novtexmechМехатроника, автоматизация, управлениеMekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie1684-64272619-1253Commercial Publisher «New Technologies»10.17587/mau.20.568-575novtexmech-691Research ArticleДИНАМИКА, БАЛЛИСТИКА И УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВDYNAMICS, BALLISTICS AND CONTROL OF AIRCRAFTИсследование комплексной системы управления летательного аппарата вертолетного типа при отказах бортового оборудованияInvestigation of the Integrated Control System of a Helicopter Type Aircraft in Case of Onboard Equipment FailuresБольшаковА. А.BolshakovA. A.

д-р техн. наук, проф.

г. Санкт-Петербург

Professor of the Department "Telematics"

St. Petersburg, 195251, Russian Federation

aabolshakov57@gmail.comКуликА. А.KulikA. A.

канд. техн. наук, инженер-системотехник I кат.

г. Саратов

Saratov, 410005, Russian Federation

kulikalekse@yandex.ruСанкт-Петербургский государственный политехнический университет Петра ВеликогоРоссияPeter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU)Russian FederationОАО "Конструкторское бюро промышленной автоматики"РоссияJSC "Design Bureau of Industrial Automation"Russian Federation201905092019209568575Copyright © Commercial Publisher «New Technologies», 20192019Commercial Publisher «New Technologies»Commercial Publisher «New Technologies»https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://mech.novtex.ru/jour/article/view/691

Рассматривается комплексная система управления летательным аппаратом вертолетного типа, приводится описание ее проектирования в зависимости от требований, предъявляемых к летательному аппарату, и взаимодействия с сопрягаемым бортовым оборудованием. Основными элементами исследуемой системы являются подсистемы дистанционного и автоматического управления вертолетом. В процессе разработки подобной системы большое внимание уделяется обеспечению высокого уровня их надежности и сохранению функций, необходимых для безопасного завершения полета. Поэтому основным требованием, предъявляемым к комплексной системе управления, является вероятность ее отказа при резервном управлении с улучшением устойчивости объекта управления не выше 10–9. Проведен анализ комплексной системы управления на отказобезопасность в условиях отказа элементов, входящих в ее состав. В процессе анализа проведена оценка отказобезопасности подсистем дистанционного и автоматического управления. При этом для каждой системы рассматривалось влияние явных и не явных отказов на изменение управляемости летательного аппарата и на безопасность его полета. Также выполнен анализ системы в условиях отказа бортового оборудования аппарата. Особое внимание в работе уделяется исследованию динамики исполнительного механизма системы в условиях отказа бортовой системы гидравлического питания. Приведены результаты исследований изменения усилия, скорости и добротности электрогидравлического привода при различных отказах линий гидравлического питания на борту летательного аппарата. Полученные результаты могут быть использованы в процессе проектирования комплексных систем управления, при исследовании электрогидравлических приводов и при разработке способов парирования последствий отказов бортового оборудования вертолета относительно комплексной системы управления, в том числе при создании алгоритмов реконфигурации системы и логики контроля функционирования ее элементов.

The complex control system of the helicopter-type aircraft is considered, its design is described depending on the requirements for the aircraft and interaction with the interfaced onboard equipment. The main elements of the system are the subsystems of remote and automatic control of the helicopter. In the process of developing such a system, much attention is paid to ensuring a high level of reliability and maintaining the functions necessary for the safe completion of the flight. Therefore, the main requirement for an integrated management system is the probability of its failure in backup management with improved stability of the control object is not higher than 10-9. The authors of the article conducted the analysis of the integrated management system on accutanecost in conditions of failure of the elements included in its composition. In the course of the analysis the assessment of fault safety of subsystems of remote and automatic control is carried out. At the same time, for each system, the influence of obvious and not obvious failures on the change in the controllability of the aircraft and the safety of its flight was considered. Also, the analysis of the system in the conditions of failure of the on-Board equipment of the device. Special attention is paid to the study of the dynamics of the Executive mechanism of the system in the conditions of failure of the onboard hydraulic power supply system. The paper presents the results of studies of changes in the force, speed and quality factor of the electrohydraulic drive at various failures of hydraulic power lines on Board the aircraft. The obtained results can be used in the process of designing complex control systems, studies of electrohydraulic drives and development of methods for parrying the consequences of failures of the helicopter’s onboard equipment with respect to the complex control system, including the creation of algorithms for reconfiguring the system and the logic of controlling the functioning of its elements.

