптимизация летной эксплуатации. М.: Воздушный транспорт, 1992. -192с.

92. Наулэн (Мо\у1ап Р.Б.) Некоторые вопросы обслуживания по состоянию. Новое в зарубежном авиадвигателестроении. ОНТИ ЦИАМ, 1973, №1 (с. 14-18).

93. Наулэн (№^1ап Б.8.) Новый подход к решению проблем обслуживания «по состоянию». Новое в зарубежном авиадвигателестроении. ОНТИ ЦИАМ, 1973, №1 (с.14-18).

94. Нейлор К. Как построить свою экспертную систему: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1991. -286 с.

95. Осетров А.Г. Оценка показателя качества изделия с учетом достоверности результатов отдельных экспериментов при испытаниях./ Надежность и контроля качества. М.: Изд-во стандартов, 1992, №6 (cl 1-20).

96. Основы технической дианостики. В 2-х кн. Кн.1. Модели объектов,. Методы и алгоритмы диагноза. Под ред. П.П.Пархоменко. М.: Энергия, 1976. -464 с.

97. Оттенсманн (Ottensmann G.). Опыт применения контроля состояния двигателей по параметрам, регистрируемым в полете. Новое в зарубежном авиадвигателестроении. ОНТИ ЦИАМ, 1978, №4 (с. 15-18).

98. Петухов А.Н. Сопротивление усталости деталей ГТД. М.: Машиностроение, 1993. -240с.

99. Пивоваров В.А. Диагностика летательных аппаратов и авиационных двигателей. М.: МИИГА, 1990. -141 с.

100. Практическая диагностика авиационных газотурбинных двигателей. Под редакцией Степаненко B.JI. М.: Транспорт, 1985.-116с.

101. Пронин Е.Г., Могуева О.В. Проектирование бортовых систем обмена информации. М.: Радио и связь, 1989. -240 с.

102. Сборник типовых алгоритмов автоматизированной обработки диагностической информации ГТД. М.: ЦИАМ, 1987. -112 с.

103. Смирнов H.H., Владимиров Н.И., Черненко Ж.С. и др. Техническая эксплуатация летательных аппаратов. М.: Транспорт, 1989. -423 с.

104. Смирнов H.H., Чинючин Ю.М. Эксплуатационная технологичность летательных аппаратов. М.: Транспорт, 1994. -256 с.

105. Тауэре (Towers J.). Контроль состояния двигателя. Новое в зарубежном авиадвигателестроении. ОНТИЦИАМ, 1973, №1 (с. 19-24).

106. Теория и расчет воздушно-реактивных двигателей/ Под редакцией С.М. Шляхтенко, В.А.Сосунова. М:. Машиностроение, 1987. -568 с.

107. Тойбер M.J1. Электронные системы контроля и диагностики силовых установок. М.: Воздушный транспорт, 1990. -336 с.

108. Трофимов И.Е., Торчук Ф.В. Конструкция и летная эксплуатация двигателя АИ-25: Учебное пособие. М.: Машиностроение, 1981. -85 с.

109. Фанул Ф., Рио А. (Fanuele F., Rio А.). Автоматизированная система вибрационной диагностики состояния ГТД для ремонтных баз ВВС США. Новое в зарубежном авиадвигателестроении. ОНТИ ЦИАМ, 1985, №8 (с.22-25).

110. Хантер (Hunter R.C.). Методы прогнозирования неисправностей двигателя. Новое в зарубежном авиадвигателестроении. ОНТИ ЦИАМ, 1973, №1 (с.25-29).

111. Хилар Г., Одрико Дж. (Hilaire G., Odorico J.). Применение в авиационных конструкциях принципа «допустимости развития повреждений» при сохранении надежности. Новое в зарубежном авиадвигателестроении. ОНТИЦИАМ, 1985, №8 (с. 11-17).

112. Черкез А.Я. Инженерные расчеты газотурбинных двигателей методом малых отклонений. М.: Машиностроение, 1965. -356 с.

