Системная модель контроля и диагностики пожарной защиты силовой установки летательного аппарата

Abstract

Проблема пожарной защиты летательного аппарата, где наиболее энергонапряженным объектом является силовая установка, существует давно и продолжает быть актуальной и в настоящее время ввиду катастрофических последствий возникновения пожара на борту. В статье рассматриваются основные элементы системы пожарной защиты силовой установки в составе летательного аппарата. Описываются структурно-логическая модель работы блока пожарной защиты и принцип работы сигнализатора пожара пневматического типа, которые являются ключевыми элементами системы обеспечения безопасности эксплуатации летательного аппарата. Предлагается проводить системное моделирование процесса перехода силовой установки из нормального состояния в критическое состояние - пожар - на основе анализа законов сохранения и перехода различных видов энергии при пожаре. Отмечается, что разработаны и находят широкое применение методы и модели процессов горения различных материалов, реализованных в виде пакетов прикладных программ. Однако необходимым условием применения указанных пакетов является формализация предметной постановки задачи и задание ее исходных условий. Приводится методика построения структуры нестационарной модели пожара в отсеке силовой установки. Представлен эффективный инструмент при проведении испытаний системы пожарной защиты - комплексный стенд контроля и диагностики, который позволяет моделировать в квазистатическом режиме как процессы нормального функционирования системы, так и отказные ситуации. Приводятся результаты анализа процессов, полученных при испытаниях системы пожарной защиты силовой установки на комплексном полунатурном стенде. Среди преимуществ применения полунатурного стенда авторы выделяют значительное сокращение объема и стоимости натурных испытаний вновь разрабатываемых систем. Результаты работы могут быть использованы для разработки бортовой динамической модели распространения пожара в отсеке силовой установки для перспективной интеллектуальной системы пожаротушения. The problem of fire protection of aircraft, where the power plant is the most energy-intensive object, has existed for a long time and continues to be relevant in the present day due to the disastrous consequences of a fire on board. The article discusses the main elements of the fire protection system of the power plant as part of the aircraft. It describes the structural and logical model of the fire protection unit and the principle of operation of the pneumatic type fire detector, which are key elements of the safety system of the aircraft. It is proposed to carry out system modeling of the process of transition of a power plant from a normal state to a critical state - a fire, based on an analysis of the laws of conservation and transition of various types of energy during a fire. It is noted that the methods and models of the combustion processes of various materials, implemented in the form of application software packages, have been developed and are widely used. However, a necessary condition for the application of these packages is the formalization of the objective formulation of the problem and the setting of its initial conditions. A method for constructing the structure of a non-stationary model of a fire in a power plant compartment is given. An effective tool for testing the fire protection system is presented - a comprehensive monitoring and diagnostics bench, which allows simulating both processes of normal system operation and failure situations in a quasistatic mode. The results of the analysis of the processes obtained during testing of the fire protection system of a power plant on a complex semi-natural stand are presented. Among the advantages of using a semi-natural stand, the authors distinguish a significant reduction in the volume and cost of field tests of newly developed systems. The results of the work can be used to develop an on-board dynamic model of the spread of fire in the power plant compartment for a promising intelligent fire extinguishing system.