Контроль и испытание летательных аппаратов и их систем

  «Контроль и испытание  летательных аппаратов  и их систем»

1. Основные характеристики  объектов испытаний

1.1. Назначение объектов  испытаний. Объект испытаний как элемент комплексной системы. Основные характеристики, параметры и режимы работы объекта. Параметры движения и управления летательного аппарата (перегрузки, угловые и линейные скорости, углы и др.), определяемые в процессе проведения испытаний. Возмущения и внешние воздействия на летательный аппарат. Основные маневры, выполняемые летательным аппаратом. Характеристики атмосферы и космического пространства.

1.2. Математическое моделирование  движения ЛА. Классификация моделей движения: детерминированные, стохастические, неопределенные; линейные и нелинейные; стационарные и нестационарные; формальные, факторные, смешанные (комбинированные); дифференциальные и аналитические. Требования, предъявляемые к моделям. Критерии адекватности.

Использование метода размерностей и теории подобия  при построении моделей. p -теорема теории размерностей.

2. Методы проведения эксперимента  
и анализа результатов испытаний

2.1. Теория и методы  измерений. Уравнения измерений. Прямые, косвенные и совокупные измерения. Погрешности измерения: полные и частные, инструментальные и методические, статические и динамические, случайные и систематические.

Классификация методов измерений по назначению, выходному сигналу, способу представления  информации, по дистанционности действия. Физические принципы измерения скорости и высоты полета, числа М, положения  объекта в пространстве, углов  тангажа, углов атаки и скольжения, угловых скоростей, перегрузки, вибраций, температуры наружного воздуха и поверхности, давления, расхода и температуры жидкостей.

2.2. Информационно-измерительные  системы. Классификация информационно-измерительных систем по назначению, степени автоматизации, принципам построения. Основные характеристики информационно-измерительных систем: точность, быстродействие, помехозащищенность.

Принцип действия и характеристика бортовых измерительных  систем, радиотелеметрических систем, оптических и радиотехнических систем определения траектории.

Назначение, функции  и структура автоматизированных систем обработки данных, алгоритмы  и программное обеспечение обработки.

2.3. Методы испытаний  и анализа результатов. Основные этапы и программы испытаний летательных аппаратов, двигательных установок и оборудования. Виды и средства испытаний, моделирование, стендовые и натурные испытания, летающие лаборатории, аналоги, летающие модели, сертификационные испытания на соответствие нормам летной годности. Пассивный и активный эксперимент. Методы пересчета результатов испытаний на другие условия.

Случайные величины. Законы распределения случайных  величин. Определение закона распределения  случайной величины по статическим  данным. Критерии согласия. Методы нахождения оценок параметра закона распределения по результатам экспериментов. Состоятельность, несмещенность и эффективность оценок.

Характеристика  случайных процессов: средние значения, среднеквадратические значения и дисперсии, матрицы ковариационных и взаимных ковариационных функций. Свойства стационарности и эргодичности. Многомерные нормальные случайные процессы. Спектральное представление случайного стационарного процесса.

Методы оценивания параметров моделей: метод максимального  правдоподобия, байесовские оценки, оценки метода наименьших квадратов. Доверительные интервалы для параметров модели. Проверка гипотез, ошибки первого и второго рода. Модели рассеивания. Модели досягаемости. Оценка точности системы по единичным реализациям. Методы проверки адекватности модели.

Понятие наблюдаемости  и идентифицируемости. Оценивание параметров по настраиваемой модели. Поисковые  и градиентные методы настройки. Метод дифференциальной аппроксимации. Идентификация линейных динамических систем. Типы тестовых сигналов. Идентификация методами стохастической аппроксимации и последовательного обучения. Идентификация методами квазилинеаризации и инвариантного погружения. Эвристические методы идентификации.

Автоматизация процессов натурных испытаний. Принципы проведения управляемого эксперимента.

2.4. Планирование эксперимента. Основные понятия планирования эксперимента: информационная матрица, ротатабельные и ортогональные планы эксперимента, центральные планы, область планирования. Полные факторные и дробные факторные планы эксперимента. Рандомизация переменных. Оптимальные планы эксперимента. Последовательное планирование.

3. Оценка эффективности  ЛА по результатам  испытаний

3.1. Контроль состояния  и техническая  диагностика. Назначение, классификация, структура построения средств контроля и технической диагностики. Основные технические характеристики средств контроля как информационно-измерительных средств. Эффективность средств контроля. Определение и оценка эффективности. Методы определения и оценка технических характеристик средств контроля. Принципы обеспечения заданных показателей достоверности контроля работоспособности.

3.2. Оценка эффективности  ЛА в условиях  отсутствия и наличия  априорной информации. Точность оценки эффективности. Влияние недостоверной информации о результатах испытаний. Определение доверительного интервала для оценки эффективности системы по результатам испытаний ее компонент. Анализ степени взаимного влияния отдельных компонент комплекса. Учет условий получения априорной информации на достоверность оценки эффективности системы.

3.3. Испытания на надежность. Основные понятия. Показатели надежности. Методические основы обеспечения и оценки надежности ЛА и его отдельных элементов при экспериментальной отработке.

4. Специальные виды экспериментальной отработки ЛА  
в процессе летных испытаний

4.1. Летные испытания  самолета. Целевые полеты по программе заводских испытаний. Устранение дефектов динамики и управляемости скоростных самолетов при летных испытаниях. Специальные виды измерений и калибровок. Методы определения основных летно-технических и пилотажных характеристик самолета. Испытания в предельной области режимов полета. Методы установления эксплуатационных ограничений для самолета. Летные исследования критических режимов современного скоростного самолета.

4.2. Летные испытания  объектов ракетно-космического  комплекса (РКК). Нормы и режимы испытаний ракет-носителей. Нормативно-методическое обеспечение безопасности полета пилотируемых РКК. Особенности летной отработки спускаемых аппаратов. Летные испытания РКК единичного применения. Анализ особых, нештатных ситуаций в процессе космического полета. 

                                       Основная литература

Знаменская А.М., Шведов В.П., Лимар П.С. Информационные измерительные системы для летных испытаний самолета и его оборудования. М.: Машиностроение, 1984.

Цапенко М.П. Измерительные  информационные системы. М.: Энергия, 1974.

Автоматизированная  обработка результатов измерения  при летных испытаниях / Ю.Е. Махонькин, З.А. Павлова, А.И. Фальков и др. М.: Машиностроение, 1983.

Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. М.: Мир, 1975.

Задачи и структура  летных испытаний самолетов и  вертолетов / А.Д. Миронов, А.А. Лапин, Г.Ш. Меерович, Ю.И. Зайцев. М.: Машиностроение, 1982.

Федоров В.В. Теория оптимального эксперимента (планирование регрессионных экспериментов). М.: Наука, 1971.