приладів і систем орієнтації

і навігації
 

д.т.н., профессор Бурау Н.И.

Бурау Надія Іванівна.

доктор технічних наук (2005), професор (2008), завідуючий кафедрою (з 2006).

Закінчила кафедру гіроскопічних приладів і пристроїв Київського політехнічного інституту в 1981 році. Співробітник кафедри з 1981 р. Загальна кількість наукових і методичних праць - 136, в тому числі:

  • Монографії - 1
  • Статті - 41
  • Матеріали конференцій - 23
  • Патенти - 2
  • Навчально-методичні розробки - 6
  • Тези доповідей - 53

Викладає дисципліни: Математичні моделі фізичних процесів;
                                                Теорія автоматичного керування;
                                                Основи наукових досліджень.

Напрямки наукової роботи: Вібраційна і віброакустична діагностика;
                                                           Системи моніторингу технічного стану об'єктів;
                                                           Обробка сигналів;
                                                           Розпізнавання образів.

Підготовлені кандидати наук: Яцко Л.Л. (2008);
                                                                  Аврутова І.В. (2008);
                                                                  Зажицький О.В. (2009).

Наукові розробки :

  • Віброакустична діагностика тріщиноподібних ушкоджень лопаток авіаційних двигунів на стаціонарних і нестаціонарних режимах експлуатації: наукове обгрунтування, розробка методології, розробка методик (1998 - 2006). Результати роботи представлені в узагальненому звіті Міжнародної організації центрів неруйнівного контролю і оцінювання (World Federation of Nondestructive Evaluation Centers (WFNDEC)) «Світові досягнення мониторингу рухомих об'єктів і конструкцій» («World-Wide Efforts in Vehicle/Structural Health Monitoring») в 2004 р. , п. 5,б. (http://www.wfndec.org/VSHM Final Report rev.pdf)
  • Вібраційна і віброакустична діагностика ушкоджень лопастей гвинтів вертоліту Ка-26 (2003).
  • Вібраційна діагностика початкових ушкоджень роторних елементів авіаційних двигунів (вали роторів) (2006-2008)
  • Розробка багатоканального інформаційно-діагностичного комплексу для об'єктів з еколого-небезпечними речовинами (2008-2010)
  • Методологія визначення стану протизсувних споруд (2009-2011)

Контактна інформація:  тел. (044) 454-95-41,
                                                      тел/факс  (044) 406-85-02,
                                                      E-mail: burau@pson.ntu-kpi.kiev.ua.

 
 

 

Основні праці:

  1. Бурау Н.І. Виділення діагностичних ознак тріщини в лопатках авіаційних двигунів шляхом Вейвлет-перетворення нестаціонарного акустичного сигналу/ Н.І. Бурау, П.І. Марчук// Фізичні методи та засоби контролю середовищ, матеріалів та виробів. – 2001. – Вип. 6. – С.219-226.

    Для діагностики тріщин в лопатках ГТД запропоновано та обгрунтовано використання методу обробки нестаціонарного акустичного сигналу на основі Вейвлет-перетворення, що грунтується на розкладанні сигналу в базисі нестаціонарних хвильових функцій

  2. Бурау Н.І. Імітаційне моделювання процесу діагностики та оцінювання втомних тріщин за методом вільних коливань/ Н.І. Бурау, О.М. Тяпченко, Д.В. Посуховський // Авіаційно-космічна техніка і технологія. –2001. – Вип. 26. – С.151-153.

    Для підтвердження працездатності та ефективності розроблених алгоритмів оцінювання проведено імітаційне моделювання процесу діагностики та оцінювання малої вто-мної тріщини в лопатці двигуна за методом вільних коливань.

  3. Бурау Н.И. Динамическая модель газотурбинного двигателя как объекта виброакустической диагностики усталостных трещин в лопатках рабочих колес/ Н.И. Бурау // Вибрации в технике и технологии. – 2001. - №1(17). – С.28-32.

