Меня так часто помянули, что я вступаю в ваш клуб СБИшников! Расскажу о том чего я знаю, или узнал от своих коллег. Задавайте вопросы - так мне будет проще, и белых пятен не останется. Я могу заблуждаться или быть не точным - возражайте.
О себе (для предотвращения вопросов "откуда ты это взял?"):
- спортсмен-авиамоделист с 1986 года, изготавливал свои двигатели с нулевого цикла (получение нужного сплава и отливка, термичка, закалка, все виды механообработки), аэродинамические расчеты моделей и воздушных винтов
- 1986-1900 Горьковский авиационный техникум по специальности самолетостроение
- 1990-1997 начинающий радиолюбитель (до сих пор, и это важно!) - бытовая электрика, изготовление и отладка компьютеров Синклер за одну ночь для продажи в воскресенье на радиорынке в Митино, сборка из блоков и регулировка по производственной инструкции телевизора Горизонт-441 и т.п. Не более!
- 1990-1997 МАИ, кафедра 106 Динамика полета, летные испытания
- февраль 2005 ШЛИ, курсы ведущих инженеров
- с 1995 занимаюсь самолетом Аккорд-201, в 1997 тема использования промышленных компьютеров для использования в качестве СБИ и вычислителя автопилота для легких самолетов
- с 2004 - начальник отдела летных испытаний. В отдел ОЛИ входит бригада ведущих инженеров и бригада СБИ. Поскольку даже в лучшие времена было 5 инженеров и 1 техник, то в создании двух СБИ принимал участие как ведущий инженер по СБИ и как слесарь-монтажник датчиков (такое бывает🙂
В принципе, этого (или около того) достаточно, чтобы создавать СБИ или руководить бригадой СБИ. О владении Ексел (или Маткад или пр), каким нибудь (любым) языком программирования и чтении на английском документации с помощью Промт - не говорим. Обязательно.
СБИ нельзя купить. Купить можно регистратор. А СБИ можно создать. Потому что это система, в которую входит множество компонентов. И правильнее называть предмет разговора ИИС - информационно-измерительная система, где СБИ это только часть, та которая на борту. На земле остается ваше наземное оборудование и программное обеспечение для обработки.
Распространенное заблуждение - не путайте Контрольно-Записывающую Аппаратуру с Системой Бортовых Измений! Разница - в назначении. КЗА предназначена для контроля состояния систем ЛА, техники пилотирования и соблюдения ограничений РЛЭ при эксплуатации в полку или авиаотряде. СБИ предназначена для летных испытаний и исследований в интересах разработчика самолета или его систем. После испытаний система может быть демонтирована с самолета, а самолет может эксплуатироваться без нее.
С некоторого времени КЗА и СБИ начали плавно сливаться - в МиГ-31 или 29 Тестер-У3Л регистрирует такую кучу параметров, при этом имеет еще и свободные входы для подключения датчиков. Таким образом в большинстве случаев при модернизации этих самолетов установка СБИ не потребовалась. В Як-130 - комплексная система управления (КСУ) в принципе цифровая, и весь обмен информацией на борту уже в цифре. Так что потребовалось установить только защищенный накопитель и сливать в него весь этот цифровой поток. На легких самолетах тоже революция: стеклянная кабина типа Гармин Ж1000, или много электронных приборов с цифровым выходом. Остается только подключится к этим приборам и писать на любое подходящее устройство типа ноутбука. СБИ как таковая и не требуется.
Разбираемся с СБИ.
С самого начала, кратенько, но не цепляясь за слова, мелочи и мотивы, не углубляясь в дебри АП-21: вы имеете самолет массой до 5700 кг и с числом пассажиров не более 9 или массой до 8900 кг и 19 пассажиров, и вам обязательно нужен на него Сертификат типа. То есть вы со своим желанием прямиком попадаете под действие Воздушного кодекса, который вас пересылает в АР МАК. Процедура сертификации описана в АП-21 и методических рекомендациях к ним, требования к самолету - в АП-23. Доказательства выполнения требований АП-23 означает, что ваш самолет безопасен, при условии эксплуатации самолета в рамках РЭ и РЛЭ.
Согласно АП-21 одним из документов (из большого числа других док-ов и уже выполненых к моменту вопроса об СБИ, процедур) есть сертификационный базис (СБ) - выписка пунктов АП-23 применяемые к вашему ЛА.
На основании этих пунктов готовится объемистый документ - таблица соответствия (ТС). В ТС каждый пункт расписывается каким способом (анализ чертежей, расчет, стендовые испытания и т.д), вы будете закрывать тот или иной пункт СБ. Этот способ называтся Методикой Оценки Соответствия (МОС). Их всего 10, обозначаются порядковым номером. Нас как ВИ по СБИ интересуют коды МОС под номерами 5 и 6 - наземные и летные испытания. Вот их и коллекционируем в отдельную выписку.
Разумеется, что СБ и ТС - официальные документы, утверждаются в АР МАК, сертификационных центрах с их экспертами (АСЦ ГосНИИ ГА, СЦ Аэронавигация и СЦ Прочность (бывш. ЦАГИ-Тест)) и у Независимой Инспекции (в России эту роль, согласно АП-21 испольняют Военные Приемки).
