Автоматизированная контрольно-измерительная аппаратура авиации США

Военно-воздушные силы /
Уделяя значительное внимание развитию авиации как одного нз основных средств проведения стратегических и тактических операций в будущих агрессивных войнах, Пентагон проводит целый комплекс мероприятий по дальнейшему повышению её боевых возможностей. По мнению американских специалистов, одним из путей повышения боеготовности и расширения возможностей авиации является создание совершенной автоматизированной контрольно-измерительной аппаратуры (КИА), обеспечивающей своевременное выявление и устранение неисправностей узлов и агрегатов самолёта и всех его бортовых систем — двигателей, систем навигации и управления оружием, телевизионной, лазерной и инфракрасной аппаратуры и т. д.

Зарубежная печать сообщает, что применение уже имеющейся автоматизированной КИА позволило не только значительно сократить время, но и повысить качество проверки и подготовки авиационной техники к полётам. Например, использование КИА ATSJEA (Automated Test System for Jet Engine Accessories) фирмы «Рэдио корпорейшн оф Америка», предназначенной для проверки отдельных элементов реактивного двигателя J-79 самолёта F-4 , позволило сократить время проверки системы подачи топлива с 18,5 до 6,5 ч, а форсажной системы — с 7,4 до 4 ч.

По мнению американских специалистов, автоматизированная КИА проста в эксплуатации, позволяет сократить число обслуживающего персонала и свести его функции только к наблюдению за индикаторными устройствами и замене выявленных неисправных элементов.

Считается также, что эта аппаратура обладает высокой гибкостью (возможностью расширять круг решаемых задач) за счёт модульной конструкции, позволяющей вводить в её состав новые составные компоненты, и применения ЭВМ. Эта особенность автоматизированной КИА позволяет избежать больших расходов, связанных с разработкой новой специализированной аппаратуры после снятия старых и принятия на вооружение новых образцов авиационной техники. К другим достоинствам такой аппаратуры относятся: работа в реальном масштабе времени, представление результатов контроля в графической форме и возможность использования различного вспомогательного периферийного оборудования.

Применяемые в американской авиации образцы автоматизированной КИА хотя и отличаются друг от друга конструктивно, но, как свидетельствует иностранная печать, имеют общий принцип работы, который сводится к генерации по специальной программе тестовых сигналов, измерению выходных сигналов и сравнению их с эталонными. При нормальном функционировании проверяемой аппаратуры параметры выходных сигналов должны лежать в заданных пределах.

В американской авиации используется наземная и бортовая автоматизированная КИА.

Наземная автоматизированная КИА создана на базе неавтоматизированных средств контроля функционирования самолётного оборудования. Как отмечается в американской печати, её первые образцы, обеспечивающие проверку отдельных параметров бортового оборудования, представляли собой довольно громоздкие комплексы. Однако на основе достижений в области создания совершенного радиоэлектронного оборудования американские специалисты разработали наземные автоматизированные системы КИА значительно меньших габаритов, обладающие большими возможностями. К ним относятся, например, автоматизированная система контроля параметров двигателей самолётов, а также системы DACS, VAST и AN/GSM-204(V).

Автоматизированная система контроля параметров двигателей самолётов создана на базе малогабаритной ЭВМ PDP-11 американской фирмой «Тетроник» для диагностики поршневых двигателей и газовых турбин. В иностранной печати сообщалось, что по данным, отображённым на осциллографе, она обеспечивает контроль таких параметров, как крутящий момент, частота вращения роторов, вибрация, относительная деформация и шум. Значения контролируемых параметров снимаются с помощью специальных датчиков, преобразуются в цифровую форму, обрабатываются с помощью ЭВМ и выдаются на осциллограф. Отображение результатов измерений производится в цифровой или аналоговой форме.

Система DACS (Dala Aquisilion And Control System) (рис. 1) разработана фирмой «Интернэшнл бизнес машин» для испытания самолётных ЭВМ серии 4Р, которые широко применяются в истребительной и бомбардировочной авиации .

Система автоматизированной контрольно-измерительной аппаратуры DACSРис. 1. Система автоматизированной контрольно-измерительной аппаратуры DACS

Эта система создана на базе ЭВМ IBM-1800, в её состав входят: устройство управления, адаптер, внешнее запоминающее устройство на магнитных дисках, устройство считывания с перфокарт.
По высказыванию американских специалистов, она обеспечивает проверку функционирования всех элементов самолётной ЭВМ: вычислителя (процессора и оперативного ЗУ), устройства ввода-вывода данных, а также встроенной схемы контроля.

При проверке функционирования вычислителя система DACS проводит испытания включения-выключения источника питания, теплового режима, загрузки памяти и правильности её работы, отработки тестовой программы, схемы зашиты данных и цепей связи. Устройство ввода-вывода данных проверяется на правильность работы при заданной скорости, обеспечении приоритета обслуживания каналов связи и других условиях.

