Bu tədqiqat, gəlecekte kiçik və biznes sinifli təyyarəlarda kullanılması hədəflenen əlektromexaniki əyləclerin (E-Brake) əyləc yastığı aşınmasını uçuşlar boyunca takip etmek və kalan faydalı ömrünü (Remaining Useful Life, RUL) proqnoz etmek üçün bir Prognostics and Health Management (PHM) memarlığı hazırlayır.

Əsas problem, aviasiya sistemlərinde real “nasazlıq yaranana qədər işlədilmiş” məlumat setlerinin son derece sərhədlı olmasıdır. Emniyet açistilikndan kritik təyyarə parçaları normal koşullarda katastrofik nasazlıqya çatmadan texniki xidmət və ya dəyişdirmə əməliyyatıne alındığından, yalnız tarihsəl sahə məlumatıne dayanan süni intəllekt və ya məlumat əsaslı ömür proqnoz modəlləşdiriri üçün yeterli təlim verisi oluşdövrmak güçleşmektedir.

Tədqiqatçılar bu sorunu yüksək dəqiqlikli çox-fizikalı simulyasiya + fizika əsaslı aşınma modəli + hissəcik filtri + uçuş tarixçəsini tutan “landing repository” yapistilikyla çözmeye tədqiqatktadır.

İncəlenen əyləc, bir əsas eniş qurğusu tekerleğinde çox diskli əyləc mexanizminı sıkıştıran dörd Elektromexaniki Aktuatorden (EMA) ibarətdir. Hər EMA'da fırçasız DC mühərriki, təkpilləli reduktor, kürəcikli vint, qüvvə sensoru və mühərrik mövqe geri qidalandırmasi mövcuddur. Sistem əyləc yastığı aşındıkça yastıq ilə disk arasındaki boşluğun artması nedeniyle, eyni əyləcləmə kuvvetini oluşdövrabilmek üçün aktuatorün daha fazala hareket etmesi gerektiği fiziksəl gerçeğinden yararlanmaktadır.

Tədqiqatdaki en güçlü sağlamlıq göstəricisi əlektrik mühərrikinun maksimum bucaqsal mövqeyi kimi bəlirlenmiştir. Bu değişkenin əyləc yastığı aşınmasıyla Pearson korrəlyasiya əmsalı `1,00` kimi hesaplanmış; %20 aşınmada SNR `53,71`, %40 aşınmada isə `54,99` bulunmuşdövr. Başka bir ifadeyle, tədqiqatnın simulyasiya ortamında yastıq aşındıkça mühərrikin realleştirdiği maksimum fırlanma hərəkəti sistematik və güçlü şəkildə artmaktadır.

Parçacık filtrəli prognostik algoritma 40 ayrı simüle edilmiş fault-to-failure süreci üzərində və 50 ilə 5000 arasında değişen hissəcik sayılarıyla sınanmıştır. 5000 hissəciklı örnek analizlerde filtre, simüle edilmiş real aşınma gəlişimini nasazlıq aşkarlanmasınden kullanım ömrünün sonuna kadar takip edebilmiş; proqnozlaşdırılan RUL dağılımları simüle edilmiş real End of Life (EOL) dəyərine doğru yaxınsamıştır.

40 simulyasiya sırasınin ortasında Rəlative Accuracy (RA) dəyərinin tədqiqatçıların kullandığı %80 eşiğinin genəl kimi üzərində kaldığı bildirilmişdir. Bununla bələ bu nəticələr real təyyarə üzərində ölçülmüş yastıq ömrü proqnoz uğursını göstermez. Tədqiqatın hamistilikndaki aşınma və RUL doğrulaması simüle edilmiş fault-to-failure məlumatlarıne dayanmaktadır.

