Диссертация (Динамика цифровых резервированных асинхронных многотактных систем управления магистральных самолетов), страница 13

То же самое можносказать о резервной электродистанционной системе. При отсутствии достаточногоопыта при отработке дистанционной резервной системы совершенно необходимаустановка резервного механического контура. В процессе наземных и летныхиспытаний система контроля и алгоритмы СДУ доводятся до кондиционногосостояния, так чтобы область отказов и область срабатываний системы контролябыли близки, что является весьма трудоемким и дорогостоящим процессом.

Однойиз задач, поставленной при разработке самолета А350, было значительноеснижение трудоемкости отработки СДУ на этапе летных испытаний и уменьшениеколичества промежуточных версий программного обеспечения СДУ с цельюсокращения времени и стоимости разработки СДУ и самолета в целом. Этодостигается путем использования более совершенных методов и средствпроектирования систем самолета и их интеграции, тщательного исследования наэтапах математического моделирования и продуманной программой стендовойотработки и тестирования систем.1.8 Методы проверки реализации алгоритмов СДУ с помощью статических,частотных характеристик трактов СДУ и переходных процессов. Расчетэталонных частотных характеристик1.8.1 Общий подход к квалификационному тестированию СДУЖизненный цикл системы управления включает, в числе прочего,тестирование системы, т.

е. формирование плана и программы испытаний,описание процедур тестирования, расчет эталонных характеристик, проведениеиспытаний на специализированных стендах, «железной/электронной птице» и насамолете (см. рис. 1.11).Общий подход к реализации цепочки «формирование требований –разработка и производство элементов СДУ – квалификационные испытания иинтеграция СДУ» может быть продемонстрировано с помощью т. н. V-диаграммы(рис. 1.16).74Рисунок 1.16 – V-диаграмма разработки системы управленияОдной из главных целей разработки, интеграции и квалификационныхиспытаний системы управления является демонстрация наивысшего уровнясоответствия реализации СДУ требованиям технического задания и стандартам,устанавливаемыхавиационнымисертификационныеиспытаниявластями.должныбытьКвалификационныераспределеныпоиразныморганизация в соответствии с их ролью в разработке, производстве и интеграцииСДУ и долей их ответственности в соответсмствии с делегированными имполномочиями.

Интеграция СДУ (см. табл. 1.5) разделена на разные уровни,чтобы реализовать пошаговый подход к интеграции и квалификационнымиспытаниям и разделить весь процесс на основные этапы. Процесс интеграцииначинается с отработки функционирования отдельных блоков (1-й уровень –конструктивно-съемный элемент LRU – см. рис. 1.17). За ним следует отработкавзаимодействия двух и более элементов (уровень 2) и объединение элементов втракт управления по одной оси от рычагов управления в кабине экипажа допривода поверхности управления (уровень 3 см.

рис. 1.18–1.19).75Таблица 1.5 Описание уровней интеграции и тестированияУровеньОписаниеинтеграцииОборудованиеИспытанияУровень 5Интеграция наСамолетсамолетеУровень 4Интеграция всейРеальная системаИнтеграция СДУ и«Железная/системы управления иуправления сдругих системэлектроннаядругих самолетныхгидравлическим иптица»системэлектрическимСамолетИнтегрированныесистемы самолетапитанием с моделямисамолета, реальныеLRU блоки самолетаУровень 3Интеграция отдельныхРеальные LRU блоки,ХарактеристикиСистемнаясистем СДУ, включаямодели самолетаотдельных систем СДУинтеграцияоборудование СДУ вкабинеУровень 3Интеграция всехСтенд с моделямиФункциональныеИнтеграцияэлектронных LRUсамолета, реальныехарактеристикиэлектронныхблоков с моделямиМУПы и ЦВэлектронной части СДУсистемсамолета иРеальные LRU блокиФункциональныеоборудования, включаяприводыУровень 2ИнтеграцияИнтеграцияэлектронных блоков схарактеристикиподсистемЦВ.

Интеграция наподсистем,уровне механики имоделирование отказов,гидравликиресурсные испытанияУровень 1Интеграция на уровнеИспытанияLRUэлементовРеальные LRU блокиКвалификационныеиспытания блоков76На этом же уровне реализуется интеграция всех электронных элементов вобщую систему (все ЦВ и МУПы) с организацией их линейного и межканальноговзаимодействия и системой переключений.