    Целью данной статьи является разработка динамической модели ГТД для использования в задачах виброакустической диагностики усталостных трещин в лопатках двига-теля и, в более общем случае, для виброакустического мониторинга состояния рабочих колес ГТД.

  4. Бурау Н.И. Анализ современных методов обработки акустических сигналов для их использования в задачах виброакустической диагностики / Н.И. Бурау, П.И. Марчук, А.Н. Тяпченко // Акустичний вісник. – 2001. – 4, №4. – С.3-10. FULL TEXT .pdf (234 kB)

    Для анализа некоторых современных методов обработки акустических сигналов: метода множественной классификации сигналов; метода Прони; частотно-временного анализа; Вейвлет преобразования – проведена обработка акустического сигнала, представляющего собой импульсный отклик бездефектного турбинного колеса при ударном возбуждении одной из лопаток. Показана эффективность рассмотренных методов и це-лесообразность их использования в задачах виброакустической диагностики зарождаю-щихся усталостных дефектов в лопатках рабочих колес авиационных двигателей.

  5. Бурау Н.И. О новых направлениях в развитии виброакустических методов диагностики прочностных дефектов в лопатках газотурбинных двигателей/ Н.И. Бурау // Вибрации в технике и технологии. – 2001. - №4(20). – С.45-48.

    Предложены пути расширения возможностей виброакустических методов диагностики за счет применения нестационарных режимов работы двигателя с использованием современных методов обработки диагностической информации и новых интеллектуальных средств принятия решений для ранней диагностики повреждений лопаток.

  6. Бурау Н.И. Теоретические исследования временных и частотных характеристик нестационарной модели объекта виброакустической диагностики/ Н.И. Бурау // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. – 2002. - №1. – С.13-17.

    Целью данной статьи являются теоретические исследования нестационарной модели лопатки с трещиной во временной и частотной областях для определения особенностей влияния малых трещин на виброакустические характеристики объекта.

  7. Бурау Н.І. Виділення діагностичних ознак початкових міцнісних дефектів в елементах машин і механізмів/ Н.І. Бурау, Ю.В. Сопілка // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2002. - №5. – С.54-58.

    Метою даної роботи є аналіз ефективності виділення діагностичних ознак малої втомної тріщини в лопатці робочого колеса авіаційного двигуна за умови його стаціонарного режиму функціонування.

  8. Бурау Н.И. Классификация состояния объекта виброакустической диагностики с использованием нейротехнических структур / Н.И. Бурау, А.В. Зажицкий, А.Н. Тяпченко // Авіаційно-космічна техніка і технологія. –2002. – Вип. 31. – С.181-185.

    Целью данной работы является моделирование некоторых типов нейронных сетей и анализ эффективности классификации состояния лопаток рабочих колес ГТД в процессе виброакустической диагностики зарождающихся усталостных трещин.

  9. Бурау Н.И. Моделирование и анализ вибрационных процессов для диагностики роторных деталей турбомашин / Н.И. Бурау, П.И. Марчук, А.Б. Яценко // Вибрации в технике и технологии. – 2002. – № 3(24). – С.15-18.

    Для моделирования вибрационных возмущений робочих колес турбомашин, формирования измерительного сигнала, его обработки и анализа при разработке системы виброакустического мониторинга и начальних усталостных повреждений роторних деталей турбомашин предлагается виртуальная измерительная, построенная на персональном компьютере в среде віртуального программирования Delphi 6.

  10. Бурау Н.И. Результаты экспериментальных исследований виброакустического метода свободных колебаний для диагностики роторных элементов авиационных двигателей/ Н.И. Бурау, С.Р. Игнатович, А.Н. Тяпченко // Авіаційно-космічна техніка і технологія. – 2003. – Вип. 40/5. – С.79-81.      

    Целью настоящей работы является анализ результатов экспериментальных исследований виброакустического метода свободных колебаний для диагностики элементов рабочих колес авиационных двигателей.

