Ежегодно самолёты перевозят 4 млрд пассажиров, и, по прогнозам, пережив пандемию, количество полётов вновь начнет расти. Авиаперевозки ответственны за 3,5% всего антропогенного вклада в глобальное потепление. Около трети этого количества приходится на выбросы углекислого газа, а 2/3 – на прочие факторы: образование оксидов азота, загрязнение атмосферы аэрозолями и сажей, возникновение конденсационного следа… Международная организация гражданской авиации уже приняла новые стандарты, ограничивающие выбросы; более того, с 2020 года стандарты начнут действовать для новых типов самолётов. Производство моделей, которые не отвечают требованиям, планируют прекратить с 2028 года. Поэтому остро стоит вопрос о контроле за работой двигателей.В Пермском национальном исследовательском политехническом университете разработали уникальный виртуальный датчик, который отследит выбросы авиадвигателей, сообщается на официальном сайте. Виртуальный датчик реализован на основе математических моделей, которые прогнозируют количество оксида азота, выделяемого двигателем самолёта. Система автоматического регулирования со встроенным сенсором управляет двигателем на основе расхода топлива.Пермские учёные использовали для создания датчика нейросеть, обучение которой провели на реальной камере сгорания. Разработчики создали трехслойную сеть с 32 нейронами, которая «предсказывает» количество выбросов вредных веществ. Её можно использовать как виртуальный сенсор в системе управления газотурбинного двигателя. Датчик можно встроить в интеллектуальную систему автоматического регулирования, которой оснастят камеру сгорания авиадвигателя. По словам учёных, в самолётах нового поколения для того чтобы выброс газов оставался в пределах нормы, нужно устанавливать системы непрерывного мониторинга по параметрам двигателя и камеры сгорания.Учёные определили количество выбросов за цикл от взлёта до посадки в режиме набора высоты до 1000 м. В это время выделяется наибольшее количество вредных веществ, при этом режим не критичен с точки зрения безопасности. Затем разработчики провели моделирование в программном комплексе MatLab и подтвердили, что нейросеть работает эффективно.Исследования показали, что разработка соответствует современным международным требованиям. Учёные считают, что инновационный датчик можно использовать при проектировании отказоустойчивых интеллектуальных систем автоматического управления авиадвигателями.