После этого идет интеграция науровне стендов «электронная/железная птица» (уровень 4, рис. 1.20), после чегоостается уровень 5 – интеграция на самолете. В таблице 1.5 приведены основныехарактеристики распределения мероприятий по вышеуказанным уровням.1.8.2 Уровни интеграции и квалификационных испытанийУровень1.Напервомуровнекаждыйэлементфункционируетизолированно (рис. 1.17). В процессе начальной механической сборки происходитпроверка работоспособности составляющих частей и подсистем, а также проверкаполного элемента. При этом снимаются функциональные характеристики(частотные и статические характеристики, переходные процессы, точность и др.),а также происходит тестирование элемента при различных внешних условияхработы (вибрации, температура и др.). Все интерфейсы и источники питаниямоделируются.

Важное значение имеет интеграция аппаратуры и первых версийпрограммного обеспечения. Конечной целью уровня 1 является квалификацияконструктивно-съемного элемента.Рисунок 1.17 – Общая схема системы управления. Уровень 1.Тестирование конструктивно-съемных блоков77Рисунок 1.18 – Уровень 3. Интеграция и тестирование каналоврезервной системы управления (канала руля высоты)Рисунок 1.19 – Уровень 3. Интеграция с ЦВ и тестирование каналоврезервной системы управления (канала руля высоты)78Рисунок 1.20 – Уровень 4. Общая схема стенда отработкиинтегрированного комплекса «электронная/железная птица»Уровень 2.

На втором уровне интеграции два или более конструктивносъемных блока объединяются в подсистему и происходит отработка ихвзаимодействия и тестирование. Производятся измерения их характеристик(частотные, статические, точностные, спектральные и др.), проводится запись ианализ переходных процессов, проверяется работа в условиях отказов. Всевнешние интерфейсы моделируются с помощью соответствующего стендовогооборудованияипрограммногоконструктивно-съемныеблоки,обеспечения.прошедшиеНаэтапе2используютсяквалификационныеиспытания(Уровень 1), а также типичные комбинации LRU. Чтобы охватить всю системууправления необходимо исследовать несколько таких комбинаций.Уровень 3. На этом уровне существуют два важных направлениятестирования (см.

рис. 1.18–1.19). Во-первых, проводится поканальная интеграциясистемы (каналы руля высоты, элеронов и т. д.), начиная с рычагов управления вкабине экипажа и заканчивая управляющими поверхностями.Ниже представлен набор исследуемых каналов и состав оборудования:− система управления элеронами (одно крыло);79− система управления рулем высоты (секции левой или правой частистабилизатора);− система управления рулем направления;− система управления интерцепторами и воздушными тормозами (однокрыло);− система управления закрылками и предкрылками (одно крыло);− система управления стабилизатором.Используются реальные элементы системы управления. Моделируетсягидравлическое и электрическое питание, системы авионики и другие системы,необходимые для функционирования системы управления. Также моделируютсянагрузки на поверхности управления.

Для отработки работы системы управленияв замкнутом контуре используется математическая модель самолета. Также наряде этапов могут быть использованы модели приводов.Второе направление подразумевает интеграцию всех ЦВ и МУПов с цельюотработки межканального взаимодействия. Отработке функций интерфейсауделяется большое внимание, и этим вопросам посвящен целый разделпрограммы мероприятий по интеграции и тестированию на этом уровне.Конечной целью уровня 3 является квалификация системы дистанционногоуправления.1.8.3 Управление процессом интеграции и тестированияи документированиеВсе этапы интеграции-квалификации системы управления включаютразличные задачи, сопровождаемые соответствующей документацией.

Рис 1.21демонстрирует поток документов в процессе отработки системы управления.Элементы СДУ, используемые для квалификации, должны удовлетворятьустановленным требованиям. Описание этих требований выходит за рамкиданной работы, но ряд замечаний следует сделать. Сразу после того, как решено,что данный элемент будет использован для квалификационных испытаний, егосерийный номер и техническую конфигурацию включают в квалификационную80документацию.

Описание технической конфигурации утверждается как стандарт,прошедший квалификационные испытания, для других элементов, а испытуемыйэлемент маркируется как «не для использования в качестве продукции».Создается логистическая карта каждого изделия, чтобы отследить его историю.Перед тем как быть допущенным до квалификационных испытаний, каждоеизделие проходит входной контроль (Acceptance Tests), результаты включаются вотчет, который также являются частью квалификационной документации.Приемлемость отклонений от спецификации оценивается и заносится в отчет оквалификационных испытаниях.

После того как изделие прошло входнойконтроль, оно опечатывается и все изменения в нем возможны лишь посогласованию между квалифицирующим органом, компанией-производителем икомпанией-заказчиком. Также это изделие не может быть использовано ни длякаких-либо иных целей, кроме квалификации.Рисунок 1.21 – Поток документов в виде V-диаграммыв процессе отработки системы управления81Ответственностьзаразработкутестовыхпроцедурлежитнасоответствующем подразделении. Представители заказчика и авиационныхвластей имеют право присутствовать на испытаниях.