(в Америке у FAA - для легких самолетов все значительно проще, в Европе в EASA - чуть по сложнее, у них тоже есть эксперты, но значительно проще чем у нас)
Итак, мы имеет перечень пунктов СБ, которые надо подтверждать наземными и ЛИ. Для ЛИ (раздел В "Полет" АП-23) существуют методики проведения испытаний - рекомендательный циркуляр РЦ 23.1. Исходя из заданных там вопросов, получается например, что продольную статическую устойчивость видеосьемкой приборов на приборной доске закрыть не удастся (п. 23.173 АП-23). Нужны численные значения перемещений штурвала, руля высоты и усилий на штурвале, в сочетании со скоростью полета, положениями закрылков, остатком топлива, угловой скоростью, перегрузкой и углом атаки.
Вот мы и приехали - на примере одного из пунктов СБ с кодом МОС 6 родились первые строчки перечня измерений. Пробегаемся (не торопясь, месяца хватает вполне) по всей ТС. Поскольку на остальные разделы АП-23 официальных методик не существует (есть РИАТ, но не у всех есть доступ к ним), то приходится сначала утвердить у экспертов АР МАК (ведущие и рядовые инженеры из перечисленных институтов) методику проведения испытаний. После утверждения методики испытаний (а вдруг эксперт согласен будет зачесть вам скорость сваливания со слов летчка-эксперта - здорово!) составляем окончательный перечень измерений.
Ньюанс: в большистве вопросов выгодно настаивать на летной оценке летчиком-испытателя. Но бывают случаи которые работают против вас - например продольная устойчивость по скорости в посадочной конфигурации. Мало усилие на штурвале и все тут. А вы запись приложите - "смотрите, у нас при падении скорости на 250 км/ч усилие изменяется аж на целых 2 кг!" Летчик-эксперт глянет на ваши запись и скажет: "Да на Су-7Б ее вообще небыло и в помине, а бомбы с полого пикирования мы кидали только так, и никто не побился из-за этого... Зачет."
Или бывает что ваш летчик-испытатель не сошелся во мнении с летчиком-экспертом. Или оба летчика явно не понимают происходящего с самолетом. Или летчик не может выдержать режим. Или методически не правильно выполняет тестовый маневр. Или ... Короче, вас выручит только запись параметров полета, которую вам предосавит СБИ.
Пришли к мнению - нам нужна СБИ! Разбиваем параметры по группам: аналоговые, разовые команды, частотные, фазовые сдвиги (в случае использования 36/400), милливольты с шунтов, миллиамперы с термопар, тензомосты, цифровые потоки с приборов и других систем.
Определяемся с частотой регистрации параметров. Очень важный вопрос! Он вытекает из физики параметра и ограничен возможностями (частотными характеристиками вашей СБИ). Частоту можно выцепить из учебников по ЛИ или РИАТ, или опросом специалистов и экспертов. Например, все что относится к угловому движению и ускорениям в аэродинамике - минимум 8 Гц. Высоту, скорость, географические координаты - достаточно 1 Гц. И т.д. Вписываем в перечень измерений напротив каждого параметра частоту регистрации.
Как перевести физический параметр в электрический, а еще лучше - сразу в цировой? Нужны датчики. 10 лет назад самый распространенный способ - физическую величину преобразовать любым способом в перемещение. Далее подцепить это перемещение к проволочному потенциометру. Ну а далее все просто - подводим к концам резистора потенциометра стабилизированное напряжение. Получаем делитель напряжения, с выходом напряжения на щетке потенциометра в зависимости от ее положения. Напряжение выхода будет изменяться от нуля до напряжения питания (при однополярном питании - например 0...+24В). Но вот незадча - большинство АЦП работают в диапазоне напряжений от -10 В до +10В (не путать с 0...+10В). Дилемма - либо использовать специальный блок питания (БП) -10В ...+10В (у меня так, у вас - под ваше АЦП), либо использовать Согласующее Устройство (УС, и такие у меня есть). Сейчас появились другие датчики - Измерительные Преобразователи.
Вносим все УС и БП и их характеристики в перечень измерений. Перечень регистрируемых параметров готов. Утверждаем у экспертов АР МАК. АР МАКу прямого дела до него нет.
Если вы не можете что то померить, а эксперт настаивает на измерении, то путь только один - сменить методику выполнения тестового режима, привлекая в союзники учебники, РИАТы, мнение летчиков-испытателей и чиновников из отдела легкой авиации АР МАК. Обычно удается так или иначе этот вопрос решить. Повторюсь, СБИ - это беспристрастность. (А если что то получается не в нашу пользу - есть способ подправить, мы же специалисты и хозяева своей СБИ
🙂 Правда, если это касается динамики полета- лучше так не делать. Иначе к концу испытаний ВИ по ЛИ приобретет нервный тик из-за
"двойной бухгалтерии", наползающих друг на друга цифр... И дружелюбные взгляды от гендиректора до последнего слесаря).
С самым главным покончил.
Можно приступать к конкретике - закупке датчиков, блоков питания, согласующих устройств, измерительных преобразователей и регистратора.
Не застолбив выше сказанное "зачем" - дальнейшую конкретику "как" не имеет смысла обсуждать. Для меня это очевидно.