ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО, РЕЖИМ РАБОТЫ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОБРАБОТКИ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА «ЭМИН» ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ АВИАЦИОННЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ РАКЕТ

АННОТАЦИЯ

В статье изложены технические описания диагностического устройства «Эмин», методика обработки экспериментальных данных полученных путём извлечения из среды недостаточности информационного поля в условии Узбекистана, наряду с предложенным методом описывается методика проверки диагностических признаков на адекватность по критерию согласия Персона χ² (“Xu” квадрат).

ABSTRACT

The article presents technical descriptions of the «Emin» diagnostic device, a method for processing experimental data obtained by extracting information field insufficiency from the environment conditions of Uzbekistan, along with the proposed method, describes a method for checking diagnostic features for adequacy according to the Person χ2 (“Xu” square) goodness-of-fit criterion.

Ключевые слова: диагностика, прибор «Эмин», математическое ожидание, доверительный интервал, статистичекое распределение, эмпирическая функция, экспериментальная функция, гистограмма, метод Стьюдента, гипотеза Персона, показания вольтметра, критерии.

Keywords: diagnostics, Эмин device, mathematical expectation, confidence interval, statistical distribution, empirical function, experimental function, histogram, Student's method, Person's hypothesis, voltmeter readings, criteria.

Диагностика сложных технических систем на сегодня является одной из самых актуальных и требующих непрерывного исследования область науки. Оно неразрывно связано с новейшими разработками новой техники, их особенностями конструкции и структуры строения каждого технического устройства требует незамедлительной разработки мероприятий по поддержанию исправности в течении эксплуатационного периода. Техническая диагностика сложных технических средств продолжительное время от периода создания техники до сегодняшнего дня совершенствуется различными путями:

-разрабатываются новые методы обнаружения дефектов с последними достижениями науки и техники;

-совершенствуется сама сложная техническая система по качеству пригодности к контролю и диагносте всех структурных элементов;

-предпринимаются меры применения комбинированных систем и методов диагностик, универсализация технических средств диагностики для применения в различных отраслях.

-возрастает и в связи с активацией развития информационной технологии математические моделирования диагностик, собственно полунатурное исследование их характерных отказов.

При исследовании методов диагностики оценка эксплуатационных возможностей сложных технических систем является проблемой достаточно ещё не решенным, так как невозможно выбрать один и два диагностических приёмов и средств для однозначного решения проблемы прогнозирования неполадок на предстоящее использование авиационной техники и его средств поражения с сохранением требуемой надёжности.

Лётная безопасность военных самолётов и эксплуатация его сложных технических систем без аварийное в воздухе и на земле является вопросом номер один.

Этим мы хотим подчеркнуть важность нашей работы по совершенствованию методики диагностики сложных технических систем таких, как авиационные пусковые устройства.

Техническая диагностика пусковых устройств средств поражения неразрывно связана с разделом теории вероятности и математической статистики, из сложившийся ситуации используя информационную энтропию где недостаточная среда информационного поля предлагается извлечения необходимой характеристики диагностического объекта применяя методику параметрической диагностики прямого измерения для оценки летной годности. В первые предложено метод оценки лётной готовности в условиях запыленности окружающей среды а именно в Средней Азии. Исходя из условий предполагается использование такого метода технической оценки в дальнейшем на практике в качестве инструмента оценки технического состояния при использовании за ресурс летательного аппарата и его узлов вооружения.

Для осуществления математической обработки диагностических данных были выбраны основные параметры сложных технических систем и одним из которых является значение напряжения авиационных пусковых устройств в различных режимах с помощью средства диагностики «Эмин».

Для обработки данных характеристик были выбраны авиационные пусковые устройства летающих аппаратов. Таким образом, значение напряжения авиационных пусковых устройств летающих аппаратов используется в качестве инструмента эмпирической функции выборочного распределения для оценки технического состояния узлов пуска.

Перед получением эмпирических значений автоматика узлов вооружения подвергались настройке рабочих диапазонов в устойчивых климатических условиях по стандартной температуре и давлении окружающей среды.  

Нам известно, что лабораторные условия сильно отличается от среды где эксплуатируется авиационных пусковые устройства (АПУ) и резко меняющимися континентальные условия является агрессивной средой для технических соединений и узлов систем вооружения, по требованиям технических  условий для надёжного пуска ракет стабильность рабочих параметров имеет важный аспект, особенно в сложных боевых условиях. В некотором смысле АПУ должен обеспечивать однозначность в показаниях важных параметров влияющих на безопасность полёта и устойчивость в работе всей системы гарантируя сход ракеты в нужном направлении.

В условиях Узбекистана, факторы погодных условий влияют на работу авиационных пусковых устройств постепенно изнашивая, приводя узлов к быстрому старению. После чего требуется провидения дорогостоящих операций по неразрушающему контролю путём снятия с крыла, что в свою очередь требует больших трудозатрат, приводя даже к снижению боеготовности. Резкоконтинентальность, имеющийся зоны запыленности с особенностью географического расположения влияют на устойчивость параметров АПУ. Горнопустынная местность и её быстроменяющаяся условия окружающей среды воздействуют на технические состояния узлов и частей авиационных пусковых устройств приводящего к срывам в работе, это характеризуется неустойчивыми пусками ракет.

