Нервная система вертолета: разработчик — о "новой эре в эксплуатации авиационной техники"

Авиационная промышленность сегодня стремится не просто создавать новые самолеты и вертолеты, но контролировать состояние уже летающих машин, заранее знать о возникающих проблемах и не чинить, а не допускать возникновения поломок. Такой подход может решить многие задачи, в том числе в вопросе национальной безопасности — поддержание в боевой готовности военных самолетов и вертолетов, уже поставленных в войска. Конструкторы давно задумывались над разработкой такой системы, которая могла бы осуществлять мониторинг состояния летательных аппаратов и сигнализировать о возникающих проблемах.
Первую подобную систему в России создали и уже начали внедрять специалисты Научно-инновационного центра "Институт развития исследований, разработок и трансферта технологий" (НИЦ "ИРТ"). Первопроходцем, получившим эту уникальную систему мониторинга состояния, стал вертолет Ка-52М.
ТАСС поговорил с научным руководителем НИЦ "ИРТ" Владимиром Каргопольцевым и с генеральным директором компании Николаем Львовым о возможностях авиационной системы мониторинга, перспективах ее применения на военных и гражданских самолетах и вертолетах, а также о том, почему система комплексного мониторинга "откроет новую эру в эксплуатации авиационной техники и ее разработке".
Тело человека — уникальная интеллектуальная система, пронизанная нервными окончаниями, рецепторами, тысячами километров сосудов. Если что-то начинает выходить из строя, то рецепторы посылают сигналы о возникших сбоях и проблемах. Это дает возможность вовремя среагировать и успешно "чинить" наш организм, не доводя до критических ситуаций. Аналогичную систему мониторинга для летательных аппаратов создают сегодня специалисты авиационной отрасли. О разработке системы диагностики состояния самолета или вертолета говорили еще инженеры в 70-х годах прошлого века, но тогда в их арсенале не было достаточных технических решений.
Возможность сегодня создавать миниатюрные датчики различной физической природы, использовать новые материалы и прочное оптоволокно позволила разработать и начать внедрять систему постоянного мониторинга состояния конструкций самолета/вертолета, которая, как сосуды и рецепторы в теле человека, пронизывает жизненно важные системы и агрегаты машины.
"Хрусталь"
В России программа по созданию комплексной системы мониторинга самолетов и вертолетов на базе отечественных решений с использованием датчиков различных физических свойств началась в 2015 году, когда НИЦ "ИРТ" и Фонд перспективных исследований (ФПИ) запустили научно-исследовательскую работу "Хрусталь". В качестве соисполнителей в ней участвовали институты Российской академии наук, Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ) и другие организации.
Работа была успешно завершена в 2017 году и показала, что принципиально возможно на участке композитного материала размером метр на метр тремя маленькими датчиками определять место энергии удара и возникновение трещин при отсутствии внешних видимых повреждений композитной панели.
Как рассказал ТАСС научный руководитель НИЦ "ИРТ" Владимир Каргопольцев, в настоящее время проблема внедрения системы мониторинга состояния конструкций стоит особенно остро. Это связано с масштабным внедрением новых материалов (в частности, композитных материалов в различные элементы конструкции летательных аппаратов, в том числе силовые композитные конструкции), внедрением новых производственных технологий, все расширяющимися областями эксплуатации летательных аппаратов, по которым отсутствует значимый опыт их применения.
Как отметил ученый, наиболее проблемный вопрос композитных материалов — вопрос, связанный с их ударостойкостью и возникновением внутренних трещин. "Если по старым материалам был накоплен огромный опыт, были разработаны специальные теории по развитию трещин, стойкости металла, то по композитам этот опыт отсутствовал. Это была проблема не только наша. Это проблема, над которой работал и работает весь мир", — признался Владимир Каргопольцев.
По его словам, несмотря на очевидность решений по созданию системы мониторинга на основе датчиков, разработчики столкнулись с определенными трудностями. "Казалось бы, все понятно — внедряй датчики, снимай показания, но возникало множество проблем: датчики должны быть высоконадежные, точные, миниатюрные. Внедрение их в конструкцию не должно приводить к потере регулярности среды конструкции. Также они должны быть небольшие, чтобы не быть источником возмущений при нагружении конструкции. Кроме того, чтобы уловить все особенности состояния летательного аппарата, датчики должны иметь разную физическую природу — датчики акустической эмиссии, деформации, температуры, коррозии и другие", — сказал научный руководитель НИЦ "ИРТ".Российским специалистам удалось с успехом выполнить работу и создать систему, показывающую "здоровье" летательного аппарата и прогнозирующую возможные отказы. Датчики системы непрерывно контролируют состояние значимых элементов конструкции машины в процессе полета, в том числе от начала появления дефектов до развития и появления трещин и возможного нарушения целостности конструкций.
"Мы с помощью этой системы понимаем не только состояние машины, мы можем понять всю историю развития проблемы. Можем прогнозировать остаточный ресурс летательного аппарата и наступление предотказного состояния", — рассказал Каргопольцев.
Ученый отметил, что на очереди дальнейшее развитие системы с использованием нового поколения датчиков с расширенными возможностями, увеличение охвата контролируемых элементов летательных аппаратов, их агрегатов и систем. "Особенно важным и приоритетным является создание и внедрение нового поколения программных продуктов с широкими возможностями применения, в том числе для анализа больших массивов собранной информации", — отметил Владимир Каргопольцев.
Мы сделали систему для лопастей на летающей лаборатории вертолета Ми-24. Затем сделали уже системы более продвинутого поколения для композитных конструкций крыла перспективного военного самолета. В настоящее время мы уже завершили государственные испытания системы, являющейся составной частью вертолета типа Ка-52М. В данный момент система серийно поставляется и устанавливается на всех модернизированных машинах, входит в базовую комплектацию.