  11. Бурау Н.И. Повышение чувствительности дискриминантных признаков трещины в задачах виброакустической диагностики элементов роторных систем/ Н.И. Бурау, Ю.В. Сопилка // Акустичний вісник. – 2003. – Т.6, №. 3 – С.10-17. FULL TEXT .pdf (268 kB)

    Для повышения чувствительности безразмерных амплитудных дискриминант, которые используются в качестве диагностических признаков в задачах виброакустической диагностики усталостных трещин в элементах роторных систем, проводится предварительная обработка измеренного акустического сигнала с использованием вейвлет - преобразования. Показана эффективность двухуровневой обработки акустического сигнала, излучаемого имитатором роторной системы на стационарных и нестационарных режимах работы, для диагностики усталостной трещины в элементе роторной системы.

  12. Бурау Н.І. Аналіз ефективності розпізнавання технічного стану об‘єкту віброакустичної діагностики нейронними мережами/ Н.І. Бурау, О.В. Зажицький // Методи та прилади контролю якості. – 2003. - №11. – С.21-26.

    Статтю присвячено дослідженню точності класифікації стану об‘єкту віброакустичної діагностики стохастичною нейронною мережею. Аналіз точності проводиться за коефіцієнтом ефективності класифікації, як функції параметру впливу стохастичної нейронної мережі. Для підвищення точності класифікації використовується нелінійне перетворення діагностичних ознак.

  13. Бурау Н.И. Распознавание состояния объекта виброакустической диагностики по результатам многомерного спектрального анализа / Н.И. Бурау, А.В. Зажицкий, Ю.В. Сопилка // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. – 2004. - №2 .– С. 3-8.

    Рассматривается задача классификации состояния роторных элементов газотурбинного двигателя при их стационарном вибрационном возбуждении в процессе виброаку-стической диагностики малой усталостной трещины одного из элементов. В качестве диагностической информации используются результаты биспектрального анализа виброакустических сигналов. Задача классификации решается на основе использования искусственных нейронных сетей.

  14. Бурау Н.И. Оценка информативности диагностических признаков трещиноподобных повреждений в лопатках ГТД/ Н.И. Бурау // Авіаційно-космічна техніка і технологія. – 2004. – №. 7/15. – С.179-183.

    Исследуются диагностические признаки трещин в лопатках ГТД, полученные в результате цифровой обработки смоделированных виброакустических сигналов при стационарном вибрационном возбуждении рабочего колеса. Проведена оценка информативности признаков по критерию Фишера и по относительному изменению признака при изменении состояния объекта.

  15. Бурау Н.И. Частотно-временной и биспектральный анализ виброакустических сигналов для диагностики трещин в лопатках авиационных ГТД/ Н.И. Бурау, С.Р. Игнатович, Ю.В. Сопилка // Вестник двигателестроения. – 2004. - №4. – С.101-107.

    Исследуется эффективность использования частотно-временного преобразования и многомерного спектрального анализа (биспектрального) для обработки диагностической информации в задачах виброакустической диагностики трещин в лопатках авиационных газотурбинных двигателей. Для обработки используются экспериментальные данные, полученные на стационарных и нестационарных режимах вибрационного возбуждения бездефектного и дефектного контролируемого образца.

  16. Bouraou N.I. Decision Making of Aircraft Blades Condition Based on Bispectral Analysis of the Vibroacoustical Signal / N.I. Bouraou, A.G. Protasov, Yu.V. Sopilka, O.V. Zazhitsky // In Review of Progress in QNDE: Conference Proceedings. – Melville, New York , 2005. –  Vol.24A. –  P.760-766.

    In this paper the simulation of vibroacoustical signals radiated by the engine turbine at the stationary vibration excitation is carried out for situations when all turbine blades have no defects and one blade has a small fatigue crack. Bispectral analysis is used for diagnostic information processing. It demonstrates that appearance and evolution of the fatigue crack in a blade change intensity of global and local extremums of bispectral modules. The results of bispectral processing and Probability Neural Network (PNN) are used to recognize of the turbine blades condition. The efficiency factor is used for precision analysis.