В среде без снятия с крыла АПУ предлагается измерять полезной моделью «Эмин» важные характеристики для формирования признаков диагностики.

Наблюдения показали, что, неустойчивая работа авиационных пусковых устройств приводит к колебанию стрелки измерителя на диапазонах измерения. В полигонных условиях такие АПУ приводили к инцидентам и парой авиационным происшествиям именно в этапах пуска ракет как мы уже отметили в начале.

В таких случаях можно заметить, что, начинается реакция пускового режима авиационного средства на возмущающие воздействия и заметно происходит превышения рабочих параметров пусковой установки от эксплуатационных ограничений.

Первые воздействия внешних факторов меняют рабочие поверхности геометрических величин части авиационных пусковых устройств и приводят к интенсивному изнашиванию составных частей и узлов характеризуемые как эрозия, сколы, трещины и т. д.

Авиационные пусковые устройства имеют в своём составе агрегаты ограниченного ресурса, которые изготовлены на высоких технологиях и при замене, ремонте, восстановлении авиационных пусковых устройств и его частей приведёт к повышению материальных затрат, т.е. влияет на повышение технико-эксплуатационных расходов пусковой установки. Такое отличие, в ресурсах его составных частей за период использования заставляет несколько раз в течение периода эксплуатации проходят операции технического обслуживания: текущий, средний (по техническому состоянию с частичной заменой узлов и элементов двигателя), капитальный ремонт. Это устоявшая и стандартная процедура технической эксплуатации состоит из неоправданных материальных затрат.

Для повышения летной годности, безопасности полётов, надежности летательного аппарата и для повышения экономической эффективности проведены исследования по технологичности контроля и его эксплуатационных характеристик для дальнейшей эксплуатации по техническому состоянию за ресурс.

В результате исследования было заключено и принята форма эксплуатация по состоянию уместным в отличии от общеизвестного периодического метода технической эксплуатации.

В этом ряду программа изучения маркетинга “Data mining” не исключение [1], в нем исследуется состояние рынка, а также главный фактор спрос и предложение на определенные товары на основе которого строится информационная база знаний, затем обрабатываются все собранные данные подготавливая эффективные решения, инструменты повышающие показатели прибыли, применение инструментов влияющих на рынок приносит прибыль всем владельцам товаров, а значит вновь устанавливается здоровая торговля.

Используя обобщённый метод сбора информации для авиационной техники и его составных узлов в наших условиях эксплуатации военных самолётов предлагается метод определения технического состояния авиационных пусковых устройств с применением нового переменного на базе которого строится модель математической обработки данных параметра контроля их состояния на предстоящий период.

Для этого необходимо извлечь параметры из штатных существующих средств измерения, а также из предлагаемой новой инновационной модели «Эмин» (с новым переменным) на основе гальванометрического чувствительного элемента.

С такими условиями извлечения сигнала амплитудных-частотных характеристик, необходимо их в дальнейшем обработать для установления правильной постановки диагноза неисправности авиационных пусковых устройств и оценить состояния для дальнейшего использования по назначению.

С помощью результатов прогноза будущих неполадок, можно будет принимать решения о снятии авиационных пусковых устройств с эксплуатации, либо отправлять на глубокую проверку с использованием стационарных средств диагностики, которая может дать подтверждения о состоянии узлов.

«Эмин» применяется в ходе исследования для извлечения той недостаточности, или важного информативного параметра объекта диагностики по которому можно чётко и точно поставить диагноз годен или не годен к дальнейшей эксплуатации по назначению. Из выбранных параметров имеются электрическое напряжение при пуске в режимах «Одиночный пуск», «Залп», и Аварийный пуск [1,2].

Устройство конструктивно выполнено в виде портативного ящика, где размещен блок контроля, зарядное устройство и комплект ЗИП.

Ящик обеспечивает надежность хранения устройства, а также создает удобство при переноске. Ящик с крышкой, изготовленный из металла. Крышка соединяется с ящиком петлей. Ящик запирается двумя замками и для переноски имеет ручку.

На внутренней лицевой панели чемодана прикреплена электрическая схема устройства (рис. 1)

Рисунок 1.  Диагностического устройства «Эмин»

Устройства состоит из следующих конструктивных частей (рис. 2): блок контроля; зарядного устройства.

Блок контроля представляет из себя - корпус (металлический) предназначенный для защиты внутренних частей устройства от воздействия окружающей среды и размещающий в себе - плату с семизначным индикатором и тремя кнопками ввода информации и включателем. Плата соединяется электрически при помощи разъёма, механически при помощи уголка и вставляется в направляющие корпуса устройства.

Зарядное устройство представляет из себя - элементарное зарядное устройство на 12 В.

Рисунок 2. Устройство: 1- зарядное устройства; 2-блок контроля; 3-ящик; 4-комплект ЗИП

Для обработка статистических данных диагностики прибор «Эмин» используем нескольких методов.

