3. Charakterystyka procesu eksploatacji statków powietrznych

diagnoza jest to informacja o stanie obiektu technicznego, która jest potrzebna
użytkownikowi (decydentowi) do podjęcia właściwej decyzji dotyczącej użytkowania lub
obsługiwania obiektu (np. wykonania naprawy bieżącej, naprawy głównej, likwidacji).

Diagnoza powinna dotyczyć:

oceny stanu aktualnego,

prognozy rozwoju zmian stanu,

genezy rozwoju zmian stanu,

łącznie wszystkich wymienionych elementów

Stąd wyróżnia się trzy podstawowe rodzaje badań diagnostycznych:
- diagnozowanie,

- prognozowanie,

- genezowanie.

Diagnozowanie to ustalenie stanu obiektu technicznego w chwili t

w której jest przewidziane jego

badanie diagnostyczne. Odmianą diagnozowania obiektu jest dozorowanie, które jest ciągłą lub
dyskretną bieżącą obserwacją stanu obiektu (np. za pomocą urządzeń kontrolno-pomiarowych, za
pomocą wbudowanego systemu kontroli, itp.).

Genezowanie to ustalenie przyczyn stwierdzonego stanu zaistniałych w chwili t

, poprzedzających

chwilę t

badania obiektu (t

< t

Inaczej jest to odwzorowanie historii istnienia obiektu (np. określenie stanu, w którym znajdował się
obiekt przed zaistniałą sytuacją.

Prawidłowa geneza może mieć decydujący wpływ na zmianę konstrukcji procesu technologicznego
wytwarzania lub naprawę obiektu.

Prognozowanie to przewidywanie stanów obiektu, które zaistnieją w przyszłości w chwilach (t

Wymienione rodzaje badań diagnostycznych są ze sobą ściśle związane i każde z nich zawiera
diagnozowanie jako przynajmniej jeden z elementów.

W  badaniach diagnostycznych obiektów  technicznych  wykorzystuje  się tzw.  uogólnione i
szczegółowe parametry diagnostyczne.
Uogólniony  parametr  diagnostyczny  jest  to  parametr  sygnału  diagnostycznego,  który
zawiera informację o stanie kompletnych zespołów, układów lub mechanizmów przedmiotu
diagnozy (np. moc silnika, zużycie paliwa, droga hamowania).

Szczegółowy  parametr  diagnostyczny  jest  to  parametr  sygnału  diagnostycznego,  który
zawiera  informacje  o  stanie  par  kinematycznych,  a  nawet  konkretnych  części  przedmiotu
diagnozy  (np.  ciśnienie  sprężania  w  tzw.  próbie  olejowej  silnika,  amplitudy  drgań  w
określonych pasmach częstotliwości, wartości napięcia).

Diagnostyka statków powietrznych

W ręcznych urządzeniach diagnostycznych kolejność i jakość wykonywanych sprawdzeń
zależy  od  diagnosty.  Badania  i  ocena  stanu  technicznego  obiektu  trwają  długo  i  są  mało
efektywne.  Z  reguły  środek  diagnozy  istnieje  niezależnie  od  obiektu  i  tylko  na  czas
diagnozowania  jest  łączony  z  badanym  obiektem  za  pomocą  elementów  pośrednich.
Przeważnie środek diagnozy mierzy wartość jednego parametru diagnostycznego.
Urządzenia  półautomatyczne  charakteryzują  się  mniejszą  szybkością  działania  w
porównaniu  z  metodami  automatycznymi,  a  także  aktywnym  udziałem  diagnosty  w
sterowaniu procesem badań i w ocenie stanu obiektu.
W  urządzeniach  automatycznych  doborem  warunków  wykonania  sprawdzeń,  analizą
wyników badań i wydaniem diagnozy steruje układ decyzyjny. Wiele pomiarów wykonuje
się  w  stanie  dynamicznym.  Personel  obsługujący  stanowisko  diagnostyczne  wykonuje
jedynie  czynności  pomocnicze  (np.  przyłączenie  układu  pomiarowego  do  obiektu,
uruchomienie obiektu, odbiór wyników diagnozy).
Zautomatyzowanie procesu badań i oceny stanu technicznego obiektów zapewnia:
•

skrócenie czasu badań,

•

zwiększenie wiarygodności wyników badań,

•

zmniejszenie wymagań co do liczebności i kwalifikacji personelu obsługującego,

•

obniżenie kosztów eksploatacji.

W  początkowym  okresie  rozwoju  metod  automatycznych  budowano  automatyczne
urządzenia  diagnostyczne  z  wykorzystaniem  typowych  elementów  elektrycznych  i
elektronicznych.
Dużą grupę urządzeń stanowiły specjalne automaty logiczne.

Nieustanne zwiększanie złożoności obiektów technicznych wymusiło szybki rozwój metod
nowej generacji z zastosowaniem elektronicznej techniki cyfrowej.