Николай Львов ,руководитель компании ООО НИЦ "ИРТ".Он уточнил, что получаемая сегодня с Ка-52М информация включает в себя данные по работоспособности основных элементов конструкции вертолета и в целом о его состоянии, включая остаточный ресурс и ресурсы отдельных элементов. "Система контролирует состояние ключевых элементов конструкции вертолета и их взаимодействие, что позволяет определять "здоровье" вертолета в целом и его отдельных агрегатов и показывать их остаточный ресурс, оценить готовность вертолета к выполнению полета", — сказал Львов.
Вся информация о состоянии вертолета собирается и хранится на электронном бортовом накопителе. По регламенту техник после посадки машины снимает показания: информация сохраняется на специальный ноутбук, где в том числе установлено соответствующее программное обеспечение — "Электронный паспорт".
По словам разработчиков, у пользователей не должно возникнуть никаких проблем в трактовке полученных результатов: высвечивается подробное и простое меню, где авиационный техник может выбрать любой борт (вертолет), посмотреть его состояние в целом, а также состояние отдельных агрегатов. Так, в меню различными цветами отражается состояние контролируемых конструкций и агрегатов: зеленый (все нормально), желтый (требуется дополнительный осмотр конструкции), красный (критическая ситуация). Также выделяются превышения допустимых значений, на каком этапе полета они были получены, из-за чего, когда и почему они привели к тому, что вертолет нельзя выпускать в полет и нужно с ним провести определенные работы.Как рассказал Николай Львов, в ходе адаптации системы под вертолеты Ка-52 разработчики НИЦ "ИРТ" работали в плотной связке с Национальным центром вертолетостроения (НЦВ) им. М.Л. Миля и Н.И. Камова для того, чтобы определить разумное количество точек для установки датчиков, которые дают информацию о состоянии всей машины. "Информация собирается из разумного количества точек, которые мы определили совместно с конструкторским бюро. Не один день, не один год был посвящен разработке приборно-технической части, выбору мест размещения датчиков, разработке алгоритмов обработки получаемой в процессе полета информации для определения "здоровья" конструкции", — отметил гендиректор компании.Он также рассказал о новых возможностях, которые открываются при установке системы мониторинга состояния машины. Так, информация, полученная при эксплуатации Ка-52М с данной системой, показала сильное влияние технического состояния вертолета на эффективность применения вооружения. 


https://tass.ru/armiya-i-opk/16218577