Methodology of intelligent analysis and selection of the type of gas turbine engines for promising military transport aircraft
DOI:
https://doi.org/10.54858/dndia.2024-20-9Keywords:
asynchronous machine, synchronous machine, fully electrified aircraft concept, economic efficiency, data mining, machine learningAbstract
The article deals with topical issues of selecting the type of electric machine for direct-acting aircraft launch systems, which is associated with the transition to the concept of a fully electrified aircraft and, as a result, the use of electric energy on board the aircraft as the main one.
The authors of the article propose a methodology for selecting the type of electric machine for the launch systems of aircraft gas turbine engines of advanced aircraft, which combines modern methods of data mining, machine learning and a priori procedures for multi-criteria optimization - the principle of uniform optimality. A classification of electric machines for airborne launch systems is presented and aircraft performance indicators of two levels are introduced to analyze the impact of the electric machine on operational efficiency. A database of the main parameters has been formed, which make it possible to determine the type of contactless electric machine that should be used in the gas turbine engine launch system of military transport aircraft.
The article proposes and practically considers the use of analytical data analysis methods: classification and clustering, which allow to clearly classify an electric machine with the required energy parameters as belonging to the corresponding class (type) of machines, to calculate its “proximity” to existing machines, taking into account the introduced restrictions and to simplify the subsequent selection or design procedures in the case of absence of a ready-made sample. The specified classification and clustering methods are proposed to be used before applying the a priori multi-criteria optimization procedure using the introduced classification of electric machines as data labels, which allows to carry out a qualitative analysis of electric machines in terms of their characteristics, which are used later in the multi-criteria optimization algorithm.
The research results allowed to draw conclusions regarding the priority of using an asynchronous machine with a squirrel-cage rotor in the electric start system of military transport aviation aircraft, taking into account the introduced restrictions.
References
Заріцький І.В., Сторожук С.М., Діденко Ю.Л., Перспективи розвитку електричної системи запуску газотурбінних двигунів військово – транспортних літаків // Зб. наук. праць ДНДІА. - К.:ДНДІА, 2016. Вип. № 12(19) - С. 213-217.
P. Kolpakhchvan, V. Parshukov, E. Yatsenko Determination of Equivalent Circuit Parameters of a Solid Rotor Asynchronous Electric Machine. International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering. - № 2(9). – рр. 1880-1885. DOI: 10.35940/ijitee.B7909.129219.
Левченко Л., Аушева Н., Караєва Н., Бурдеїна Н. MODELING OF EXTERNAL MAGNETIC FIELD OF ELECTRIC MACHINES. Advanced Information Systems, - 2024. - № 8(1), С. 24-30, DOI: 10.20998/2522-9052.2024.1.03.
Victor S. PetrushinN. S. PetrushinB.V. Kalenik. Designing of asynchronous induction machines for adjustable speed asynchronous electric drive sistems. 2008. – DOI: 10.7148/2006-0333.
J. Li, Guanchun Li. Design and Control of a Superconducting DC Linear Motor for Electromagnetic Launch System Wireless Personal Communications.- №102(1). – 2018. – рр. 611-618. DOI: 10.1007/s11277-017-5068-4.
S. Khanahmedova. Some Issues of Increasing the Efficiency of Electric Machines. PRZEGLAD ELEKTROTECHNICZNY. - №9(0033-2097). 2024. – Р. 171-173.
Брускин Д.Э. Зубакин С.И., Самолеты с полностью эктрофицированным оборудованием. Сер. Электрооборудование транспорта. – Т. 6 /– М.: ВИНИТИ, 1986. – 108 с.
Алюшин Г.Н., Торопцев Н.Д., Асинхронные генераторы повышенной частоти. Сер. Основы теории и проэктирования – Москва: Машиностроение, 1974. – 343 с
Заріцький І.В., Коритько О.І., Вплив четвертої промислової революції на подальший розвиток концепції повністю електрифікованого літака // Зб. наук. праць ДНДІА. – К.: ДНДІА, 2020. Вип. № 16(23). – С. 40-43.
Заріцький І.В., Діденко Ю.Л., Щодо методики синтезу оптимального закону управління асинхронним стартер-генератором електрифікованого літака // Зб. наук. праць ДНДІА. – К.: ДНДІА, 2017. Вип. №13(20) – С. 171-176.
Б.А. Черпенников. Диалектические основы конструирования в самолетостроении. Харьков: Харьковский авиационный институт. (Учебное пособие по курсу ‟Конструкция самолетов”) 1984. – 128 с. (стор. 82-92);
Заріцький І.В., Діденко Ю.Л., Перспективи створення вітчизняного розвідувального літака на основі концепції повністю електрифікованого літака // Зб. наук. праць ДНДІА. – К.: ДНДІА, 2015. Вип. №12(19) – С. 217-220.
Система запуска авиационных двигателей, Методические указания к практической работе., Самарский государственный аэрокосмичний университет им. Академика С.П. Королева., Самара 2002. – 34 с.
И.П. Копылов., Электрические машины. Москва: Энергоатомиздат, 1986. - 360 с.
Специальные электрические машины. Источники и преобразователи энергии. Под редакцией доктора технических наук проф. А.И. Бертинова. М.: Энергоиздат, 1982. - 552 с.
Д.А. Бут Бесконтактные электрические машины. Учебное пособие для электромех. и электроэнерг. спец. Вузов. – М.: Высш. школ., 1990. – 416 с.
Авиационные электрические генераторы. Г.Н. Алюшин, И.М. Ищенко, Д.М. Красношапка, В.С. Мартынюк. Киев.: Киевское ВВАИУ, 1989. -184 с.
Ю.А Дубов, С.И Травкин, В.Н. Якимец. Многокритериальные модели формирования и выбора вариантов систем: М.: Наука., 1986, - 296 с.
Н.П Ермолин, И.П. Жерихин. Надежность электрических машин. Ленинград: Энергия. 1976. - 248 с.
Иностранные авиационные двигатели. 11-е издание под редакцией Л.И. Сорокина. ЦИАМ: 1987, - 319 с.
Г.Н. Алюшин. Методика розрахунку асинхронного стартера для системи запуску авіаційного двигуна Д-27 (на правах рукопису)., 18 сторінок.
Расчет электрических машин переменного тока повышенной частоты. Под редакцией профессора, доктора технических наук Свиреденко П.А. Издание ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского 1951. - 189 с.
В.И. Радин, Д.Э. Брускин, А.Е. Зорохович. Электрические машины. Асинхронные машины. Под. ред. И.П. Копылова., М.: Высшая школа. 1988. - 328 с.
Nils J. Nilsson. Introduction to machine learning. Robotics Laboratory Department of Computer ScienceStanford University, Stanford, 1998.–188 p.
Shai Shalev-Shwartz and Shai Ben-David. Understanding Machine Learning: From Theory to Algorithms. Cambridge University Press. – 2014. – 449 p. URL. [Електрон. ресурс]. – Режим доступу: https://www.cs.huji.ac.il/~shais/UnderstandingMachineLearning/index.html.
Hal Daumé. A Course in Machine Learning. Published by TODO. – 2015. – 193 p.