  17. Бурау Н.І. Розпізнавання нейронною мережею   стану лопаток ГТД на стаціонарних та нестаціонарних режимах експлуатації / Н.І. Бурау, О.В. Зажицький// Авиационно-космическая техника и технология. – 2005.– №. 4(20). – С.71-76.

    Досліджується ефективність застосування нейронних мереж для розпізнавання технічного стану лопаток авіаційних двигунів в процесі експлуатації на стаціонарному та нестаціонарних режимах вібраційного збурення. Розглядається задача двокласової діагностики (відсутність чи наявність малої тріщини в одній з лопаток робочого колеса двигуна) на основі множини двомірних векторів діагностичних ознак. Ефективність розпізнавання для кожного з режимів експлуатації оцінювалась за значенням імовірності правильної класифікації для тестових векторів діагностичних ознак.

  18. Бурау Н.И. Методологические аспекты виброакустического мониторинга состояния лопаток ГТД/ Н.И. Бурау, Ю.В. Сопилка // Авиационно-космическая техника и технология. – 2006.– №.9/35. – С.162-166.

    Рассматриваются особенности синтеза системы виброакустической диагностики трещиноподобных повреждений лопаток как составной части интегрированной автоматической системы мониторинга ГТД, вопросы методики проведения измерений и обработки диагностической информации.

  19. Бурау Н.И. Виброакустическая диагностика неметаллических элементов конструкций летательных аппаратов/ Н.И. Бурау, С.Р. Игнатович, И.М. Закиев, А.Д. Коган// Авиационно-космическая техника и технология. – 2006.– №.10/36. – С.7-10.

    Рассматриваются особенности применения виброакустических методов диагностирования начальных трещиноподобных повреждений неметаллических элементов конструкций авиационной техники на примере изделия из стеклопластика. Представлена измерительная система и методика виброакустической диагностики. Даны рекомендации по использованию методов обработки диагностической информации для раннего обнаружения трещиноподобных повреждений элементов конструкций из стеклопластика.

  20. Бурау Н.И. Влияние поперечной трещины ротора на его модальные и вибрационные характеристики/ Н.И. Бурау, Л.Л. Яцко, Ю.В. Сопилка, Т.О. Бакалор // Авиационно-космическая техника и технология. –2007.– №.8/44. – С.127-131.

    Рассматриваются возможности применения вибрационных методов для диагностики трещин валов роторов ГТД на нестационарных режимах эксплуатации. Поперечная трещина моделируется функцией «дыхания», изменение жесткости ротора зависит от взаимной ориентации сечения с трещиной и областей растяжения-сжатия вала. Для численного определения модальных характеристик поврежденного ротора использован метод конечных элементов.

  21. Бурау Н.И. Виброакустическая диагностика усталостной поврежденности образцов из алюминиевого сплава / Н.И. Бурау, С.Р. Игнатович, С.С. Юцкевич // Авиационно-космическая техника и технология. –2007.– №.9/45. – С.127-131.

    Рассмотрена возможность использования метода свободных колебаний для виброакустической диагностики усталостной поврежденности образцов из сплава на основе алюминия. Разработаны методики периодического виброакустического контроля образцов и обработки акустических сигналов в процессе циклического нагружения. Полученные результаты по изменению безразмерных амплитудных дискриминант акустических сигналов от числа циклов нагружения.

  22. Бурау Н.І. Методологія вібраційної діагностики протизсувного анкеру для визначення зміни його натягу/ Н.І. Бурау, І.В. Аврутова,  Ю.Г. Жуковський // Будівельні конструкції: Зб. наук. праць. – Київ, 2007. – Вип. 67. – С. 137-142.

    Розроблено методологію визначення зміни натягу протизсувного анкеру на основі зміни його власних частот. Представлено приклад застосування отриманих результатів.

  23. Спосіб визначення зміни фізичного стану будівель і споруд: Патент на корисну модель 27698 Україна, G01M 7/00 /І.В. Аврутова, Н.І. Бурау, Ю.Г. Жуковський, Д.В. Палійчук  (Україна). – 200707515; Заявл. 04.07.2007; Опубл. 12.11.2007; Бюл. №18. – 3с.: 3 іл.
  24.  Bouraou N. Decision making of aircraft engine blades condition  by using of neural network at the steady-state and non-steady-state modes/ N. Bouraou, О. Zagitskiy // Diagnostyka. – 2008. – Nr 3(47). – P. 71-74.

