Вертолет, 2004 №1

В июле 1991 году IHUMS, установленная на борту вертолета S-61N компании Sfkorsfcy, получила сертификат САА. Это была первая система мониторинга работоспособности и использования в мире, получившая сертификат. Таким образом, с момента выпуска фирмой Steward Hughes первого готового продукта — системы MSDA — до установки на вертолет первой сертифицированной системы HUMS прошло 9 лет.

С появлением HUMS связано решение о введении в систему в обязательном порядке регистратора полетных данных в той конфигурации, в какой он разработан: для HUMS это блок FDR как составная часть системы. САА установило, что вертолеты гражданского назначения с максимальным весом более 2730 кг (или перевозящие более 9 пассажиров) должны быть оснащены FDR с 1 февраля 1991 года. Подобные требования были введены И октября 1991 года и Федеральным управлением авиации США.

В самом общем виде HUMS можно представить как систему, состоящую из датчиков и компьютеров и включающую в себя программное обеспечение и аналитические методы, которые все вместе позволяют регистрировать уровни вибраций и другие параметры для обеспечения контроля и оценки состояния систем и агрегатов вертолета. При характеристике этой системы важно знать ее конфигурация, поскольку она определяет перечень функций, выполняемых конкретной системой. Самые первые системы разработки Teiedyne/Steward Hughes и Marconi/Bristow Helicopters состояли из бортовой и наземной частей. Они выполняли следующие функции на борту:

— мониторинг состояния редуктора и трансмиссии;

— мониторинг состояния» ресурса и эксплуатационных характеристик двигателя;

— контроль положения лопастей и дисбаланса винта;

— регистрация полетных данных (блок FDR);

— запись переговоров в кабине экипажа (блок CVR);

и следующие на наземной станции:

— обмен данными в операционной среде;

— взаимодействие с пилотом (до и после полета);

— осуществление поддержки технического обслуживания (расшифровка показаний датчиков, корректировка положения лопастей и балансировка винта);

— учет ресурса деталей;

— анализ и хранение исходных сигналов и результатов обработки.

Рис. 1. Общая схема системы HUMS

На рис. 1 показана общая схема такой системы.

Интеграция FDR и CVR в HUMS предпринимается из следующих соображений. Во- первых, такая система экономически выгодна в целом, поскольку исключает необходимость установки дополнительных, периферийных систем. Во-вторых, такая интеграция удобна эксплуатанту, так как ограничивает количество поставщиков, участвующих в оборудовании вертолета. HUMS такой конфигурации называется полнофункциональной. Однако время постоянно вносит свои коррективы, и к настоящему времени уже разработаны и выпускаются системы с более широкими, по сравнению с перечисленными, функциональными возможностями.

Сегодня созданием HUMS занимается целый ряд зарубежных фирм. Наиболее известными из них являются Teledyne/ Steward Hughes, GEC Marconi/Brigtow, BF Goodritch, Eurocopter, Chedwick Helmuth, Howcle Instruments. Systems amp; Electronics, Inc (SEI), Signal Processing Systems, Smith Industries, AMS, WTI, RSL Electronics LTD u другие.

В полной конфигурации системы до конца 90-х годов выпускали только фирмы Teledyne/Steward Hughes и GEC Marconi/ Brigtow (хотя системы этой фирмы и назывались системами полной конфигурации, однако не выполняли обработку данных в реальном времени, ограничиваясь лишь наземной обработкой данных, зарегистрированных на борту).

Большинство других фирм — это поставщики систем различной (неполной) конфигурации. Одни, например, ограничиваются мониторингом состояния двигателей, другие совмещают эту функцию с системой контроля, балансировок и соконусносги винтов. Фирма Rotor Dynamics American Inc. расширила функции усеченной HUMS возможностью формирования в реальных условиях полета интегральной оценки состояния по общим уровням вибраций с использованием минимального количества датчиков и последующей обработкой этой информации на наземной станции обработки. Фирма WTI построила свою систему M-HUMS по модульному принципу: один модуль базовый и три автономных, дополняющих базовый по желанию заказчика. Такой вариант удобен, если стоимость и вес полной системы оказываются слишком большими, а эксплуатанту необходимо сосредоточить внимание на мониторинге проблемных зон. Эта продукция не представляет серьезной конкуренции системе Teledyne/Steward Hughes или GEC Marconi/ Brigtovv вследствие гораздо меньших масштабов разработок. Системы с ограниченными функциональными возможностями также традиционно используют в своих названиях аббревиатуру HUMS.

На протяжении последних двадцати лет фирмы, занимающиеся созданием HUMS, конкурируют друг с другом. Как уже говорилось, в течение долгого времени мировыми лидерами в этой области были Teledyne/ Steward Hughes и GEC Marconi/Brigtow, производившие полнофункциональные системы. Однако в последнее время соотношение сил на мировом рынке HUMS меняется. Серьезную конкуренцию мировым лидерам составила компания MEGGIT, объединившая фирмы BFGoodrich, Vibrometer и Endevco.

Входящая в эту компанию фирма BF Goodrich занимается разработкой и созданием HUMS более 20 лет, 12 из них она находится в состоянии острой конкурентной борьбы с ведущими производителями Teledyne/Steward Hughes и GEC Магсот/ Brigtow. Система диагностики IMD HUMS является в настоящее время продуктом совместного производства BYGoodrich и Vibrometer. За IMD HUMS закрепилось название «HUMS второго поколения».

В 1997 году BYGoodnch/Vibrometer выиграли тендер США на систему диагностики, удовлетворяющую единым требованиям на HUMS для гражданских и военных вертолетов, которые действуют в США с того же года. В тендере принимали участие известные в мире фирмы-разработчики этих систем, в том числе ведущий промышленный производитель HUMS — Steward Hughes.

BYGoodrich/Vibrometer является в настоящее время главным разработчиком и поставщиком HUMS по программам оснащения военных вертолетов США этими системами (программа COSSI).

Фирма Sikorsky Aircraft подписала ограничительный контракт с BYGoodnch/Vibrometer на право покупки диагностических систем только у данной фирмы. Таким образом, BFGoodnch/Vibrometer стала эксклюзивным поставщиком HUMS для фирмы Sikorsky, а система IMD HUMS включена в список стандартного оборудования этой фирмы.

Другим заслуживающим внимания конкурентом как Teledyne/Steward Hughes и GEC Marconi/Brigtow, так и BYGoodrich/ Vibrometer является израильская фирма RSL Electronics LTD, которая в 2000 г. заявила о создании HUMS третьего поколения. Эта система (Total HUMS — T-HUMS) самой современной разработки обладает более расширенными функциональными возможностями, в частности, в ней реализована функция диагностики состояния и управления общевертолетным оборудованием.

Технологии HUMS развиваются уже более 20 лет. На первых порах казалось, что найденные на тот момент решения смогут успешно «закрывать» все вопросы по автоматической оценке состояния вертолета, а построенные с использованием этих решений системы возьмут на себя роль интеллектуального советчика и подсказчика летчику в полете и обслуживающему персоналу на земле.