Вивчення варіантів використання бортових інформаційно-вимірювальних комплексів та реєструючих систем під час випробування озброєння та військової техніки різного функціонального призначення

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВИВЧЕННЯ ВАРІАНТІВ ВИКОРИСТАННЯ БОРТОВИХ ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНИХ КОМПЛЕКСІВ ТА РЕЄСТРУЮЧИХ СИСТЕМ ПІД ЧАС ВИПРОБУВАННЯ ОЗБРОЄННЯ ТА ВІЙСЬКОВОЇ ТЕХНІКИ РІЗНОГО ФУНКЦІОНАЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ

Шейн І.В., Андрушко М.В., Державний науково-дослідний інститут випробувань і сертифікації озброєння та військової техніки

У статті проведено вивчення варіантів використання бортових інформаційно-вимірювальних комплексів та реєструючих систем під час випробування озброєння та військової техніки різного функціонального призначення.

Ключові слова: бортовий інформаційно-вимірювальний комплекс, випробування озброєння та військової техніки, реєструюча система.

Analysis of use cases of on-board information-measurement and recording systems under testing of armament and military equipment of different functional purpose

I.V. Shein, M.V. Andrushko

The article studies the use of on-board information-measurement and recording systems during testing of armament and military equipment of different functional purpose.

The method of research used is the system analysis.

The purpose of the research was to improve the process of organizing the testing of armament and military equipment of different functional purpose using existing and promising on-board information-measurement and recording systems.

Analysis of the use of on-board information-measurement and recording systems during testing of armament and military equipment of different functional purpose showed that:

choosing the best option for the use of on-board information-measurement and recording systems for armament and military equipment testing is a complex, versatile and creative process that depends on many factors;

on-board information-measurement and recording systems differ significantly in their principles of construction, tasks, capabilities; it is sensible to use these systems specifically to measure the parameters of certain types of armament and military equipment;

the use of on-board information-measurement and recording systems designed to measure aircraft parameters for testing, for example, automotive or armored vehicles, is possible when appropriate modifications are made to meet the above conditions;

Advanced measurement systems, built on the principles of the equipment of the IMC or Acra KAM-500 are universal systems that allow to provide the process of measurements during the testing of various types of armament and military equipment and their components (air, land and naval) and measure parameters in systems of different functional purpose (static, dynamic characteristics of objects, temperature, pressure, vibrations, overloads etc).

The results of the work should be used in the testing of armament and military equipment by research institutions and industrial enterprises.

Keywords: on-board information-measurement system, armament and military equipment testing, registration system.

Актуальність цієї статті обумовлена тим, що останнім часом до Збройних Сил України надходить багато озброєння та військової техніки (ОВТ) різного функціонального призначення, як нового, так модернізованого, параметри роботи якого потребують вимірюванням під час випробувань та експлуатації.

Аналіз сучасного стану проблем раціонального використання ресурсів засобів вимірювань, реєстрації та індикації в складі бортових інформаційно-вимірювальних комплексів і реєструючих систем (БІВК та РС) для їх використання при проведенні випробувань зразків ОВТ різного функціонального призначення раніше розглядалися в ряді наукових матеріалів переважно лише стосовно повітряних суден, для вимірювання параметрів систем яких вони були розроблені. Але, в них відсутня вичерпна інформація про алгоритм дій щодо вибору оптимальної системи вимірювань, повноту та якість проведення випробувань з використанням штатних засобів вимірювань, встановлених на бортах літальних апаратів та додатково встановлюваних на період випробувань систем бортових вимірювань. Кількість таких систем велика, принципи побудови різні, параметри, які підлягають вимірюванням різноманітні. Також, останнім часом провідними країнами світу розроблено багато сучасних універсальних інформаційно-вимірювальних систем, які активно впроваджуються для проведення вимірювань та обробки їх результатів на ОВТ різного функціонального призначення та потребують досконалого вивчення з метою можливості закупівлі для проведення випробувань ОВТ.

Наведені обставини та стрімкий розвиток технічних засобів вимірювань, перетворення та обміну даними всередині систем та між ними вимагають необхідності удосконалення методів оптимізації розробки та застосування БІВК та РС для забезпечення проведення випробувальних робіт, які враховують особливості розвитку електронного обладнання на даному етапі розвитку ОВТ і будуються на єдиному підході до проблеми оптимального використання ресурсів систем збору і обробки параметричної інформації.