Türkiyə baxımından: Tədqiqat Türkiye'də istifadə edilən müəyyən bir təyyarə və ya əyləc sistemi üzərində realleştirilmemiştir. Buna rağmen hazırlanan yanaşma; Türkiye'deki aviasiya, əlektromexaniki aktuator, eniş qurğusu, proqnozlaşdırıcı texniki xidmət, rəqəmsal ikiz və uçuşa yararlılıq tədqiqatlarında dikkate alınabilecek bir PHM metodolojisidir. Xüsusilə texniki xidmət qərarının yalnız periyodik görsəl incəleme əvəzinə mövcud mühərrik mövqe və cərəyan sensorlarinden çıkarılan sağlık göstergəleriyle desteklenmesi örütubətli bir tədqiqat yönüdür. Lakin Türkiye'deki real bir hava aracına uygulanmadan əvvəl əyləc materialsi, disk geometrisi, EMA yapistilik, uçuş-enmə zolağı şərtləri, təyyarə kütlesi, termal dövrler və real aşınma katsayıları o platforma üçün deneysəl kimi doğrulanmalıdır.

Niyə əlektromexaniki təyyarə əyləci?

Daha əlektrikli təyyarə yanaşmasında ənənəvi hidrolik və pnevmatik alt sistemlərin bir bölümü əlektrikle çalışan sistemlərle değiştirilmektedir. Elektro-mekanik əyləcler hidrolik hatları ortadan kaldırabilme, sistem memarlığıni sadəleştirebilme və rəqəmsal kimi izlenebilen daha fazala sistem sinyali sağlayabilme potansiyəline sahiptir.

Bunun karşılığında əlektrik mühərrikları, transmissiya əlementları, sensorlar, güc əlektroniəzələı, kürəcikli vintlar və əyləc materialleri kimi çox sayda əlektromexaniki komponentin etibarlıliği kritik hale gəlir.

Bu səbəbdən tədqiqatnın amacı yalnız əyləc yapmak deyil, əyləcin nə kadar aşındığını və neçə enişlik kullanılabilir ömrünün kalmış olabileceğini sürekli proqnoz edebilen bir sistem oluşdövrmaktır.

İncəlenen təyyarə və əyləc memarlığı

Hədəf platforma təxminən 5,5–6,1 ton qalxış kütləsine sahip yönetici sinifı kiçik bir təyyarətır. Ana eniş qurğusunda sağ və sol tarafta birer E-Brake mövcuddur.

Hər əyləc çox diskli yapıdadır və dörd ayrı Elektromexaniki Aktuator əyləc yastıqlarına paraləl kimi kuvvet uygular.

Fren komutu bu zəncir üzərindən irəliləməktedir:

Pilot əyləc komutu → Brake Control Unit (BCU) → anti-skid idarəetməü → dörd EMA → əyləc yastıqları → diskler → təkər əyləc momenti.

BCU, tekerleğin uçuş-enmə zolağıle temasından əvvəl əyləc uygulanmasını maneəleyen touchdown protection işlevlerine sahiptir. Anti-skid sistemi isə təkər hızını və uçuş-enmə zolağı şərtlərinı dikkate alarak əyləc kuvvetini modüle etmektedir.

EMA içində nəler var?

Hər Elektromexaniki Aktuatorde fırçasız DC mühərriki mövcuddur. Motorun fırlanma hərəkətii birpilləli reduksiya sistemi və kürəcikli vint mexanizmi üzərindən əyləc yastığına xətti qüvvə kimi ötürülürdır.

Hər aktuatorde:

• uygulanan kuvveti ölçen qüvvə sensoru,
• mühərrik mövqeyinu təmin edən resolver,
• mühərrik fazaa cərəyanları,
• kuvvet və cərəyan idarəetmə döngüleri

mövcuddur.

PHM sistemi özəllikle örütubətlidir çünkü tədqiqatçılar yeni bir özəl aşınma sensorü oynaqek əvəzinə zaten əyləc idarəetmə sistemi içində bulunan sensorlari kullanmayı hədəflemektedir.

Yüksək dəqiqliklu modəl neyi kapsıyor?

Tədqiqatçıların “high-fidəlity” kimi adlandırdığı modəl tək bir ötürmə funksiyasından oluşmamaktadır. Mekanik, əlektriksəl və termal alt sistemlər birlikdə modəllenmiştir.

Başlıca komponentler şunlardır:

• təyyarənin boylamsal hareketi,
• tekerleğin dönme dinamiği,
• şin–zolaq teması,
• anti-skid davranışı,
• əlektromexaniki aktuatorler,
• fırçasız DC mühərriki,
• PWM idarəetməlü güc əlektroniəzələı,
• reduktor və transmissiya eşiniyeti,
• kürəcikli vint,
• əyləc yastığı–disk sürtünməsi,
• əyləc temperadövru,
• əyləc yastığı aşınması.

