Автоматезированная информационно-измерительная система испытания элементов авиационной техники на удар посторонними предметами на базе продуктов компании National Instruments

Автоматезированная информационно-измерительная система испытания элементов авиационной техники на удар  посторонними предметами на базе продуктов компании National Instruments

Отрасли, категории, применение: Авиация и РКТ

Краткое описание:

Стендовая система испытаний элементов авиационной техники на удар посторонними предметами.

Организация

«Научно-испытательный центр Центрального института авиационного моторостроения им. Баранова – филиал Федерального государственного унитарного предприятия Центрального института авиационного моторостроения им. Баранова», г. Лыткарино

Описание решения

Постановка задачи

Безопасность полётов определяется не только технической надёжностью и исправностью двигателей, планера и систем навигации, но и факторами риска столкновения с посторонними предметами, такими как птицы, фрагменты льда, град, фрагменты корпуса самолета или шасси и др. Поэтому возникает необходимость проведения экспериментальных исследований (стендовых испытаний) с целью определения стойкости элементов корпуса самолета, остекления кабины и двигателей при столкновении с посторонними предметами, и, в случае необходимости, доработки их конструкции. В связи с этим на базе стенда Т-15/10 Научно-испытательного центра Центрального института авиационного моторостроения им. Баранова была создана стендовая система испытаний элементов авиационной техники на удар посторонними предметами. Одной из подзадач при построении системы являлась организация сбора данных с датчиков, преобразования исходных сигналов, их визуализация и сохранения результатов. Для ее реализации были использованы продукты компании National Instruments.

Решение

Проведение испытаний по столкновению планера с посторонним предметом (птицей) осуществляется за счет выстрела посторонним предметом (птицей) по планеру из пневматической пушки. При этом важно максимально точно сымитировать реальные условия столкновения и с максимальной детализацией и точностью получить результаты этого столкновения.

Наиболее важные параметры, характеризующие выстрел: давление в ресивере пушки и скорость полета постороннего предмета, которым выстрел осуществляется (см. рис. 1). Измерение скорости осуществляется системой, основанной на оптико-механическом принципе измерения скорости, разработанной в НИЦ ЦИАМ им. Баранова. Измеренная скорость из нее поступает в систему сбора данных по цифровому интерфейсу RS232. А измерение давления в ресивере осуществляется с помощью стандартного датчика давления, который передает полученные данные по аналоговой линии в плату NI PXIe-6238, с помощью которой производится оцифровка сигнала. Затем из крейта данные передаются в компьютер-сервер, в котором производится преобразование данных в физическую величину, сохранение данных и ряд дополнительных вычислений, после чего данные визуализируются и оператор стенда принимает решение о выстреле. Кроме этого аналогичным способом происходит фиксация давления в затворе пушки, давления в воздушной системе стенда, давления в воздушных каналах системы захолаживания остекления кабины самолета, относительной влажности в зоне стрельб и в системе захолаживания, температуры в ресивере пушки, температур в зоне стрельб, кабине самолета, воздушных каналах системы захолаживания, в системе захолаживания и остекления кабины самолета (см. рис. 2). А так же выполняется измерение виброускорения и тензодеформации во время выстрела. Процесс выстрела фиксируется с помощью скоростной видеосъемки. Надо заметить, что камеры имеющие ограничения по времени записи из-за ограниченности объема буфера начинают процесс видеозаписи по сигналу из блока синхронизации. Сигнал синхронизации формируется при нажатии оператором стенда кнопки “Выстрел”. В этот момент происходит фиксация временной метки по статическим параметрам, начало фиксации динамических параметров и видеозаписи. Остановка видеозаписи и динамических параметров производится автоматически или по сигналу оператора. Фиксация статических параметров идет в течение всего времени эксперимента в силу того, что для этих параметров крайне важной является предыстория. Предполагается так же осуществлять управление электромагнитными клапанами подачи воздуха в системы стенда с помощью оборудования National Instruments.

Скриншоты экрана системы рабочего места начальника стенда показаны на рис. 3 и 4.

Используемое оборудование и программное обеспечение

Для реализации АИИС стенда Т-15/10 были использованы:

  • шасси NI PXIe-1082;
  • контроллер NI PXIe-8108 под управлением NI Real-Time System;
  • плата для регистрации параметров по каналам температуры NI PXIe-4353 с клемником NI TB-4353;
  • 2 универсальные токовые платы NI PXIe-6238 с клемниками;
  • преобразователь COM->USB Moxa UPort 2410;
  • манометр цифровой прецизионный МЦП-2М;
  • датчики давления, температуры, влажности, скорости;
  • компьютер в промышленном корпусе под управлением Windows 7 Pro x64.

А так же система скоростной видеозаписи и обзорного наблюдения и система сбора динамических параметров. В связи с этим готовится к внедрению модуль сбора динамических параметров, включающий:

  • шасси NI PXIe-1082;
  • контроллер NI PXIe-8135 под управлением NI Real-Time System;
  • плату для регистрации параметров по каналам виброускорения NI PXIe-4498 с клемником;
  • 2 платы NI PXIe-4331 с клемниками;
  • датчики виброускорения и тензодеформации.

Кроме того планируется организация сбора данных с потолочных панелей кабины самолета, в связи с чем готовится внедрение 4 плат NI PXI-6509.

Для организации разработки программного обеспечения АИИС Т-15/10 выла выбрана среда разработки NI LabView 2012 с опцией NI LabView Real-Time.

Перспективы внедрения и развития решения

В данный момент идет процесс переаттестации стенда в связи с увеличением измеряемых параметров и улучшения их характеристик. Ранее на стенде осуществлены испытания решетки вертолетного двигателя компании Мотор СИЧ, лобового стекла поезда “Сапсан”. Идут работы по проведению испытаний планера и кабины самолета МС-21, проведение испытаний в интересах ГСС. Планируются дальнейшие работы по улучшению характеристик стенда.

 

 

 

Решения опубликованы на основании докладов из сборников трудов ежегодной конференции "Инженерные , научные и образовательные приложения на базе технологий National Instruments" с 2011 по 2014 гг.



 

© 2017 National Instruments Russia. All rights reserved.
Яндекс.Метрика