Процес створення принципово нових систем вимірювання та обробки інформації при проведенні льотних випробувань (випробувань зразків ОВТ) не завжди доцільний, потребує багатьох людських та часових витрат. Тому, одним з важливих напрямків досліджень з удосконалення економічно-обґрунтованого використання технічних засобів інформаційного забезпечення випробувань є рішення задачі, наряду з вивченням можливості використання перспективних новітніх систем бортових вимірювань, більш повного та якісного використання систем бортових вимірювань, які є в наявності в Збройних Силах та підприємствах промисловості України, для проведення випробувань ОВТ різного функціонального призначення.

Метою досліджень було удосконалення процесу організації проведення випробувань ОВТ з використанням існуючих та перспективних бортових інформаційно-вимірювальних комплексів та реєструючих систем.

З метою вибору оптимальної структури були проаналізовані можливості існуючих та перспективних БІВК та РС систем щодо проведення вимірювань під час проведення випробувань, як повітряних суден так і інших зразків ОВТ, досвід підприємств оборонно-промислового комплексу держави щодо використання цих систем для проведення випробувань.

Сучасні інформаційно-вимірювальні комплекси (ІВК) призначені для оцінки великої кількості (сотень і навіть тисяч) взаємопов'язаних та взаємодіючих параметрів і відносяться до класу складних технічних систем.

Під час вибору варіанта використання БІВК або РС необхідно здійснити аналіз конструктивних особливостей зразка ОВТ, характеристик параметрів, що підлягають реєстрації і застосовувати алгоритми, які базуються на мінімізації похибок, оптимізації процесу проведення вимірювань, а також мінімізації маси обладнання. У ході аналізу конструктивних особливостей зразка ОВТ потрібно враховувати багато чинників, які будуть відігравати важливу роль під час монтажу та експлуатації ІВК на борту дослідного зразка ОВТ.

Вибір складових ІВК необхідно робити виходячи з їх технічних характеристик та можливостей, таких як:

кількість реєструємих параметрів того чи іншого типу;

частота оклику;

напруга та струм живлення та багатьох інших.

Вибір на користь централізованої або розподіленій схеми розміщення ІВК на борту зразка ОВТ проводиться, виходячи з наявності вільного простору для безпечного встановлення складових ІВК, відстані від датчиків до блоку перетворення та реєстрації. Кожна схема розміщення має свої переваги та недоліки.

Централізована схема встановлення ІВК добре підходить для вирішення певного типу завдань та передбачає розміщення складових ІВК на окремій монтажній стійці і може застосовуватись за наявності достатнього вільного простору в середині зразка ОВТ. Ця схема дозволяє мінімізувати протяжність міжблочних з'єднань та забезпечити зручний доступ до складових комплексу але дроти від первинних перетворювачів (датчиків) будуть достатньо довгими.

Розподілена схема встановлення ІВК передбачає встановлення підсилювачів-перетворювачів, зі складу ІВК, як можна ближче до первинних перетворювачів (датчиків) і дозволяє використовувати наявний доступний простір дослідного зразка ОВТ. За рахунок застосування сучасного протоколу передачі даних здійснювати обмін інформацією між складовими ІВК на однії шині.

До складу ІВК можуть включатись, за необхідності, системи траєкторних вимірювань, апаратура фото та відеозйомки, апаратура єдиного часу, автономні джерела живлення, а також, при наявності, штатні аварійно-експлуатаційні реєстраторі параметричної, звукової і відеоінформації.

Одним із прикладів централізованої схеми встановлення ІВК з включенням до складу ІВК декількох систем бортових вимірювань, а також штатного бортового аварійно-експлуатаційного реєстратора БУР-4-1-07-01 з функцією запису звукової інформації, є випробування модернізованого вертольоту Ми-8МСБ-В, які проводились фахівцями-випробувачами ДНДТ ВС ОВТ спільно з ПАТ “Мотор Січ”. Під час даних випробувань було встановлено на борт вертольоту наступні системи:

- системи бортових вимірювань на базі вимірювально-обчислювального комплексу МІС-036, який здійснював реєстрацію тензометричної інформації;

- системи бортових вимірювань на базі комплексу бортових агрегатованих засобів збору, перетворення та реєстрації інформації ГАММА-1101, який був задіяний для реєстрації параметричної інформації та бінарних сигналів, що надходять з різних систем вертольоту, від штатних та додатково встановлених первинних перетворювачів інформації (датчиків);

- система траєкторних вимірювань “ВЕРХУШКА- 13А” за допомогою якої визначалось місце положення вертольоту.