Lastik–uçuş-enmə zolağı sürtünməsi necə modəllenmiş?

Kayma nisbətı:

\[ \lambda = \frac{V-\omega_wR}{V} \]

şəklində tanımlanmaktadır. Burada \(V\) təyyarə xətti sürətı, \(\omega_w\) tekerleğin bucaq sürətiı və \(R\) etkili yuvarlanma yarıçapıdır.

Anlık şin–zolaq sürtünmə əmsalı değiştirilmiş Burckhardt modəliyle hesaplanmaktadır:

\[ \mu=\mu_0(\lambda)\mu_{max}(p_{tire},v_{air}) \]

Bu səbəbdən əyləcləmə davranışı yalnız əyləc mexanizmina deyil, sürüşmə nisbətina, şin təzyiqina, təyyarə hızına, şin tipine və uçuş-enmə zolağı şərtlərinə da bağlıdır.

Modəlin deneysəl istinad məlumatlare uygulanan ikinci dereceden yüzey uyarlamasında \(R^2\) dəyərləri quru asfalt üçün 0,9976, dişli şin–yaş asfalt üçün 0,9941 və hamar şin–yaş asfalt üçün 0,9892 kimi hesabatda bildirilmişdir.

Fren temperadövru niyə PHM üçün örütubətli?

Frenlemede mekanik enerjinin böyük bölümü istilikya çevrilir. Mənbə modəlinde əyləc gücü:

disk–yastıq sürtünməsi üzərindən termal sisteme ötürülür və yastıq temperadövru \(T_{brake}\) ilə əyləc gövdəsi temperadövru \(T_{case}\) ayrı termal düyünler halinde izlenmektedir.

Basitleştirilmiş termal tarazlıq:

\[ P_{fr} - \frac{T_{brake}-T_{case}}{R_{br,c}} = C_{brake}\frac{dT_{brake}}{dt} \]

və:

\[ \frac{T_{brake}-T_{case}}{R_{br,c}} - \frac{T_{case}-T_{amb}}{R_{amb,c}} = C_{case}\frac{dT_{case}}{dt} \]

ilişkileriyle temsil edilmektedir.

Modəl sadəleştirme amacıyla əyləcləmə gücünün tamamının istilikya dönüştüğünü varsaymaktadır; səs-küy və titrəmə kimi ikincil kayıp mekanizmaları ihmal edilmiştir.

Balata aşınması necə modəlleniyor?

Balatanın aşınması, diske ulaşmak üçün gereken boş gedişun artışı kimi modəle daxil edilmiştir.

Aşınma artışı:

\[ \Delta x_{thr} = \int f_{wear}(T) K_{wear}(T) v(t) p(t)\,dt \]

şəklində hesaplanmaktadır.

Burada aşınma; temperadövr, yastıq–disk sürüşmə hızı və temas təzyiqi kimi fiziksəl değişkenlerle əlaqəlidir.

Lakin istifadə edilən aşınma katsayıları bu prototip əyləc yastığının real triboloji deneylerinden əlde edilmemiştir. Özəl materialye ait deneysəl məlumat henüz bulunmadığı üçün benzer sürtünmə çiftlerine ilişkin literatür dəyərləri əsas alınmış və katsayılar simulyasiyada stoəzələtik değişkenler kimi işlenmiştir.

Simülasyonda hansı bəlirsizlikler var?

Tədqiqatçılar tək bir ideal eniş əvəzinə çox sayda tədqiqat koşulu üretmiştir. Değişkenler arasında:

• eniş sırasındaki təyyarə kütlesi,
• uçuş-enmə zolağı temperadövru,
• uçuş-enmə zolağı ıslaklığı,
• şin tipi,
• şin təzyiqi,
• yaxınlaşma sürəti,
• normal və ya təcili əyləcləmə,
• istehsal toleransları,
• pilot reaksiya müddəti,
• sensor səs-küysü

yer almaktadır.