Elektroniczna  technika  cyfrowa  wniosła  nową  jakość  w  dziedzinie  urządzeń
automatycznych.  W  pierwszym  etapie  wdrażania  tych  urządzeń,  na  potrzeby  diagnostyki
technicznej  były  konstruowane  specjalizowane  EMC,  które  realizowały  stałe,  ściśle
ustalone  algorytmy  diagnozowania.  W  późniejszym  okresie  te  specjalizowane  EMC  były
wyposażane  w  zmienne  i  wymienne  algorytmy  diagnozowania.  Urządzenia  te  uzyskały
cechy uniwersalności, ale ich wadami były wysokie koszty, duże wymiary i masa.
Wymienione  czynniki spowodowały  rozwój  tzw. modułowych  układów diagnozujących.
Istotą  modułowych  automatycznych  urządzeń  diagnostycznych  jest  to,  że  poszczególne
moduły  można  umieścić  w  dowolnym  miejscu  i  oddzielnie  diagnozować  pary
kinematyczne, mechanizmy lub układy.
Każdy  z  modułów  zawiera  podprogram  i  działa  w  układzie:  czujnik  (grupa  czujników)  -
podprogram - urządzenia zobrazowania informacji.
Moduły  mogą  tworzyć  system  i  realizować  różne  funkcje,  zależne  od  wymogów
narzuconych  przez  optymalny  algorytm  diagnozowania.  Rozwój  techniki  cyfrowej  i
miniaturyzacja  przyczyniły  się  do  wykorzystywania  mikrokomputerów  w  diagnostyce
technicznej.

Istnieją trzy podstawowe sposoby wykorzystania komputerów w diagnostyce obiektów
technicznych:

•

bezpośrednie połączenie z obiektem, tzw. wykorzystanie na bieżąco;

•

pośrednia rejestracja danych, tzn. wyniki pomiarów (postawienie diagnozy) nie są
opracowywane podczas pomiarów, lecz w innym czasie;

•

wstępne przetwarzanie danych, które może być wykonywane przez specjalizowany
analizator lub komputer niższego rzędu.

Praca komputera w bezpośrednim połączeniu z obiektem

Układ z wstępnym przetwarzaniem danych pomiarowych

Biorąc pod uwagę miejsce umieszczenia środka diagnozy, urządzenia diagnostyczne dzieli
się na:
•

- pokładowe (autonomiczne),

•

- zewnętrzne,

•

- mieszane.

W lotnictwie powszechne jest stosowanie automatycznych pokładowych i zewnętrznych
urządzeń diagnostycznych do diagnozowania wojskowych statków powietrznych.

W skali światowej obserwuje się ciągłe doskonalenie pokładowych i zewnętrznych
urządzeń diagnostycznych.

Diagnostyka statków powietrznych

Rozwój lotniczych pokładowych systemów diagnostycznych

Common

Data

Network

(CDN)

Isolated

Data

Network

(IDN)

Open

Data

Networ

(ODN)

Boundary

Router

Internet

Services

Crew
Wirel

ess

LAN

CDN

Gateway

Gatelink
Services

VOIP

Telephone

Services

Cabin

Services

IFE

Services

Cabin

Services

System

Common

Core

System

Flight Deck

Services

Electronic

Flight Bag

System

CDN

LRU

Flight Deck

Video

Surveillance

CoreNetwork
Cabinet
components

System diagnostyczny samolotu Boeing 787

787 Advance Core Network – Block Diagram

Common Data Network Overview

• The Common Data Network (CDN) is part

of the Smiths Aerospace Common Core
System (CCS) Package

• CDN Provides the Avionics Grade Ethernet

Back-Bone for data communication on the
Boeing 787, Comprised of:

– Avionics Full Duplex Ethernet Switches for

Data Routing/Switching

– ‘End System’ ASICs for connection to CDN
– Configuration Tools

Diagnostyka statków powietrznych

R6 IP

IPC

R8
TE

R1 HP

R3 HP

Com

HPT

IPT

LPT1

LPT2

LPT3

LPT4

LPT5

IPC Boroscope Ports

Diagnostyka statków powietrznych

sprężarka

turbina

W badaniach eksploatacyjnych i w ocenie stanów technicznych złożonych obiektów
technicznych istnieje możliwość wykorzystania komputerowych systemów ekspertowych.

Komputerowy system ekspertowy rozwiązuje problemy z wykorzystaniem opisu (reprezentacji)
wiedzy i procesu rozumowania (algorytmu generacji rozwiązania) i podejmuje decyzje.

•

System taki charakteryzują:

•

- reprezentacja wiedzy,

•

- algorytm generacji rozwiązania,

•

- reguły.

Algorytm generacji rozwiązania polega na tym, że komputer - ekspert wyznacza rozwiązanie

problemu na podstawie wprowadzonej reprezentacji wiedzy wg opracowanego algorytmu. W
ujęciu klasycznym jest to wyznaczenie rozwiązania na podstawie modelu wprowadzonego do
komputera.

Komputer  -  ekspert  generuje  rozwiązanie  na  podstawie  reprezentacji  wiedzy,  posługując  się
określonymi  regułami  i  przepisem  ich  stosowania,  czyli  algorytmem.  Mogą  to  być  ogólne
reguły  poprawnego  rozumowania  (zdania  logiczne  zawsze  prawdziwe),  a  szczególnie  reguły
wnioskowania  lub  reguły  specyficzne  dotyczące  danej  dziedziny  wiedzy  czy  określonego

zadania.

Diagnostyka statków powietrznych

Schemat komputerowego systemu ekspertowego

Data integration

• Traditionally EHM

has looked purely at
in-flight data

• Now fusing data

from multiple
sources

– in-flight
– flight-line
– overhaul base

Complete view of an
engine’s health
throughout its life

Diagnostyka statków powietrznych

Example of modern information

system

SatCom

ACAR

Customer Main Base

Real-time Engine
Maintenance
messages

enginedatacenter.com

Depending on the set-up, data
can be received in the
Operations Room within 5
minutes of transmission from
the aircraft

Customer &

Rolls-

Royce FSO

EHM reports

EHM
Exceedences,
Alerts and
Advisories

Specific trouble-
shooting advice

Rolls-Royce

Operations Room

Diagnostyka statków powietrznych