Функционирование встроенной схемы контроля проверяется автоматизированной системой DACS в двух режимах: предполётном и полётном. Основная цель контроля в обоих режимах — определение возможностей схемы по выявлению и устранению отказов (на уровне модуля) бортовой ЭВМ перед полётом и в полёте.

Система VAST (Versatile Avionics Shop Test Equipment) предназначена для контроля за работоспособностью бортового радиоэлектронного оборудования самолётов и вертолётов авиации ВМС США. Разработано два типа этой системы: AN/USM-247 — для проверки радиоэлектронного оборудования палубных самолётов F-14, А-7Е и Е-2С; ANAJSM-335 — для проверки радиоэлектронного оборудования вертолётов СН-46 и СН-53.

ВМС США заключили с фирмой «Хэррис» контракт на изготовление 93 комплектов аппаратуры AN/USM-247. По данным зарубежной печати, уже поставлено 46 комплектов, которые установлены на авианосцах и «Саратога», в центре испытания авиационного оборудования в Патаксент-Ривер (штат Мэриленд), центре ракетного оружия в Мугу (штат Калифорния) и других подразделениях ВЛАС.

Как отмечается в иностранной печати, использование системы VAST позволило значительно снизить затраты сил и средств на проверку бортовой аппаратуры самолётов и вертолётов. В её состав входят: ЭВМ, блок передачи данных, аппаратура имитации сигналов и измерения параметров самолётного оборудования, а также источники питания (рис. 2).

Система автоматизированной контрольно-измерительной аппаратуры VAST
Рис. 2. Система автоматизированной контрольно-измерительной аппаратуры VAST

ЭВМ управляет работой всего измерительного комплекса (путём отработки тестовых программ), а также проводит расчёты, связанные с контролем функционирования радиоэлектронной аппаратуры самолётов (вертолётов), и диагностику отказов. Кроме того, она производит обработку данных проведённых измерении и выдаёт результаты испытаний на печать. Программы проверки хранятся в двух внешних запоминающих устройствах на магнитных лентах.

Блок передачи данных предназначен для связи оператора с ЭВМ, синхронизации работы ЭВМ и аппаратуры имитации сигналов, измерения параметров самолётного оборудования. Для этих целей на переднем стенке блока имеются индикатор на электронно-лучевой трубке и клавиатура, позволяющая оператору подключаться к любому элементу системы VAST. Кроме того, на блоке есть панель, на которой отображаются результаты автоматической самопроверки работоспособности отдельных элементов системы.

Аппаратура имитации сигналов и измерения параметров самолётного оборудования осуществляет непосредственный контроль за функционированием оборудования. По данным иностранной печати, в её состав входят генераторы сигналов в диапазонах частот 0,1-50 кГц, 10 кГц- 40 МГц, 20-500 МГц и 4-8 ГГц, синхронизатор, анализаторы спектра, импульсный и функциональный генераторы, коммутаторы сигналов, генератор давления и другие устройства.

Система AN/GSM-204(V) (упрощённый вариант системы VAST) предназначена для проверки радиоэлектронного оборудования самолётов ВВС. Она включает ЭВМ, различные генераторы сигналов, коммутаторы, согласующие устройства и источники питания. Характерными особенностями системы являются: возможность изменять состав аппаратуры для приспособления к измерению различных параметров, наличие универсальных декодирующих запоминающих устройств для сопряжения работы оборудования, возможность самопроверки работоспособности элементов самой системы. По мнению американских специалистов, AN/GSM-204(V) останется на вооружении ВВС США до конца 80-х годов.

Бортовая автоматизированная КИА разрабатывается в США с начала 60-х годов. По взглядам американских специалистов, необходимость создания и принятия на вооружение такой аппаратуры объясняется тем, что наземная КИА не позволяет осуществлять контроль за функционированием бортового оборудования самолёта (вертолёта) в полёте при выполнении им боевой задачи, а это снижает вероятность своевременного обнаружения и устранения отказов авиационной техники и, следовательно, вероятность успешного решения боевой задачи. Считается, что применение бортовой автоматизированной КИА позволит выполнять качественный контроль за работой оборудования в полёте в истинном масштабе времени, снизить затраты сил и средств на его проверку перед полётом, повысить вероятность выполнения боевой задачи.

Первые образцы этой аппаратуры контролировали работу отдельных элементов бортового радиоэлектронного оборудования (например, автопилота и вычислителя аэродинамических параметров). Возможности последних образцов шире — они контролируют работу двигателей и большинства бортовых систем самолёта (вертолёта). К таким образцам относятся, например, аппаратура контроля работы реактивных двигателей и автоматизированная КИА CITS.