Uçak kütlesi təxminən 5,5–6,1 ton arasındaki uniform dağılımdan, yaxınlaşma sürəti orta 110 knot və standart sapma 5 knot olan normal paylanmadan, şin təzyiqi isə orta 200 psi və standart sapma 30 psi olan dağılımdan örneklenmiştir.

Pilot reaksiyon gecikməsi 0,1–0,5 saniye arasında değiştirilmektedir.

Pist şərtləri əyləc məsafəsini necə etkiliyor?

Bu dəyərlər real hədəf təyyarənin sahə əyləc mesafəleri değildir; yüksək dəqiqlikli simulyasiyaun oluşdövrduğu dağılımlardır.

Fren temperadövrları

Kuru uçuş-enmə zolağıte daha kısa əyləc məsafəsine rağmen əyləclerde daha yüksək temperadövr oluşması, şin–zolaq sisteminin daha fazala əyləcləmə gücünü aktarabilmesiyle uyğundayan.

Sağlık göstergesi necə seçildi?

PHM algoritmasının aşınmayı birbaşa ölçen özəl bir sensorü bulunmadığı üçün, mövcud əyləc sinyalleri içinden aşınmayla düzülüşli değişen bir health indicator aranmıştır.

Aday özəllikler hem Pearson korrəlyasiyası hem də xarici tədqiqat şərtlərinə qarşı dayanıklılığı temsil eden Signal-to-Noise Ratio (SNR) ilə qiymətləndirilmişdir.

Niyə maksimum mühərrik açistilik bu kadar güçlü bir gösterge?

Mekanizma kürəcikli vint kullandığı üçün mühərrikin dönüşü aktuatorün xətti hərəkətine birbaşa bağlıdır. Fren yastıqsı incəldikçe yastıq ilə disk arasındaki başlangıç boşluğu artar.

Bu dayanumda əyləcləmə başlamadan əvvəl aktuatorün daha uzun mesafe katetmesi lazımdır. Bilyalı vida daha fazala xətti hərəkət yapacaksa əlektrik mühərrikinun da daha fazala dönmesi lazımdır.

Buna görə:

Balata aşınması ↑ → disk–yastıq boşluğu ↑ → EMA boş gedişu ↑ → kürəcikli vint hareketi ↑ → mühərrikin maksimum bucaq mövqeyi ↑

ilişkisi ortaya çıkmaktadır.

Bu göstergenin avantajı yalnız yüksək korrəlyasiyau değildir. Mənbə Şəkil 13'te fərqli uçuş-enmə zolağı, şin və əyləcləmə şərtlərinə rağmen dəyərlərin aşınma nisbətına görə eyni təxminən xətti eğilim üzərində kaldığı gösterilmektedir.

Parçacık filtri niyə tercih edilmiş?

Tədqiqatda LSTM kimi tamamen məlumat əsaslı modəlləşdirir əvəzinə hissəcik filtri tercih edilmiştir. Bunun əsas gerekçesi real prototip əyləc üçün böyük bir fiziksəl run-to-failure məlumat dəstinin bulunmamasıdır.

Sadece sintetik veriyle eğitilmiş böyük bir qara qutu modəlin fiziksəl əyləc əvəzinə simulyasiya modəlinin varsayımlarını öyrənmə riski mövcuddur.

Particle Filtering isə aşınmanın fiziksəl irəliləmə modəlini və ölçülən sağlamlıq göstəricisini Bayesçi bir çərçivəde birleştirir. Bundan əlavə qeyri-xətti və Gauss dağılımına uymak zorunda olmayan bozunma süreçlerini hissəcik dağılımlarıyla temsil edebilir.

Parçacık filtrinin əsas yapistilik

Durum ehtimal paylanması müəyyən sayda hissəcik və bunların çəkilarıyla təxminən kimi temsil edilir:

\[ p(x_t|y_{1:t}) \approx \sum_i w_t^i \delta(x_t-x_t^i) \]

SIR yanaşmasında hissəcik çəkiları yeni ölçməün olasılığına görə güncəllenmektedir:

\[ w_t^i \propto w_{t-1}^i p(y_t|x_t^i) \]

Tədqiqatda hissəcik filtrinin süreç modəli:

\[ x_{N+1} = K_{wear}(E_{brake,N}) + x_N + \omega(N) \]

və ölçmə modəli:

\[ y_{N+1} = f(x_{N+1},\nu(N)) \]

mantığında kurulmaktadır.

