سیستم های تشخیص سلامت پرواز

نویسنده : شاهرخ بهروزی

سیستم های تشخیص سلامت پرواز [ Flight health detection systems  ]

هدف اصلی سیستم های تشخیص سلامت پرواز چیست ؟

آیا استفاده از ( AHMS ) باعث کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری در بلند مدت شده ؟

سیستم های مراقبت پرواز به چند دسته تقسیم شده و چگونه عمل می‌کند ؟

مرکز تحقیقات پرواز ( NASA Dryden ) که در حال حاضر با نام ( Armstrong Flight Research Center ) شناخته می‌شود که تا به امروز تحقیقات پروازی در زمینه ی نیروی محرکه و عملکرد را بر روی انواع هواپیماها انجام داده است . از آنجا که تحقیقات پرواز معمولا شامل کاوش در فناوری های جدید و پیشرفته است ، هواپیما یا سیستم هایی که آزمایش می‌شوند اغلب منحصر به فرد هستند .

علاوه بر این ، هر برنامه تحقیقاتی اهداف ، منابع و الزامات منحصر به فرد خود را دارد . برای پشتیبانی از این برنامه ها ، مهندسان باید با اطمینان از اینکه داده های با کیفیت بالا به شیوه ای ایمن به دست می‌آیند ، به فعالیت های پروازی کمک کنند . هواپیماها و موتورهای پیشرفته با قابلیت های جدید اغلب نیاز به توسعه ی تکنیک های جدید آزمایش دارند . هدف ارائه ی قابلیت های بهبود یافته نظارت بر سلامت موتور فراتر از تقاضای آزمایش پرواز است . درحال حاضر چندین تکنیک جدید برای نظارت بر سلامت و عملکرد یک موتور و سیستم های مرتبط با آن در طول پرواز درحال پیگیری است . به عنوان مثال ، برنامه همکاری فنی ( TTCP ) در استرالیا  ، کانادا ، نیوزلند ، انگلستان و ایالات متحده درحال هماهنگی فعالیت های تحقیق و توسعه مشترک بین المللی در این زمینه است . این تکنیک ها شامل نظارت بر سلامت موتور ، سیستم کنترل موتور ، تشخیص واماندگی موتور ، اتصالات و سلامت بدنه می باشد . همچنین شامل نظارت بر سیستم های مرتبط ، مانند سیستم تنظیم بردار رانش و قطب های پسای عملکرد هوایی می باشد .

سیستم هایی را که در رابطه با سلامت هواپیما هستند و شامل هشدار قبل از هرگونه خسارت وارده هستند را می‌توان به صورت کلی به سه بخش تقسیم کرد :

 سیستم های الکتریکی ( Electrical Monitoring Systems )

• سیستم پایش وضعیت هواپیما : ACMS – Aircraft Condition Monitoring System

سیستمی برای جمع آوری و آنالیز داده های پروازی از بخش های مختلف هواپیما مثل موتور ، سیستم های هیدرولیک ، دما ، فشار و ارتعاش می‌باشد . این اطلاعات بعد از پرواز برای مهندسان زمینی ارسال می‌شود تا تصمیم گیری درمورد نگهداری راحت‌تر و دقیق تر انجام شود .

• واحد مدیریت روابط داده های پرواز FDIMU – Flight Data Interface Management Unit

این سیستم واسطه ای بین سنسور ها و سیستم ثبت اطلاعات پروازی است و داده ها را جمع آوری و دسته بندی می‌کند و به ACMS یا FDR ( Flight Data Recorder ) می‌فرستد و نقش حیاتی در پردازش سلامت پرواز دارد .

• سیستم نظارت بر تست داخلی متمرکز : CBMS – Centralized Built-in Test Monitoring System

یک سیستم مرکزی برای اجرای تست های داخلی خودکار روی سیستم های الکترونیکی می‌باشد که خطاها یا خرابی ها را در زمان واقعی کشف و ثبت می‌کند و به مهندسان اجازه می‌دهد که راحت تر منبع خطا را پیدا کنند .