летательный аппараткомплексная система управлениябезопасность полетаaircraftintegrated control systemflight safetyReferencesОболенский Ю. Г., Ермаков С. А., Карев В. И., Константинов С. В., Селиванов А. М., Сухоруков Р. В. Системы дистанционного управления и рулевые приводы // Труды МАИ. 2013. Т. 20. № 2.Obolenskij Yu. G., Ermakov S. A., Karev V. I., Konstantinov S. V., Selivanov A. M., Suhorukov R. V. Trudy MAI, 2013, vol. 20, no. 2 (in Russian).Есаулов С. Ю., Вайнпрес А. А., Филенков Е. В., Ильин И. Р. Системы электрического дистанционного управления для вертолетов // Полет. 2015. № 8—9. С. 39—54.Esaulov S. Yu., Vajnpres A. A., Filenkov E. V., Il’in I. R. Polet, 2015, no.8-9, pp. 39—54 (in Russian).Gallot J., Millon G., Clerc C. The Flyby-Wire Concept and Its Application to theNH90 Helicopter // 15th European Rotorcraft Forum. 1989. Amsterdam.Gallot J., Millon G., Clerc C. The Flyby-Wire Concept and Its Application to theNH90 Helicopter, 15th European RotorcraftForum, Amsterdam, The Hague. September 1989 (in Russian).Stiles L., Wittmer K. The S-92 GoesFly By Wire. // 64th Annual Forum of the American Helicopter Society. 2008. Montral. Canada.Stiles L., Wittmer K. The S-92 GoesFly By Wire..., 64th Annual Forum of theAmerican Helicopter Society, Montral,Canada, April-May, 2008 (in Russian).Kim S. K., Bothell M., Fortenbaugh R. The Bell 525 Relentless, The World’s First "Next Generation" Fly-by-Wire Commercial Helicopter // 70thAnnual Forum of the American Helicopter Society. 2014. Montreal. Canada.Kim S. K., Bothell M., Fortenbaugh R. The Bell 525 Relentless, The World’s First "Next Generation" Fly-by-Wire Commercial Helicopter, 70thAnnual Forum of the American Helicopter Society, Montreal, Quebec, Canada, May 2014.Вертолет Bell-525 Relentless совершил первый полет. URL: http:// www.ato.ru/conternt/vertolet-bell-525-relentlesssovershil-pervyy-polet.Vertolet Bell-525 Relentless sovershil pervyj polet, available at: http:// www.ato.ru/conternt/vertolet-bell-525-relentlesssovershil-pervyy-polet (in Russian).Сапогов В. А., Анисимов К. С., Новожилов А. В. Отказобезопасная вычислительная система для комплексных систем управления полетом летательных аппаратов // Труды МАИ. 2008. № 45.Sapogov V. A., Anisimov K. S., Novozhilov A. V. Proceedings of the MAI, 2008, no. 45 (in Russian).Шушпанов Н. А., Линник М. Ю., Ковязин И. О. Перспективные интегрированные вычислительные комплексы вертолетов // Авиакосмическое приборостроение. 2012. № 2. С. 27—32.Shushpanov N. A., Linnik M. Y., Kovyazin I. O. Aviakosmicheskoe Instrumentation, 2012, no. 2, pp. 27—32 (in Russian).Жулев В. И., Иванов В. С. Безопасность полетов летательных аппаратов: (Теория и анализ). М.: Транспорт, 1986.Zhulev V. I., Ivanov V. S. Theory and analysis, Moscow, Transport, 1986, (in Russian).Липатов И. Н. Надежность функционирования автоматизированных систем: конспект лекций. Пермь: Изд-во Перм. ГТУ, 1996.Lipatov I. N. Reliability of automated systems: lecture notes, Perm, Publishing house Perm.GTU, 1996 (in Russian).Липаев В. В. Надежность и функциональная безопасность комплексов программ реального времени. М.: Изд. Ин-та системного программирования РАН, 2013.Lipaev V. V. Reliability and functional safety of real-time software systems, Moscow, Institute of system programming, RAS, 2013 (in Russian).Большаков А. А., Кулик А. А., Сергушов И. В. Исследование взаимодействия комплексной системы управления с устройствами и системами бортового радиоэлектронного оборудования летательного аппарата // Вестник Астраханского государственного технического университета. Сер. Управление, информатика и вычислительная техника. 2016. № 1. С. 7—17.Bolshakov A. A., Kulik A. A., Surguchov I. V. Vestnik of Astrakhan state Technical University. Series. Management, computer science and computing, 2016, no. 1, pp. 7—17 (in Russian).Редько П. Г., Амбарников А. В., Ермаков С. А., Карев В. И., Трифонов О. Н. Гидравлические агрегаты и приводы систем управления полетом летательных аппаратов. М.: Олита, 2004. 472 с.Red’ko P. G., Ambarnikov A. V., Ermakov S. A., Karev V. I., Trifonov O. N. Hydraulic assemblies and drives for flight control systems for aircraft, Moscow, Olita, 2004, 472 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.