\(x_N\) yastıq aşınma dayanumunu, \(y\) mühərrikin maksimum bucaq mövqeyinu və \(E_{brake,N}\) N'inci enişte əyləc tarafından işlenen cəmi enerji göstergesini temsil etmektedir.

Bir enişin əyləc enerjisi

Fren enerji göstergesi dörd aktuatorün kuvvetleri və təkər bucaq sürətiı üzərindən:

\[ E_{brake,N} = r_{ebrake} \int_{t_0}^{t_{end}} \sum_{i=1}^{4} F_i\omega_w\,dt \]

şəklində hesaplanmaktadır.

Bu dəyər hər enişten sonra “landing repository” içerisine kaydedilmektedir.

Landing repository nədir?

Bu yapı tədqiqatın en dikkat cəlbedici unsurlarından biridir. Algoritma gəlecekteki kullanım ömrünü sabit bir “hər eniş eynidır” varsayımıyla hesaplamamaktadır.

Hər uçuş sonrasında verilənlər bazasına:

• əyləcləmə enerjisi,
• uçuş-enmə zolağı şərtləri,
• təyyarə kütlesi,
• şin bilgileri,
• əyləc temperadövru,
• ilgili təyyarə seviyesindeki tədqiqat bilgileri

eklenebilmektedir.

Uzun dörütubət RUL proqnozu yapılırken gəlecekteki muhəsas enişlər bu geçmiş kullanım dağılımlarından rastgəle örneklenmektedir. Bələliklə kalan ömür tək bir sabit tapşırıq profilinden deyil, təyyarənin giderek büyüyen kendi operasyon geçmişinden türetilmektedir.

RUL necə tanımlanıyor?

Algoritma aşınma dayanumunu gəleceğe doğru ilerleterek bəlirlenen End of Life bölgəsine ulaşılması üçün gereken kalan eniş sayının ehtimal paylanmasını oluşdövrur.

Rəlative Accuracy:

\[ RA = 1- \frac{|RUL_r-RUL|}{RUL_r} \]

şəklində hesaplanmaktadır.

Burada \(RUL_r\) simüle edilmiş real kalan ömür, \(RUL\) isə algoritmanın proqnoz ettiği kalan ömürdür.

Prognostic Horizon isə proqnozun ilk dəfə real RUL dəyərinin ±%20 bandı içine girdiği nokta üzərindən qiymətləndirilir.

Modəl ilə prognostik algoritma bilerek eyni yapılmamış

Örütubətli bir metodolojik ayrıntı kimi, fault-to-failure məlumatlarıni üreten yüksək dəqiqlikli aşınma modəli ilə hissəcik filtrinin kullandığı aşınma modəli birebir eyni değildir.

Simülasyon verisi oluşdövrulurken aşınma əmsalı anlık temperadövr və temas təzyiqi kimi değişkenlere bağlıdır. Parçacık filtrinde isə daha sade bir aşınma yasası istifadə edilərək aşınma əmsalı onlayn kestirilen stoəzələtik parametrlərden biri haline getirilmiştir.

Bu seçim, hissəcik filtrinin yalnız kendisini üreten modəli yeniden hesaplamasını önlemek və yapısal modəl uyuşmazlığı altında davranışını sınamak amacıyla yapılmıştır.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

Simülasyon altyapistilik

Yüksək dəqiqliklu dinamik modəl, əlektriksəl, mekanik və termal alt sistemlər ilə hissəcik filtrləmə yapistilik MATLAB R2022a/Simulink ortamında təkvalləşdirilmiş və simüle edilmiştir.

Fiziksəl E-Brake prototipi gəlecekte Iron Bird yer test sistemine entegre edilmek üzere gəliştirilmektedir. Bu səbəbdən bu aşamada real prototipten əlde edilmiş geniş ölçekli run-to-failure verilənlər bazası mövcud deyil.

Veri tabanı oluşdövrma

Əsas davranış verilənlər bazasını oluşdövrmak üçün özəllikle acil əyləc manevraları istifadə edilmişdir. Bunun nedeni təcili əyləcləməde pilot komutunun değişken etkisinin azaldılması və E-Brake sisteminin kendi dinamiklerinin daha idarəetməlü incəlenebilmesidir.

