تعیین عوامل مؤثر در پیش‌بینی انواع خرابی روتور بالگرد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مجتمع مدیریت و مهندسی صنایع، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، ایران

2 مجتمع دانشگاهی مدیریت و مهندسی صنایع، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

3 مجتمع دانشگاهی هوافضا ، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، ایران

10.48313/jqem.2026.555331.1581
چکیده
هدف: هدف این مقاله بررسی و شناسایی متغیرهای مؤثر در وقوع حوادث بالگردی که ناشی از انواع مختلف خرابی روتور بالگرد هستند، می باشد. این عوامل مؤثر شامل شرایط پرواز، شرایط تعمیر و نگهداری و پیکربندی بالگرد است. با این رویکرد، می‌توان حوادث را به طور مؤثرتری بررسی کرد و ایمنی پرواز را به طور قابل توجهی بهبود بخشید.

روش‌شناسی پژوهش: با تجزیه و تحلیل ۱۳۵ حادثه خرابی روتور از یک مجموعه داده جامع شامل ۵۶۵۲ حادثه مرتبط با هلیکوپتر، هشت کلاس خرابی شناسایی شد. با نظرسنجی از متخصصان و بررسی مقالات در زمینه حوادث بالگردی، نه ویژگی به عنوان عوامل احتمالی موثردر وقوع حوادث بالگردی پیشنهاد شد. اهمیت این عوامل با کمک پنج روش انتخاب ویژگی بررسی شده است. حداکثر وزن برخاستن، تعداد ساعات پرواز بعد از آخرین بازرسی، نوع آخرین بازرسی، توان موتور بالگرد، کل ساعات پروازی، ارتفاع، سرعت باد، جهت باد و فاز پرواز به عنوان ویژگی‌های ورودی در نظر گرفته شده‌اند. پنج روش شناخته‌شده انتخاب ویژگی، شامل ماتریس همبستگی، روش Extreme Gradient Boosting ، اطلاعات متقابل، یادگیری عمیق و روش شبکه عصبی برای یافتن عوامل مهم‌تر استفاده شدند.

یافته‎ها: در نهایت، «حداکثر وزن »، « توان موتور بالگرد»، «فاز پرواز» و «ساعات پرواز بالگرد » به عنوان متغیرهایی با بالاترین درجه اهمیت در پیش‌بینی کلاس خرابی روتور بالگرد شناسایی شدند که در مکانیک پرواز نیز توجیه قوی و قابل قبولی دارند.

اصالت/ارزش افزوده علمی: تفاوت کار حاضر با مطالعات مشابه این بود که متغیرهای بیشتری، نظیر شرایط پرواز و پیکربندی بالگرد، در نظر گرفته شدند، برخلاف سایر مطالعات که درآن‌ها مجموعه‌ای محدود از متغیرها در نظر گرفته شدند. با اولویت‌بندی این متغیرها، یافته‌ها با هدف افزایش دقت پیش‌بینی، قابلیت اطمینان و ایمنی پرواز، راه را برای اقدامات پیشگیرانه در پیشگیری از خرابی روتور هموار می‌کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Determining the Factors Influencing the Prediction of Helicopter Rotor Failures

نویسندگان English

Mahsa Babaee 1
Jafar Gheidar-Kheljani 2
Mostafa Khazaee 3
Mahdi Karbasian 1
1 Ph. D. Candidate of Industrial Engineering, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran.
2 Management and Industrial Engineering Department, Malek Ashtar University of Technology
3 Assistant Professor, Faculty of Aerospace Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran.
چکیده English

Determining the Factors Influencing the Prediction of Helicopter Rotor Failures

Purpose: The purpose of this paper is to investigate and identify the variables that influence the occurrence of helicopter accidents caused by different types of rotor failures. These crucial factors include flight conditions, maintenance conditions, and helicopter configuration. With this approach, accidents can be investigated more effectively and flight safety can be significantly improved.

Methodology: By analyzing 135 rotor faults accident from a comprehensive dataset containing 5652 helicopter-related accidents, eight classes of rotor faults were identified. Based on expert surveys and a review of studies in the field of helicopter accidents, nine features were proposed as crucial factors to such accidents. The significance of these factors was assessed using five feature selection methods. The input features included maximum takeoff weight, flight hours since the last inspection, type of last inspection, engine power, flight hours, altitude, wind speed, wind direction, and flight phase. Five well-known feature selection techniques—Correlation Matrix, Extreme Gradient Boosting (XGBoost), Mutual Information, Deep Learning, and Neural Network—were employed to identify the most essential factors.

Findings: "Maximum weight", "helicopter engine power", "flight phase" and "flight hours" were identified as variables with the highest degree of importance in predicting faults class of helicopter rotor, which also have a strong and acceptable justification in flight mechanics.

Originality/Value: The distinction of the present study from similar works lies in the inclusion of a broader range of variables, such as flight conditions and helicopter configuration, in contrast to previous studies that considered only a limited set of variables. By prioritizing these variables, the findings pave the way for proactive measures to prevent rotor faults, aiming to enhance prediction accuracy, reliability, and flight safety.

کلیدواژه‌ها English

Helicopter Rotor
Feature Selection
Deep Learning
Neural Network
Failure Prediction

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 28 اردیبهشت 1405