I-способ: Задана показания по эксплуатация диагностического устройства «Эмин» (таблица-1).

Таблица 1.

Значения

Требуется:

а) Найти выборочную среднюю  и исправленное среднее квадратическое отклонение .

б) Указать доверительный интервал, покрывающий с надежностью 0,95 неизвестное математическое ожидание  признака Х.

Вычисляем объем выборки  тогда

Находим среднее квадратическое отклонение исследование .

Находим доверительней интервал для диагностический прибор «Эмин» математическое ожидание  имеет вид.

где - находим по таблице приложения [3]. При γ=0,95 и n=10 получаем . Тогда

Таким образом 26,37<а<26,55.

Доверительный интервал для генерального среднего квадратическое отклонение S имеет вид.

 если 2<1 и , если q≥1.

Соответствующие значение q указаны в таблице приложения [3]. По заданным γ=0,95 и n=10 находим q=0,65. Находим абсалютные погрешность исследивания

Относительной погрешность исследивания

II-способ: Случайная величина Х характеризуется рядом распределения таблица-2. n=10.

Таблица 2.

Значения

Если случайная величина Х характеризуется конечном рядом распределение таблица-2 то математических ожидание М() определяется по формуле

М()=р₁х₁+р₂х₂р_nх_n                или             М()= 

так как                

М()=26,3∙0,1+26,4∙0,5+26,5∙0,2+26,6∙0,1+26,7∙0,1=2,63+13,2+5,3+2,66+2,67= 26,46

Составим из табл. 3 статистичекого распределения, разбив промежуток [26,3÷26,8] на пять разрядов, имеющих одинаковые длины, построить гистограмму относительных частом.

Таблица 3.

Значения

Находим дисперсию и средним квадратичным случайной величины

Искомый доверительный интервал для математического ожидания а иметь

,

где  находим по таблице. При γ=0,95 и n-объем
выбора (объем измерение) n=10, получаем . Тогда

Статистическая функция (эмпирическая функция). Пусть  – относительная частота появление значения случайной величины Х, удовлетворяющих неравенству . Функция  называется статистической функцией распределение. Таким образом

Так как согласно теорема Бернулли относительные частоты при неограниченном возрастании n стремятся по вероятности к соответствующим вероятностным события, то при большем объеме выборки статическая функция распределение  близка к интегральной функции распределение . Точки Х₁; Х_i,…, X_n являются точками разрыва I рода функции . используем таблицу 2. Найти статистическую функцию распределение и построит её график.

График функции  изображен на рис.4      

В качестве статистической характеристики гипотезы Пирсон предложил величину  распределение, которой называется χ² (“Xu” квадрат) с K=S-1 степенями свободы, что при n→∞ χ² стремится к распределению х², где s-число параметров распределения F(x), которые были найдены по результатом выборки n объем измерения n=108 пять объект авианосные самолёт равно вероятности тогда P₁+P₂+P₃+P₄+P₅=1;             np>1               m_i=26,3; 26,4; 26,5; 26,6; 26,7.

np=108∙0,2=21,6 тогда, получим;

.

Таблица 4.

Значения

Где объем выборки N=108, найти выборочную среднюю  и исправленное средние квадратическое отклонение σ.

Указать доверительный интервал, покрывающий с надежностью 0,95 неизвестное математическое ожидание а признака  находим среднего значения измерения (выборочную)    

.

Находим математическое ожидание.

Находим среднее квадратическое отклонение σ.

;

Искомый доверительный интервал для математического ожидание a имеет вид:

.           Где  – находим [3] по таблица 3

 (108; 0,95) =1,98

26,36 < a < 26,56

Рисунок 5. Гистограмма показания диагностического устройства «Эмин».

По гипотезы Пирсона если   то, гипотеза подвергается, а наоборот не подвергается.

Используем таблица 1 и экспериментальной формула µ=(к-1) получим степенями свободы µ. Где к-строк прогнизированых данных; с-число столбца, тогда к=5, с=2 µ=(5-1)

Из таблицы 5 [3], находим критические точки распределения   

Видно, что   5,56˂9,5  или  5,56˂13,3. По согласию с критерием Пирсона для р=0,05 она равна 9,5. Так 5,56˂9,50, то гипотеза подтвердилась. 

Таким образом, данная диагностического прибора «Эмин» (показания вольтметра, В) не входить нормального распределения Гаусса. Потому что объём экспериментальных данных n=10 меньше 30. Поэтому авторы использовали распределение случайных величин по методу Стьюдента. Видно, что оба способа кодируют друг друга. I-способ: σ =0,111. II -способ: σ =0,117. Относительная погрешность в обоих случаях

Список литературы:

1. Руководство по технической эксплуатации №10С, книга 9/2, подготовка к полетам, часть 1, авиационное вооружение технология обслуживания, с 201 – 212;
2. Временное руководство по технической эксплуатации №ГК-473, книга 2, авиационное вооружение, часть 3, технология выполнения регламентных работ, с 225 – 234.
3. Гмурман В.Е. Теория вероятности и математические статистики. М., 1991. 367 с.