Кожна з вказаних систем має у своєму складі, окремий накопичувач, на який здійснюється збереження зареєстрованої інформації. Спеціальне програмне забезпечення, з комплекту відповідної системи чи комплексу, дозволяє обробити зареєстровану інформацію та отримати ії в зручному для аналізу вигляді.

Сукупність отриманих за допомогою означених систем даних забезпечує проведення якісного, всебічного аналізу поведінки як вертольоту в цілому, так і окремих його систем та агрегатів на різних етапах польоту.

Прикладом реалізації розподіленої схеми ІВК може служити встановлений фахівцями ДП “АНТОНОВ” на літак Ан-70 ІВК на базі найбільш гнучкої сучасної системи збору даних КАМ-500. Дана система має модульну структуру, яка дозволяє налаштовувати її на вирішення завдань зі збору, перетворення та реєстрації інформації різноманітних видів. ІВК на базі СБВ КАМ-500 спроможний вирішити питання реєстрації усіх видів інформації, що формується на борту літака, що випробується, за рахунок додавання або заміни окремих модулів зі складу системи.

Від питань застосування різних варіантів використання ІВК при випробуванні зразків авіаційної техніки перейдемо до розгляду варіантів використання ІВК під час проведення випробувань автомобільної та бронетанкової техніки.

Параметри, що реєструються під час проведення випробувань автомобільної та бронетанкової техніки, мають схожу фізичну сутність з параметрами, які реєструються під час випробувань авіаційної техніки, але суттєво відрізняються за способом виміру даного параметру і потребують встановлення додаткових спеціалізованих датчиків на об'єкт випробувань.

Прикладом реалізації ІВК по централізованій схемі може служити ІВК на базі універсальної вимірювальної системи збору та обробки даних CS 1016 FAMOS Online. Дана система призначена для реєстрації і попередньої обробки вимірюваємих параметрів під час випробувань автомобільної техніки та її компонентів.

Система CS 1016 FAMOS Online здійснює обробку даних у режимі реального часу та має доступ до бази даних Vector (CAN - DBC файли) для підключення до ІВК різних CAN- пристроїв, в тому числі штатної шини CAN транспортного засобу.

Система CS 1016 FAMOS Online має внутрішню пам'ять на карті і на жорсткому диску, а також вбудований GPS-приймач для “зв'язування” в реальному часі результатів вимірювань.

Розглянувши особливості вибору варіантів використання бортових ІВК для авіаційної та автомобільної (бронетанкової) техніки потрібно приділити увагу формуванню і вибору варіантів використання ІВК під час випробувань кораблів та катерів. У даному випадку найбільш оптимальним буде варіант використання ІВК під час формування якого застосована розподілена схема розміщення складових ІВК. Вибір на користь розподіленої схеми обумовлений тим, що вузли, системи та механізми, в які будуть інтегровані датчики, знаходяться в різних частинах судна на достатньо великої відстані один від іншого. Цей варіант використання ІВК дозволить скоротити довжину дротів від датчиків до блоків, систем, що входять до складу ІВК і тим самим скоротити втрати корисного сигналу на шляху до них. Слід відмітити, що вказані особливості потрібно враховувати при виборі інформаційно-вимірювальної системи (систем) на базі якої буде побудовано ІВК.

На підставі наведеного можливо зробити висновок, що грамотний і зважений підхід до вибору варіанту використання бортового ІВК, вибору необхідних складових, які будуть інтегровані в системи дослідного зразка ОВТ, дозволять отримати достовірну інформацію на підставі якої здійснити всебічну оцінку характеристик об'єкту випробувань.

