В физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) физики теоретики помогают авиаинженерам в анализе причин выхода из строя двигателей во время испытаний. А так же участвуют в создании системы, которая может предотвратить развитие критических явлений. Если предложенные методы будут реализованы, многих авиакатастроф удастся избежать.
В основе так называемый вейвлет-анализ, с помощью которого можно можно предсказать опасные явления за какое-то время, в которое еще можно успеть что-то предпринять.
Подробности рассказывает на сайте института один из разработчиков вейвлет-методики предсказания опасных авиаявлений кандидат физ.-мат. наук Владимир Нечитайло.
- В одной из первых работ, результаты которой были опубликованы в журнале Control Engineering Practice, по данным, снятым с датчика давления в компрессоре газотурбинного двигателя, мы определили причину, из-за которой этот двигатель разрушился. Виной всему был помпаж — срывной режим работы двигателя, вызванный нарушением потока воздуха внутри турбины (вплоть до изменения направления потока на обратное). По нашим расчетам, предсказать подобное явление можно было за 1–2 секунды до того, как оно произошло. Для двигателя это очень большое время. А вот характерные времена, за которые можно что-то «предсказать» с помощью спектрального Фурье-анализа, составляют десятки долей секунды. Понятно, что этот метод здесь не помощник.
Когда испытываются опытные образцы двигателей, очевидно, что разрушать их «до основанья» никому не хочется. Одно дело — довести его до критических параметров, и совсем другое — допустить, чтобы он разлетелся во все стороны. И задачей, которую поставили перед нами коллеги из ЦИАМа, было как раз максимально раннее определение того, когда двигатель начинает «сваливаться» в опасный режим. То есть предупреждение неустойчивости работы прежде, чем она разовьется до максимальной амплитуды.
Надо определить причину нестабильной работы двигателя (или вовсе выхода его из строя) по показаниям стандартных датчиков. Эта задача крайне важна для авиаинженеров, потому что внешние признаки критических явлений могут быть очень похожи, но причины, их вызывающие, обычно радикально различаются, а значит, разными будут и способы борьбы с ними.
На данный момент создана относительно универсальная программа, которую только надо адаптировать под конкретного заказчика и в будущем она станет важной составляющей информационно-управляющей системы авиаконструкций.