113. Шулекин В.Т., Кузнецов А.И. О комплексных показателях рабочего процесса ТРДД для оценки его технического состояния. Научный вестник МГТУ ГА. Серия «Эксплуатация ВТ и ремонт AT».№29. М.: МГТУ ГА, 2000. (с. 105-111).

114. Смирнов H.H., Андронов A.M., Владимиров Н.И., Лемин Ю.И. Эксплуатационная надежность и режимы технического обслуживания самолетов. М.: Транспорт, 1974. -304 с.

115. Элерс K.K. (Ehlers К.К.). Разработка системы контроля технического состояния двигателя вертолета НН-65А. Новое в зарубежном авиадвигателестроении. ОНТИ ЦИАМ, 1986, №3 (с.1-6).

116. Чичков Б.А. Методология оптимизации статистических диагностических моделей авиационных ГТД для установившихся режимов работы. М.: МГТУ ГА, 2001. -254с.

117. Висков О.В., Ширяев А.Н. Об управлениях, приводящих к оптимальным стационарным режимам. Труды МИ АН СССР, LXXI, 1964.

118. Беллман Р. Динамическое программирование. НИЛ, 1960. -253с.

119. Феллер В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения, т.2, М., Мир, 1984. -353с.

120. Барзилович Е.Ю., Павленко М.И., Тиньков Л.А. Оптимальное обслуживание систем с зависимыми элементами. Изв. АН СССР. Техническая кибернетика, №3, 1979.

121. Куклев Е.А. Системы управления со скачкообразными воздействиями. Минск: Наука и техника, 1985. -154с.

122. Ножницкий Ю.А., Рысин П.С., Фомин П.Б. и др. Проблемы увеличения ресурса деталей ГТД, взаимодействующих с запыленным потоком воздуха., (Тр. ЦИАМ; Вып. 1121), М., 1985. -18с.

123. Соловьев Б.А. Устройство и эксплуатация силовых установок самолетов Ил-96-300, Ту-204, Ил-114. Учебное пособие. М.: Транспорт, 1993.-176с.

124. Воробьев В.Г., Глухов В.В., Козлов Ю.В. Диагностирование и прогнозирование технического состояния авиационного оборудования. М.: Транспорт, 1984.-191с.

125. Марков А.А., Нагорный Н.Н. Теория алгоритмов. М.: Наука, 1984. -503с.

126. Соболь И.Н., Статников Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. М.: Наука, 1981. -106с.

127. Левандовски, Верзбиски (Lewandowski A., Werzbicki A.). Theory, Software and Testing Examples in Decision Support Systems. Working paper WP-88-071, International Institute for Applied System Analysis, Laxenburg, Austria, 1988, p. 315.

128. Марек В., Новачек В. (Marek Vladislav, Novacek Vladimir). Tribotechnica diagnostica.-Techn. sb. VU SKD. Praha, 1986, №61, pp. 9-18.

129. Arrow K.J., Karlin S. and Scarf H. Studies in the Mathematical Theory of Inventory and Production. Stanford University Press, Stanford, California, 1958, p.p. 35-49.

130. Barlow R.E. and Hunter L.C. Mathematical models for system reliability. The Sylvania Technologist, v. 13, № 1,2, January and April, 1960.

131. Barzylowicz Ewgenij Ju. О zastosowaniu pewnego lematu Dooba. Siedemnasta ogolpolska konferencja zastogowan matematyki. Deblin, 19 28. IX. 1988, p.p. 18-29.

132. Barzilovich E.Y. Optimal controlled random process and their applications. Proceeding of the First European Conference on Structural Control. Barcelona. 1996. May 29-31, p.p. 85-91.

133. Belyaev Yu.K. Bootstrap, resampling and Mallows metric. Institute of Mathematical Statistics. Umea University, Ume&, Sweden. Lecture notes, 1995, №1, p.155.

134. BlackwellD. On the functional equation dynamic programming. Journal of Mathematical Analysis and Applications, v.2, № 2, 1961. p.p. 45-53.