Bunun yanında normal əyləcləmə də tədqiqat şərtlərinın sağlamlıq göstəricisine etkisini idarəetmə etmek üçün qiymətləndirilmişdir.

Sağlık göstergesi seçimi

Özəllik seçimi üçün simulyasiyalar təxminən %50 kumulyativ aşınma düzeyinə qədər sürdürülmüş və aday sinyallerin aşınmayla korrəlyasiyaları incəlenmiştir.

Motor maksimum bucaqsal mövqeyi:

• Pearson korrəlyasiyası: 1,00
• SNR, %20 aşınma: 53,71
• SNR, %40 aşınma: 54,99

dəyərləriyle seçilen əsas sağlamlıq göstəricisi olmuşdövr.

Fault-to-failure testleri

Prognostik algoritma 40 fərqli simüle edilmiş fault-to-failure süreci üzərində qiymətləndirilmişdir.

Parçacık sayı:

\[ N_p=50\ldots5000 \]

arasında değiştirilmiştir.

5000 hissəciklı ətraflı örneklerde hissəcik dağılımı, simüle edilmiş ground-truth aşınma dəyərləriyle nasazlıq aşkarlanmasınden kullanım ömrünün sonuna yaklaşılan bölgəye kadar uyğun bir gəlişim göstərmişdir.

RUL dağılımı nə göstərir?

Mənbə Şəkil 17'də EOL dəyəri 600 eniş kimi bəlirlenen örnek fault-to-failure süreci üçün fərqli zamanlardaki RUL dağılımları gösterilmektedir.

Örnekte proqnozler:

• 60'ıncı eniş,
• 192'nci eniş,
• 357'nci eniş,
• 522'nci eniş

sonrasında yeniden hesaplanmıştır.

Uçağın kullanım ömrü ilerledikçe proqnozlaşdırılan RUL dağılımı real simüle edilmiş EOL noktasına doğru yaxınsamaktadır. Kaynağa görə real EOL dəyəri gösterilen proqnoz dağılımlarının içində kalmaktadır.

RA və CRA nəticələrı

40 simüle edilmiş eniş sırası üzərindən əlde edilen Rəlative Accuracy və Cumulative Rəlative Accuracy nəticələrı qaynaq Şəkil 19'da verilmişdir.

Tədqiqatçılar orta RA dəyərinin genəl kimi %80 kabul eşiğinin üzərində kaldığını və CRA dəyərlərinin də yüksək seviyəler gösterdiğini bəlirtmektedir.

Lakin qaynaq bu nəticələr üçün tək bir yekun “orta dəqiqlik = X%” dəyəri vermemektedir. Bu səbəbdən qrafikten təxminən bir sayı okunup kesin nəticə kimi burada istifadə edilməmişdir.

Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr

• Yüksək dəqiqliklu simulyasiya məlumatları istifadə edilərək prototip aşamasındaki bir E-Brake üçün PHM algoritması gəliştirilebilmiştir.
• Balata aşınması ilə əlektrik mühərrikinun maksimum bucaqsal mövqeyi arasında simulyasiya ortamında son derece güçlü ilişki bulunmuşdövr.
• Seçilen sağlamlıq göstəricisi uçuş-enmə zolağı və əyləcləmə şərtlərinə qarşı digər adaylara görə yüksək dayanıqlılıq göstərmişdir.
• Parçacık filtri əyləc yastığı aşınmasının gizli dayanumunu simüle edilmiş ground-truth'a paraləl şəkildə takip edebilmiştir.
• RUL olasılık dağılımları örnek fault-to-failure sürecinde simüle edilmiş EOL noktasına yaxınsamıştır.
• 40 simulyasiya sırasınin orta RA performansı genəl kimi %80 eşiğinin üzərində hesabatda bildirilmişdir.
• PHM sistemi üçün mövcud EMA mövqe və cərəyan ölçmələri kullanılabildiğinden özəl ek aşınma sensorü eklenmesi gerekmeyebilir.
• Landing repository yanaşması təyyarənin geçmiş kullanım şərtlərinı gəlecekteki stoəzələtik RUL proqnozune daxil edebilmektedir.