Аппаратура контроля работы реактивных двигателей предназначена для контроля и выдачи точных данных о состоянии двигателей F100 и F401. По данным иностранной печати, она используется совместно с гидромеханической системой управления подачи топлива н устанавливается непосредственно на двигателе, рассчитана на работу в условиях высоких температур, больших ускорении и вибрационных нагрузок.

Автоматизированная КИА работы двигателей контролирует (путём сравнения с заданными) следующие параметры: тягу, давление на выходе компрессора высокого давления, температуру на входе в двигатель и турбину двигателя привода вентилятора, частоту вращения роторов вентиляторов и компрессора высокого давления, мощность приводимых двигателем генераторов электроэнергии, положение сопла. При выявлении отклонения от заданных параметров аппаратура выдаёт сигналы в главную гидромеханическую систему управления подачей топлива.

В состав аппаратуры входят: малогабаритная ЭВМ, устройство сопряжения и блок питания. ЭВМ обеспечивает выполнение всех расчётов и представляет собой универсальную машину с арифметическим устройством параллельного действия (выполнено на 11 больших интегральных схемах). Разрядность её 16 бит, тактовая частота 500 кГц. Основное запоминающее устройство ЭВМ состоит из постоянной (ёмкостью 2816 слов) и переменной (ёмкостью 96 слов) памяти. Для хранения постоянных величин в ЭВМ применяется вспомогательное запоминающее устройство на интегральных схемах.

Устройство сопряжения обеспечивает согласование работы ЭВМ с датчиками информации и главной гидромеханической системой управления подачей топлива.

Конструктивно аппаратура контроля работы реактивных двигателей скомпонована в блок размерами 430х330х150 мм и весом около 11 кг (рис. 3). Кожух блока выполнен из алюминия, поглощающего большое количество тепла, он обеспечивает защиту от воздействия окружающей среды. Охлаждение элементов ЭВМ и блока питания производится путём пропускания через них (по специальному трубопроводу) топлива.

Аппаратура контроля работы реактивных двигателейРис. 3. Аппаратура контроля работы реактивных двигателей

Автоматизированная КИА CITS (Central Integrated Test System) предназначена для проведения наземных и полётных испытаний всех бортовых систем создаваемого в США стратегического бомбардировщика В-1. Она обеспечивает выявление отказов и выдачу результатов испытаний на индикаторы членов экипажа.

В её состав входят пять устройств сбора данных, ЭВМ, печатающее устройство, магнитофон и пульт управления. Устройства сбора данных используются для сопряжения работы контрольной аппаратуры с бортовыми системами самолёта. Каждое из них обеспечивает съём данных со 120 источников аналоговых и 112 источников дискретных сигналов и выдачу 30 дискретных сигналов. Изменение формы сигнала из аналоговой на цифровую производится с помощью специальных преобразователей. Для обмена информацией каждое устройство сбора данных имеет 12 входных и 12 выходных последовательных цифровых каналов.

ЭВМ является центральным элементом, осуществляет управление работой КИА и обработку данных испытаний по заданной программе. Она имеет модульную конструкцию, малые габариты, вес и потребляемую мощность. Её быстродействие 200 тыс. операций в секунду, объем памяти около 50 тыс. 16-разрядных слов.

В состав математического обеспечения ЭВМ входит набор программ, обеспечивающих подготовку элементов КИА к работе, управление работой в реальном масштабе времени, проведение самопроверки, ввод-вывод данных, управление и выбор режима испытаний, испытание работоспособности бортовых систем, управление выключением из общей схемы отказавшего элемента, отображение и регистрацию данных.

Ленточное печатающее устройство регистрирует данные, которые используются при послеполётном анализе функционирования бортовых систем самолёта.

На магнитофон во время полёта записываются все команды оператора CITS, данные работы двигателей, отказы и рабочие характеристики бортовых систем.

Через пульт управления осуществляется связь оператора с КИА, отображение данных состояния бортовых систем самолёта, выбор режима работы КИА и т. д. Для решения этих задач на передней стенке пульта выведены индикаторы и органы управления.

В иностранной печати отмечается, что автоматизированная контрольно-измерительная аппаратура находит все более широкое применение в американской авиации. В настоящее время в США проводятся работы по дальнейшему её развитию и созданию новых, более совершенных образцов. Например, по данным американской печати, в ВВС США ведутся большие работы по созданию универсальной автоматизированной системы обслуживания самолётов, которую планируется использовать во всех авиационных частях и подразделениях. Применение такой аппаратуры, по мнению зарубежных специалистов, позволит значительно повысить боевую готовность американских ВВС.
  • alldmi
  • 0
  • 0

Похожие записи

0 комментариев

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.