135. Derman C., Sacks J. Replacement of periodically inspected equipment. Naval Res. Logist. Quart., v.7, № 4,1960, p.p.47-60.

136. Derman C., On optimal replacement rules when changes of state are markovian optimization techniques». University of California press, Berkeley and Los-Angeles, 1963, p.p. 201-210.

137. Derman C., Johns M.V. and LiebermanG.J. Continuous sampling procedures without control. Annals of Mathematical statistic, December, 1959, p.p. 3-15.

138. Derman C. On sequential decisions and Markov chains. Manag Science, 9, № 1, 1962, p.p.51-63.

139. Derman C. On minimax surveillance schedules. Naval Res. Logist. Quart., v.8, № 4, December, 1961, p.p.80-93.

140. Derman C. Optimal replacement and maintenance under markovian deterioration with probability bounds on failure. Manag Science, 9, № 3, 1963, p.p.3-11.

141. Dreze J. Decision criteria for business firms. Rotterdam: The Econometric Institute, 1982, p.p.27-39.

142. Gal Shmuel. An 0(N3) algorithm for optimal replacement problems. SJAM, J. Contr. and Optim., v.22, № 6,1984, p.p. 17-29.

143. Hatovama V. On Markov maintenance problems. JEEE Trans. Reliab., v R-33, № 4, 1984, p.p.7-19.

144. Klein M. Inspection maintenance replacement schedules under markovian deterioration. Manag Science, 9, № 1,1962, p.p.33-48.

145. Lin Ye. Geometric processes and replacement problems. Acta. Math. Appl., v.4, № 4, 1988, p.p.30-41.

146. ManneA. Linear programming and sequental decision. Manag Science, 9, № 1,1962, p.p.51-59.

147. MuchaA. Zur optimalen Instandhaltung von Mehrkomponenten System. Diss. Techn. Univ. Munchen, 1972, p.p.3-25.

148. Reed WJ. Optimal preventive maintenance protection and replacement of a revenue-earning asset. Appl. Mactem. and Comput., 24, 1987, p.p. 15-28.

149. Shunji Osaki, Hisashi Mine. Programming algorithms for semi-Markov decision processes. J. of Math. Anal. Appl., 22, 1968, p.p. 19-27.

150. Stiglitz J.E. Equilibrium in product markets with imperfect information. American Economic Review, May, 1979, p.p.7-13.

151. Taylor H.M. Optimal replacement under additive damage and other failure models. Naval Res. Logist. Quart., 22, 1975, p.p.15-23.

152. ZuckermanD. Optimal stopping in a semi-Markov model. J. Applied Probability, 15, 1978, p.p.29-37.

153. ZuckermanD. Optimal Maintenance Policy for Stochastically Failing Equipment: A Diffusion Approximation. Naval Res. Logist. Quart., v.33, 1986, p.p. 469- 477.

154. Advicory Circular US Department of transpotation Federal Aviation Administration, 1 November, 1990, p. 10.

155. John P. Lapointe. Assessment of aviation maintenance technical. Federal Aviation Administration., p. 13.

156. Advicory Circular civil aviation of New Zealand. AC 43-4. 25 December, 1997, p.4.

157. John Hocking. Condition based monitoring. Sydney, Australia, 1995, p.p.39-49.

158. MSG-3. Airline/Manufactures maintenance program planning document, ATA Maintenance Steering Group 3 Task Foree, 1980, p.96.•-01(-5/£$О Ят

159. МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ1. ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ1. На правах рукописи1. Люлько Владимир Иванович

160. Разработка теоретических основ и практических рекомендаций с целью эксплуатации авиационных двигателей воздушных судов гражданской авиации по техническому состоянию и совершенствование процессов их диагностирования»

161. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук Специальность 05.22.14 — Эксплуатация воздушного транспорта

162. Научный консультант доктор технических и экономических наук,профессор Барзилович Е.Ю.1. Москва 2003