Tədqiqatın sübutlamadığı nəticələr

• Algoritmanın real bir təyyarəta eyni RUL doğruluğunu sağlayacağı sübutlanmamıştır.
• Real E-Brake prototipiyle fiziksəl run-to-failure deneyleri henüz yapılmamıştır.
• Balata aşınma katsayıları hədəf prototipin real triboloji deneylerinden kalibre edilmemiştir.
• Seçilen mühərrik bucaqsal mövqeyi göstergesinin bütün əlektromexaniki təyyarə əyləcleri üçün evrensəl sağlamlıq göstəricisi olduğu gösterilmemiştir.
• Aynı anda birden fazala nasazlıq növünün bulunduğu sistem əhatəlı şəkildə təsdiqlənməmişdir.
• Disk aşınması mövcud prognostik dayanum modəlinin əsas hədəfi değildir.
• Real uçuş operasyonu, texniki xidmət personəli və sertifikatsiya süreçlerinde operasyonəl yarar henüz sahə testiyle ölçülməmiştir.

Başlıca bilimsəl məhdudiyyətlər

En örütubətli məhdudiyyət, PHM sisteminin performans qiymətləndirməsinin sintetik fault-to-failure məlumatlarıne dayanmasıdır.

Yüksək dəqiqliklu modəl fiziksəl bilgiyi əhatəlı şəkildə içerse də simulyasiya real sistemin kendisi değildir. Xüsusilə yastıq materialsine özgü aşınma katsayılarının henüz deneysəl kimi bəlirlenmemiş olması, real aşınma hızının örütubətli bəlirsizliklerinden biridir.

Bundan əlavə seçilen sağlamlıq göstəricisi EMA–kürəcikli vint–yastıq geometrisine birbaşa bağlıdır. Fərqli memarlıqye sahip əlektromexaniki əyləc sistemlərinde başqa göstergəlerin seçilmesi gerekebilir.

Parçacık filtrinde istifadə edilən klasik Sequential Importance Re-sampling yanaşmasının olasılık dağılımlarının özəllikle kuyruk bölgəlerini temsil etmede məhdudiyyətlərı olduğu da qaynaqta bəlirtilmektedir. Tədqiqatçılar bu aşamada metodi ön tədqiqat üçün yeterli kabul etmektedir.

Gəlecek tədqiqat

Fiziksəl test sistemi kullanılabilir hale gəldiğinde eksperimental təsdiqləmə tədqiqatnın zorunlu sonrakı adımı kimi tanımlanmaktadır.

Gəlecekte ayrıca:

• real əyləc aşınma məlumatlarıyle modəl kalibrasiyau,
• disk aşınmasının sisteme eklenmesi,
• birden fazala eşzamanlı nasazlıq modunun yönetilmesi,
• Bayesçi məlumat füzyonu,
• operasyon bölgəsine görə gəlecek hava/uçuş-enmə zolağı şərtlərinın landing repository seçməsine daxil edilmesi

planlanmaktadır.

Mənbə və Metod Qeydi

Tam orijinal tədqiqat adı: A Simulation Study on Wear Monitoring and Prognosis in Electro-Mechanical Brakes for a Small Passenger Aircraft

Müəlliflər: Riccardo Achille; Andrea Də Martin; Antonio Carlo Bertolino; Giovanni Jacazio; Massimo Sorli.

Sorumlu yazar: Riccardo Achille.

Kurum: Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Politecnico di Torino, Torino, İtalya.

Mənbə növü: Hakemli tədqiqat məqaləsi.

Jurnal: Actuators.

Nəşriyyat: MDPI.

Yayın: 2026, Cilt 15, Məqalə 161.

Gönderim tarihi: 19 Ocak 2026.

Revizyon tarihi: 6 Mart 2026.

Kabul tarihi: 8 Mart 2026.

Yayın tarihi: 11 Mart 2026.

DOI: 10.3390/act15030161.

Resmî birləşmə:https://doi.org/10.3390/act15030161

Lisenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Önceki tədqiqat ilişkisi: Məqalə, 3–5 Temmuz 2024 tarihlerinde Prag'da düzülüşlenen 8th European Conference of the Prognostics and Health Management Society konferansında sunulan “Devəlopment of a PHM system for əlectrically actuated brakes of a small passenger aircraft” başlıklı tədqiqatın gözden geçirilmiş və genişletilmiş sürümüdür.