• تجهیزات تست داخلی : BITE – Built-in Test Equipment

جزئی از سیستم های حیاتی است که به صورت مداوم یا دوره ای روی تجهیزات تست نظارت دارد و خطاهای جزئی را به سرعت کشف کرده و کمک می‌کند از خسارت های بزرگ جلوگیری شود .

سیستم های موتور ( Engine Monitoring Systems )

• نظارت بر سلامت موتور EHM – Engine Health Monitoring :

سیستمی است برای نظارت دقیق بر عملکرد موتور در حین پرواز که دما ، فشار ، ارتعاش ، سوخت ، میزان رانش و سلامت اجزای داخلی را روی مانیتور نشان می‌دهد و اگر الگوی غیرعادی را شناسایی کند هشدار می‌دهد .

• کنترل موتور دیجیتال با اقتدار کامل : FADEC – Full   Authority Digital Engine Control

یک رایانه ی پیشرفته که به طور کامل عملکرد موتور را کنترل می‌کند ( بدون دخالت خلبان ) . این سیستم داده ها را ثبت و برسی می‌کند و مشکلات احتمالی مثل اُفتِ قدرت ، مصرف زیاد سوخت یا ناهماهنگی اجزا را تشخیص می‌دهد .

• سیستم مانیتورینگ ارتعاش : Vibration Monitoring System

این سیستم ارتعاشات موتور و توربین ها را زیر نظر می‌گیرد . اگر شدت یا الگوی ارتعاش غیرعادی باشد ، سیستم هشدار می‌دهد زیرا ممکن است نشاندهنده ی نقص یا عدم تعادل در اجزای متحرک موتور را متحمل شده باشد .

• سیستم نظارت بر بقایای نفت : Oil Debris Monitoring System

سطح آلودگی روغن موتور به ذرات فلزی را برسی می‌کند . اگر فلزات مثل آهن یا نیکل در روغن پیدا شود ، نشان دهنده سایش غیرطبیعی قطعات داخلی است و می‌تواند از خرابی کامل موتور جلوگیری کند .

سیستم های بدنه و سازه ( Airframe / Structural Monitoring Systems )

• پایش سلامت سازه : SHM – Structural Health Monitoring

از سنسور های مختلف مثل شتاب سنج ، سنسور فشار ، فیبر نوری و غیره استفاده می‌کند تا ترک ، خستگی فلز یا تنش زیاد در ساختار بدنه ، بال ، سکان و غیره را شناسایی کند ، در نتیجه در بلند مدت از هزینه های تعمیرات شدید جلوگیری می‌کند. 

• سیستم داده یکپارچه هواپیما : AIDS – Aircraft Integrated Data System

داده های عملکردی از همه ی سیستم های ( موتور ، الکترونیکی ، هیدرولیک و بدنه ) را در خودش ثبت می‌کند و کمک می‌کند دید جامعی از سلامت کلی هواپیما بدست بیاید و گاهی همراه با ACMS ) ) استفاده می‌شود .

• سیستم مانیتورینگ تجهیزات فرود : Landing Gear Monitoring System

عملکرد سیستم فرود ، باز و بسته شدن چرخ ها ، فشار داخلی ، دمای ترمز و نشتی ها را برسی می‌کند . این سیستم برای جلوگیری از نقص فرود بسیار حیاتی است .

• سیستم مانیتورینگ هیدرولیک : Hydraulic Monitoring System

وضعیت فشار ، نشتی ، دما و سلامت پمپ ها و شیر های سیستم هیدرولیک را برسی می‌کند.  مشکلات درون این سیستم ممکن است کنترل پرواز یا ارابه فرود را مختل کند ، پس نظارت بر آن بسیار مهم است .

سیستم های امنیت پروازی که ذکر شده اند نقش حیاتی در افزایش ایمنی ، کاهش هزینه های تعمیر و جلوگیری از حوادث ناگهانی دارند . این سیستم ها با نظارت بر وضعیت موتور ، الکترونیک و بدنه ی هواپیما به خلبان و تیم فنی کمک می‌کند تا ایرادات احتمالی را قبل از تبدیل شدن به خطر شناسایی کنند . در نتیجه ، باعث افزایش عمر هواپیما ، کاهش تاخیر پرواز ها و حفظ جان مسافران می‌شوند .