Разработка системы диагностики гибридной силовой установки легкого летательного аппарата

Предложен подход к построению системы диагностики гибридной силовой установки (ГСУ) легкого летательного аппарата. В качестве диагностируемого объекта рассматривается ГСУ параллельной схемы с использованием двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и электрической силовой установки (ЭСУ). Определены необходимые отслеживаемые параметры работы, отражающие техническое состояние ГСУ. Показана значимость выбранных отслеживаемых параметров ДВС и ЭСУ. Рассмотрено влияние числа оборотов, давления воздуха и топлива, температуры воздуха, топлива, выхлопных газов и головок цилиндров на состояние ДВС, а также параметров ЭСУ — напряжения, тока, температуры аккумулятора и температуры электродвигателя. На основе указанных параметров проведен выбор датчиков с учетом условий их эксплуатации и конструкторских решений прототипа ГСУ. Разработана структурная схема аппаратной части на основе микроконтроллера и внешних аналого-цифровых преобразователей, используемых для оцифровки датчиков температуры. Представлена возможность записи параметров в „черный ящик“, а также передачи информации в бортовую шину данных во время эксплуатации легкого летательного аппарата.

1. Сычёв А. В., Балясный К. В., Борисов Д. А., Кузнецов К. В. Стенд для тестирования электрической винтомоторной группы // Двигатель. 2021. № 3(135). С. 12–13.

2. Сычёв А. В., Балясный К. В., Борисов Д. А. Гибридная силовая установка с использованием электрического двигателя и двигателя внутреннего сгорания с общим приводом на воздушный винт // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29, № 4. С. 172–185. DOI:10.3479/vt-2022-4-172-185.

3. Варюхин А. Н., Захарченко В. С., Рахманкулов Д. Я., Сунцов П. С., Овдиенко М. А., Гелиев А. В., Киселев И. О., Власов А. В. Традиционные, гибридные и электрические силовые установки самолетов местных воздушных линий // Авиационные двигатели. 2022. № 14. С. 19–32. DOI:10.54349/26586061_2022_1_19.

4. Температуру выхлопных газов — под контроль [Электронный ресурс]: <https://www.flyrotax.com/ru/dis/ aviagamma/p/temperaturu-vyhlopnyh-gazov-pod-kontrol> (дата обращения: 01.02.2024).

5. Акунов Б. У., Касымбеков К. Дж. Влияние температуры воздуха во впускном коллекторе двигателя на длительность импульса открытия форсунки при эксплуатации автомобиля в различных условиях // Вестник СибАДИ. 2019. Т. 16, № 1(65). С. 32–39.

6. Карнаухов И. В. Определение оптимальной температуры воздуха во впускном коллекторе двигателя // Вестник СибАДИ. 2014. Вып. 3(37). С. 7–12.

7. Охотников Б. Л. Эксплуатация двигателей внутреннего сгорания: учеб. пос. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. С. 42–46.

8. Бабошин А. А., Косарев А. С., Малышев В. С. Оценка технического состояния двигателей внутреннего сгорания по давлению во впускном и впускном коллекторах // Вестник МГТУ. 2013. Т. 16, № 1. С. 23–32.

9. Как влияет давление в топливной системе на работу двигателя [Электронный ресурс]: <https://avtika.ru/kak- vliyaet-davlenie-v-toplivnoy-sisteme-na-rabotu-dvigatelya/> (дата обращения: 01.02.2024).

10. Кулова Т. Л., Скундин А. М. Влияние температур на характеристики литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторов // Электрохимия. 2021. Т. 57, № 7. С. 402–407. DOI: 10.31857/S0424857021070082.

11. What is PTC Thermistor: Working & Its Applications [Электронный ресурс]: <https://www.elprocus.com/ptc- thermistor/> (дата обращения: 01.02.2024).

12. What is NTC Thermistor: Working & Its Applications [Электронный ресурс]: <https://www.elprocus.com/ntc- thermistor/> (дата обращения: 01.02.2024).

13. Подловкин Е. А., Лебедев В. В. Некоторые особенности использования термопар для измерения температуры // Актуальные проблемы энергетики-2016. Минск, 2017. С. 470–474.

14. Сидорцев А., Опарина И. Выбор датчика температуры // Автоматизация и производство. 2023. № 1(53).

15. Датчик положения коленвала: основа работы современного двигателя [Электронный ресурс]: <https://www. autoopt.ru/articles/products/39478569> (дата обращения: 01.02.2024).

16. Product Document AS5047P [Электронный ресурс]: <https://ams.com/documents/20143/36005/AS5047P_ DS000324_3-00.pdf> (дата обращения: 01.02.2024).

17. ПД100 Преобразователь давления измерительный [Электронный ресурс]: <https://owen.ru/downloads/re_pd100. pdf> (дата обращения: 01.02.2024).

18. Current Transducer HTFS 200…800-P [Электронный ресурс]: <https://www.lem.com/sites/default/files/products_datasheets/htfs_200_800-p.pdf> (дата обращения: 01.02.2024).

19. STM32F446RE [Электронный ресурс]: <https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm32f446re. html#documentation> (дата обращения: 01.02.2024).

20. MAX31856 Precision Thermocouple to Digital Converter with Linearization [Электронный ресурс]: <https://cdn- learn.adafruit.com/assets/assets/000/035/948/original/MAX31856.pdf> (дата обращения: 01.02.2024).

21. MAX31865 RTD-to-Digital Converter [Электронный ресурс]: <https://www.farnell.com/datasheets/2345101.pdf> (дата обращения: 01.02.2024).