Maliyyələşdirmə: Tədqiqat Avropa Komissiyası Horizon 2020 Framework Programme əhatəsinda “Electromechanical Landing Gear System Integration for Small Aircraft” (E-LISA) projesi, hibe sözleşmesi 887222 tarafından finanse edilmiştir.

Etik kurul: Uygulanabilir deyil.

Bilgilendirilmiş razılıq: Uygulanabilir deyil.

Məlumat əlçatanlığı: Verilere erişim kistiliktlıdır. Veriler E-LISA Consortium'dan alınmıştır və konsorsiyum izniyle müəlliflərdan edinilebilir.

Maraqlar toqquşması: Müəlliflər çıkar çatışması bulunmadığını bildirmiştir. Maliyyələşdirmə sağlayıcının tədqiqat dizeyni, məlumat analizi və şərhlanması, metnin hazırlanması və ya nəşr qərarında rolünün olmadığı bəlirtilmiştir.

Metod xülasəi: Tədqiqat, əlektromexaniki təyyarə əyləcinin mekanik, əlektriksəl və termal davranışlarını yüksək dəqiqlikli simulyasiya ortamında birləşdirərək əyləc yastığı aşınması üçün sintetik fault-to-failure süreçleri üretmektedir. Tədqiqat şərtləri stoəzələtik kimi değiştirilmekte; aşınmayla əlaqəli sağlık göstergəleri Pearson korrəlyasiyası və SNR ilə seçilmekte; maksimum mühərrik bucaqsal mövqeyi əsas health indicator kimi kullanılmakta və vəziyyət qiymətləndirməsi ilə RUL proqnozu Sequential Importance Re-sampling əsaslı hissəcik filtriyle realleştirilmektedir.

Deneysəl doğrulama hakkında kritik qeyd

Bu tədqiqatnın “yüksək dəqiqlikli modəl” kullanması ilə “real fiziksəl E-Brake üzərində təsdiqlənmiş PHM sistemi” olması eyni şey değildir.

Məqalə bucaqk şəkildə fiziki prototipin hâlen hazırlama aşamasında olduğunu və tarihsəl run-to-failure məlumat dəsti bulunmadığını bəlirtmektedir. Buna görə 40 fault-to-failure süreci və RUL ground-truth dəyərlərinin tamamı simulyasiya tarafından üretilmiştir.

Bu səbəbdən əlde edilen nəticələr, algoritmanın dizayn yanaşmasının simulyasiya ortamında uygulanabilirliğini və potensialını destekler; real təyyarəta sertifikatsiya düzeyinde prognostik doğruluğu sübut etmir.

Aşınma modəli hakkında kritik qeyd

Balata aşınma katsayıları hədəf E-Brake prototipinin orijinal sürtünmə materialsinden deneysəl kimi çıkarılmamıştır. Mənbə tədqiqat bu parametrlərin benzer sürtünmə çiftlerine ilişkin literatürden əlde edildiğini və stoəzələtik kimi əle alındığını bucaqkça bəlirtmektedir.

Bu səbəbdən mutlak yastıq ömrü və ya kalan eniş sayıları real hədəf əyləcin təsdiqlənmiş servis ömrü dəyərləri kimi kullanılmamalıdır.

RUL performansı hakkında kritik qeyd

Mənbə Şəkil 19, orta Rəlative Accuracy'nin genəl kimi %80 eşiğinin üzərində olduğunu göstərir; lakin tədqiqat yekun performansı tək bir kesin orta yüzdeyle raporlamamaktadır. Bu səbəbdən qrafikten təxminən sayılar çıkarılıp bilimsəl məlumat kimi sunulmamıştır.

Benzer şəkildə qaynaq Şəkil 17'də müəyyən bir EOL = 600 enişlik simulyasiya örneği mövcuddur. Bu 600 eniş dəyəri müəyyən bir sintetik fault-to-failure örneğinin son ömür noktasıdır; incəlenen təyyarə əyləcinin sertifikatlı və ya genəl servis ömrü değildir.