Аннотация
Проведение прочностных испытаний необходимо для повышения надежности летательных аппаратов, разработки и обоснования рекомендаций по эксплуатационному ресурсу в авиационной технике. С целью проведения ресурсных испытаний разрабатываются специальные стенды натурных испытаний, которые включают десятки гидроприводов, осуществляющих согласованное управление режимом силового нагружения элементов авиационных конструкций. Необходимость ускорения процесса проведения прочностных испытаний и повышения достоверности оценок для эксплуатационного ресурса элементов конструкций приводит к высоким требованиям на точность реализации заданных циклограмм силового нагружения конструкций. Рассматриваемая в статье задача связана с проблемой разработки аппаратных и программных средств для автоматизации процесса проведения прочностных испытаний в авиационной технике. Построение адекватной процессу испытаний математической модели стенда необходимо для правильного выбора структуры и параметров алгоритма управления стендом, что в конечном итоге позволяет обеспечить повышение точности реализации заданных циклограмм силового нагружения.
В частности, в данной работе ставится и решается задача проведения предварительных экспериментальных исследований динамических свойств специально разработанного одноканального стенда для прочностных испытаний. В работе приведено описание стенда электрогидравлического привода. Представлены описание методик проведения экспериментальных исследований характеристик стенда и полученные результаты экспериментов. Рассмотрена упрощенная математическая модель стенда в виде интегратора со звеном транспортного запаздывания в канале управления. На основе проведенных экспериментов получены оценки для параметров математической модели, которые могут быть использованы в дальнейшем при решении задачи синтеза регуляторов для стенда силового нагружения.
Ключевые слова: авиационные конструкции, испытания на прочность, испытательный стенд, эксперимент, статические испытания, система управления, сервопривод, математическая модель
Список литературы
1. Баранов А.Н. Статические и теплопрочностные испытания летательных аппаратов. – Жуковский: ЦАГИ, 2009. – 204 с.
2. Белов В.К., Куликов Е.Н. Комплекс средств и методов промышленных прочностных испытаний авиационных конструкций в СибНИА // Сборник Китайско-российской авиационной конференции по аэродинамике и прочности. – Сиань, Китай, 2006. – С. 267–269.
3. Современные подходы к проведению усталостных испытаний натурных конструкций пассажирских самолетов / Н.Г. Белый, С.Н. Лукьяненко, В.М. Син, А.С. Синицин, В.В. Чи-кучинов, К.С. Щербань // Аэродинамика и прочность конструкций летательных аппаратов: труды всероссийской научно-технической конференции по аэродинамике летательных аппаратов и прочности, авиационных конструкций СибНИА (17–19 июня 2008). – Новосибирск,
2009. – С. 35.
4. Щербань К.С. Ресурсные испытания натурных конструкций самолетов. – М.: Физматлит, 2009. – 236 с.
5. Серьезнов А.Н., Белов В.К. Роль эксперимента при обеспечении ресурса самолетов // Полет. – 2008. – № 8. – С. 111–116.
6. Серьезнов А.Н., Сабельников В.И., Колеватов Ю.В. Этапы развития приводов испытательных стендов лаборатории прочности // Полет. – 2012. – № 8. – С. 55–59.
7. Колеватов Ю.В., Сабельников В.И. Гидравлические и пневматические приводы систем нагружения авиационных конструкций. – Новосибирск: Бэсттек-Авиа, 2002. – 384 с.
8. Куликов Е.Н. Совершенствование методов и средств натурных ресурсных испытаний конструкций пассажирских самолетов: дис. … канд. техн. наук. – Новосибирск, 2014. – 191 с.
9. Гидропривод лаборатории статических и ресурсных испытаний натурных авиационных конструкций / Е.Н. Куликов, В.И. Сабельников, Ю.В. Колеватов, A.M. Фадеев, И.Н. Мед-ведева // Авиационная промышленность. – 2008. – № 2. – С. 53–56.
10. Белоусов А.И., Расторгуев Г.И., Федотова О.Р. Определение оптимальных параметров системы управления нагружением при ресурсных испытаниях летательных аппаратов с использованием математической модели // Вестник СибГАУ. – 2008. – № 1 (18). – С. 112–115.
11. Опыт применения автоматизированной системы управления нагружением при статических и ресурсных испытаниях конструкций ракетной и космической техники / Е.В. Васюков, А.И. Гайворонский, Д.А. Данилова, К.В. Жигачев, А.В. Стародумова, А.С. Тимошин // Космонавтика и ракетостроение. – 2014. – № 3 (76). – С. 29–32.
12. Федоров Д.С., Буданов С.А. Комплекс стендовых ресурсных испытаний натурной конструкции самолета-штурмовика // Труды МАИ. – 2014. – № 74. – С. 1–6.
13. Нагорный В.С., Денисов А.А. Устройства автоматики гидро- и пневмосистем: учебное пособие для втузов. – М.: Высшая школа, 1991. – 367 с.
14. Нетушил А.В. Теория автоматического управления: нелинейные системы управления при случайных воздействиях: учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1983. – 432 с.
15. Лапердин А.И., Юркевич В.Д. Синтез регулятора для стенда прочностных испытаний на основе метода разделения движений // Актуальные проблемы электронного приборостроения: АПЭП–2014: труды 12 международной конференции, Новосибирск, 2–4 октября 2014 г.: в 7 т. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2014. – Т 7. – С. 59–64.
16. Yurkevich V.D. Adaptive output feedback control of nonlinear SISO systems via singular perturbation technique // Proceedings of the 48th IEEE Conference on Decision and Control, Shanghai, China, 16–18 December 2009. – Shanghai, 2009. – P. 3495–3500.
17. Yurkevich V.D. Adaptive gain tuning in nonlinear control systems designed via singular perturbation technique // Proceedings of the 18th International Conference on Control Applications Part of the 3rd IEEE Multi-conference on Systems and Control, Saint Petersburg, Russia, 8–10 July 2009. – St. Petersburg, 2009. – P. 37–42.