Таким чином, аналіз використання БІВК та РС під час випробування ОВТ різного функціонального призначення показав, що:

— вибір оптимального варіанту використання БІВК та РС, а саме складу, порядку побудови системи бортових вимірювань для проведення випробувань ОВТ складний, багатогранний творчий процес та залежить від багатьох факторів;

— аналіз можливостей БІВК та РС, які знаходяться на оснащенні науково-дослідних (вимірювальних) лабораторій ЗС України та підприємств оборонно-промислового комплексу показує, що вони значно відрізняються за своїми принципами побудови, завданнями, можливостями, тому доцільно використовувати конкретно для вимірювання параметрів визначених видів ОВТ;

— використання БІВК та РС, які створені для вимірювання параметрів ПС, для проведення випробувань, автомобільної або бронетанкової техніки можливо при виконанні декількох умов: наявності однакових або взаємносумісних інтерфейсів та каналів передачі інформації; можливості підключення до наявної системи електроживлення; використанням відповідних структур циркулюючих сигналів, можливістю їх обробки за допомогою спеціального програмного забезпечення на програмно-апаратному комплексі та багатьох інших параметрів або виконання відповідного доопрацювання для виконання наведених умов;

— для сучасної автомобільної техніки, на якій для контролю роботи та обміну інформації між системами використовуються бортові електронно-обчислювальні модулі з метою збору і обробки даних вимірювання параметрів, розроблені універсальні вимірювальні системи, які призначені для реєстрації і попередньої обробки вимірюваних параметрів на випробуваннях автомобілів і їх компонентів, які здійснюють обробку даних у режимі реального часу і мають доступ до різних баз даних, можливість підключення до них різноманітних датчиків (аналогових, цифрових, п'єзоелектричних, термо- та інших);

— перспективні вимірювальні системи, які побудовані за принципами обладнання компаній ІМС або Acra і є універсальними системами та дозволяють забезпечувати процес вимірювань при проведенні випробувань різних типів ОВТ та їх складових (повітряного, сухопутного та морського базування), а також здійснювати вимірювання параметрів у системах різного функціонального призначення (статичних, динамічних характеристик об'єктів, температури, тиску, вібрацій, перевантажень та інших показників).

інформаційний комплекс повітряний озброєння

Список літератури

1. Ипполитов С.В. Методы и способы объективного контроля: учебное пособие; под. ред. С.В. Ипполитов. / С.В. Ипполитов, В.Л. Кучевский, В.Т. Юдин. - Воронеж: ВВАИУ, 2011.

- С.3-82.

2. Брагин А. Малогабаритная система бортовых измерений для летных испытаний воздушных судов малой размерности: учебник для вузов. [Електронний ресурс]. / А. Брагін., А. Лукьянов. - Режим доступу: http://www.cta.ru/.

3. Бортовые измерительные системы. НПП “Мера”. [Електроний ресурс]. / НПП Мера. Режим доступу: http://www.nppmera.ru/.

4. КАМ-500.Обзор данных. Обзор системы КАМ-500 компании Acra. [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www.cwc-ae.com/.

5. Иванов А.М. Испытания колесных транспортных средств: Учебное пособие. / А.М. Иванов, С.Р. Кристальный, Н.В. Попов, А.Р. Спиков - М.: МАДИ, 2018. - С.96-118.

6. Современные измерительные системы и их возможности (на примере продукции фирмы IMC). [Електронний ресурс]. / Sensorika - Режим доступу: http://www.sensorika.com/.

7. Рудніченко С.В. Методичні вказівки по вибору оптимальної схеми та порядку застосування штатних засобів вимірювань, індикації та реєстрації параметрів літальних апаратів в складі систем бортових вимірювань при проведенні випробувань серійних (модернізованих) літальних апаратів: методичний посібник. / С.В. Рудніченко, О.П. Борисюк, С.В. Ратушний, О.І. Потапов. - Чернігів: ДНВЦ, 2016.- С.1-15.

8. Дослідження можливостей застосування дослідного зразка реєстратора польотних параметрів РП-24 в якості системи бортових (об'єктових) вимірювань під час випробувань зразків ОВТ: звіт про НДР/ [керівник: С.В. Ратушний; відп. викон.: О.Є. Кузьмич]. Чернігів: ДНДІ ВС ОВТ, 2018.- С.12-42.

9. Цибатов В.А. Оптимизация бортовых систем сбора и обработки даннях / В.А.Цибатов. М.: Наука, 1983. - 176 с.

Размещено на Allbest.ru