Учёные Пермского Политеха разработали виртуальный датчик, который сможет отследить выбросы авиадвигателей. Самолёты позволяют в кратчайшие сроки добраться до нужного места, они стали более доступными, от того и популярны. Более частое их использование влияет и на окружающую среду: рост количества рейсов увеличивает выбросы авиадвигателей в атмосферу. По словам ученых, в самолетах «нового поколения» для того, чтобы выброс газов оставался в пределах нормы, нужно устанавливать системы непрерывного мониторинга по параметрам двигателя и камеры сгорания.
Пермские учёные предложили способ, который позволит спрогнозировать количество оксида азота, выделяемого двигателем самолета. Один из авторов работы, доцент кафедры конструирования и технологий в электротехнике Пермского Политеха, кандидат технических наук Татьяна Кузнецова рассказала пресс-службе ПНИПУ: «Сегодня выбросы вредных веществ газотурбинных двигателей становятся таким же значимым параметром, как мощность или ресурс самолета. Чтобы измерить их количество, используют методы математического моделирования, построенные на основе нейросетей».
В работе исследователи рассмотрели две математические модели: стохастическая нелинейная математическая модель на основе уравнения Зельдовича, модель виртуального датчика на основе нейронной сети. Как отметили авторы, математические модели высокого уровня требуют больших ресурсов как для использования, обучения (тренировки) нейронных сетей, так и для разработки программного обеспечения систем управления, в связи с чем они предложили развивать экспертную модель, которая подходит как для обучения нейронной сети, так и для интеграции в структуру управления. Результаты исследования ученые опубликовали в журнале IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Работа размещена в открытом доступе.
Также в результате исследования ученые определили, что наибольший выброс вредных веществ из самолёта выделяется в режиме от взлёта до набора высоты до 1000 м, при этом, с точки зрения безопасности, количество выбросов не критично. Эффективность разработанной нейросети разработчики проверили путём моделирования в программном комплексе MatLab. Учёные заключили: полученные результаты соответствуют современным международным требованиям к исследованиям сложных объектов, они могут быть использованы для повышения надежности автоматического управления газотурбинными двигателями.
Фото: Моделирование процесса срыва пламени в камере сгорания / © Пресс-служба ПНИПУ
