Авиационные двигатели выполняют две функции: первая — обеспечивают необходимую тягу для движения самолёта, вторая — питают необходимой мощностью системы воздушного транспортного средства. Чтобы сделать перелёт максимально безопасным, инженеры авиакомпаний регулярно оценивают состояние двигателей при разных нагрузках.
Зачастую для этого используют адаптивные технологии на базе сложных математических вычислений, но они требуют значительных вычислительных мощностей. К тому же, такие технологии на данный момент невозможно реализовать на существующих цифровых агрегатах. Специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета разработали бортовую модель на основе алгоритмов искусственного интеллекта, которая повысит точность оценки состояния авиационного двигателя во время его работы. Результаты статьи опубликованы в работе на страницах научного журнала IEEE «Институт инженеров электротехники и электроники».
Сейчас в компаниях используют метод диагностической матрицы, который позволяет определить неизмеряемые показатели, включая эффективности работы (КПД) основных узлов двигателя, отборы воздуха, утечки и так далее. Правда, такой подход базируется на большом количество сложных уровней, которые имеют массу решений. Вот почему здесь для решения задачи надо подойти с иной стороны.
В Пермском политехе предложили использовать так называемые генетические алгоритмы. Как утверждают учёные, он работает по принципу естественного отбора. Данный метод осуществляет случайный подбор оптимальных решений систем уравнений, о которых говорится выше, которые будут отвечать заявленным требованиям к качеству.
«Стендовые испытания на имитаторе двигателя показали, что другие применимые для решения поставленной задачи методы, несмотря на высокое быстродействие, в отличие от генетического алгоритма, дают неустойчивое решение. То есть при незначительной погрешности в измерениях датчиков, участвующих в формировании диагностической системы, получаемые в результате параметры двигателя могут отличаться от реальных в несколько раз. Это недопустимо в условиях полета, так как существенно снижает надежность работы системы автоматического управления. В то же время наше решение показывает стабильную работу и низкую погрешность – 0,453 процента при допустимом быстродействии», — комментирует Татьяна Кузнецова, доцент кафедры «Конструирование и технологии в электротехнике» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Технология, разработанная российскими специалистами, позволит определять состояние авиационного двигателя в режиме реального времени в разных режимах эксплуатации.
