Inverse problems solving as a scientific base for monitoring aircraft technical condition

УДК 378:37.09:62

https://doi.org/10.20339/AM.06-23.046

В.А. Костин,

д-р техн. наук, профессор,

заведующий кафедрой «Прочности конструкций»

Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева

e-mail: VAKostin@kai.ru  

Н.Л. Валитова,

канд. техн. наук, доцент

кафедра прикладной математики и информатики

Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева

ORCID: 0000-0002-8408-1885

Обратные задачи, в которых неизвестны коэффициенты уравнения, но известны начальные, граничные и другие дополнительные условия, образуют широкий класс так называемых коэффициентных обратных задач. В большинстве своем обратные задачи являются некорректными. Неустойчивость решения таких задач и ошибки численных методов приводят к росту результирующей погрешности в несколько раз в сравнении с входной погрешностью. Понятно, что умение найти устойчивое решение является критичным для специалиста, выполняющего различного рода диагностику.

Развитию прикладных обратных задач способствуют успехи сегодняшней измерительной и вычислительной техники. Еще недавно многие постановки обратных задач были невозможны, так как точности измерений и вычислительные мощности были недостаточны. В настоящее время становится возможным обработать большие объемы информации за короткое время, и в связи с этим технологии решения обратных задач стремительно развиваются. Этими технологиями также должен владеть современный специалист направления «Авиастроение».

Инициативная тематика предложенной статьи возникла на базе проводимых в лаборатории прочности сертификационных испытаний. Авторы предлагают новую для КНИТУ-КАИ дисциплину подготовки и повышения квалификации специалистов в области диагностики сложных технических систем, таких как авиационные конструкции.

Основная цель дисциплины — на основе научных методов базовой подготовки профильного технического вуза дать студентам необходимые компетенции, которые позволят обеспечивать в процессе эксплуатации необходимое техническое состояние воздушных судов согласно действующим нормам летной годности.

Ключевые слова: подготовка специалистов, прочность авиаконструкций, обратные задачи, техническое состояние, авиастроение.

Литература

1. Костин В.А., Валитова Н.Л. Теория и практика прочностной отработки конструкций летательных аппаратов: монография. Казань, 2014.
2. Костин В.А., Хуан Ш., Валитова Н.Л. Применение дискретно-континуальной модели расчета на прочность для решения задачи идентификации теплонагруженной конструкции // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2017. № 3. С. 3–7.
3. Костин В.А., Хуан Ш., Валитова Н.Л. Численные методы анализа чувствительности в задачах идентификации конструкций // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2017. Т. 73. № 1. С. 78-83.
4. Хуан Ш., Костин В.А. О выборе расчетной модели для задачи идентификации жесткости // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2017. Т. 73. № 2. С. 124–130.
5. Костин В.А., Валитова Н.Л. Восстановление модулей сдвига панелей обшивки четырехпоясного квадратного кессона, нагруженного крутящим моментом // ХI Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики: сборник докладов. 2015. С. 2020–2022.
6. Костин В.А., Герасимов А.И. Расчет выбора параметров силовых воздействий на хвостовую балку вертолета при наземных испытаниях // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2013. № 1. С. 5–7.
7. Костин В.А., Валитова Н.Л. О коэффициентах уравнений равновесия при решении задачи восстановления диаграмм деформирования слабоконических тонкостенных конструкций // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2007. № 3. С. 8–11.
8. Хуан Ш., Костин В.А., Лаптева Е.Ю. Применение метода анализа чувствительности для решения обратной задачи ползучести кессона конструкции на основе модели суперэлементов // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 3.
9. Валитова Н.Л., Костин В.А. О применении вероятностных методов к решению коэффициентных обратных задач прочности летательных аппаратов // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 4. С. 42–50.
10. Алифанов О.М., Иванов М.А., Колесников В.А., Меднов А.Г. Определение температурных зависимостей теплофизических характеристик анизотропных материалов из решения обратной задачи // Вестник Московского авиационного института. 2009. Т. 16. № 5. С. 247–254.
11. Алифанов О.М. Вабищевич П.Н., Михайлов В.В., Ненарокомов А.В., Полежаев Ю.В., Резник С.В. Основы идентификации и проектирования тепловых процессов и систем: уч. пос. М: Логос. 2001. 400 с.