    The work is devoted to problem solution of the gas-turbine engines (GTE) blades condition monitoring and diagnosis of the crack-like damages at the steady-state and non-steady-state modes of GTE. It is based on the development of theoretical basis of the vibroacoustical diagnosis methods, the application of the modern signal processing methods and new information technique for decision making. The application of the following signal processing methods: Wavelet-transformation and dimensionless characteristics of the vibroacoustical signals is proved. The neuron networks are used for decision making about blades condition by the above mentioned features application. Classification of turbine blade condition was carried out using a two-layer Probability Neural Network (PNN).

  25. Бурау Н.И. Диагностика трещины вала по уровню нелинейности вибрации при субгармонических резонансах/ Н.И. Бурау, Л.Л. Яцко, Ю.В. Сопилка // Авиационно-космическая техника и технология. –2008.– №.10/57. – С.179-183. FULL TEXT .pdf (541 kB)

    Рассматриваются возможности применения вибрационных методов для диагностики трещин валов роторов ГТД на нестационарных режимах эксплуатации. Поперечная трещина моделируется функцией «дыхания», изменение жесткости вала зависит от взаимной ориентации сечения с трещиной и областей растяжения-сжатия вала. Моделируется ускоренное вращение поврежденного вала. Для диагностики трещины предлагается использовать уровни нелинейности вибрации при субгармонических резонансах порядка 1/2 и 1/3. Показано, что уровни нелинейности вибрации зависят от ориентации сечения с трещиной по отношению к областям растяжения-сжатия и ориентации несбалансированной массы.

  26.  Бурау Н.И. Оценивание параметра трещиноподобного повреждения лопаток в процессе виброакустического диагностирования газотурбинных двигателей/ Н.И. Бурау, С.Р. Игнатович // Надійність і довговічність машин і споруд: Міжнар. наук.-техн. зб. – Київ: ІПМ, 2008. – Вип. 30. – С.32-40.

    Работа посвящена виброакустическому мониторингу состояния лопаток авиационных газотурбинных двигателей. Оценивание параметра трещиноподобного повреждения лопаток на стационарных и нестационарных режимах проводится с использованием метода максимального правдоподобия. Проанализированы статистические характеристики оценок и эффективность оценивания на стационарном и нестационарных режимах.

  27. Пат. 31598 Україна, МПК G01Р 15/09, G01Н 11/00. Спосіб визначення частоти обертання обладнання/ Аврутова І.В., Бурау Н.І., Сопілка Ю.В., Павловський О.М., Яцко Л.Л.; Власник НТУУ «КПІ». - № 200714833; заявл. 26.12.2007; опубл. 10.04.2008, Бюл. №7. – 3 с.: іл.
  28. Бурау Н.И. Вейвлетная фильтрация сигналов при измерении частоты вращения / Н.И. Бурау, Л.Л. Яцко, Ю.В. Сопилка, Р.А. Трофименко // Авиационно-космическая техника и технология. –2009.– №.7/64. – С.191-194.

    Рассматривается возможность использования вейвлетной фильтрации для уменьшения или исключения случайной составляющей сигналов при измерении частоты вращения ротора авиационного двигателя на нестационарных режимах эксплуатации. Сигнал частоты вращения на режиме запуска моделировался полиномом четвертого порядка, который аппроксимирует времен-ную зависимость средних значений измеренного сигнала, и аддитивным случайным шумом, пред-ставляющим случайную составляющую измеренного сигнала. Для фильтрации использовалась вейвлет – функция db10 с разложением на 5 уровней. Показано, что однократное использование фильтрации позволяет на порядок уменьшить случайную составляющую измеренного сигнала частоты вращения ротора.

  29. Бурау Н.І. Інформаційна система для аналізу та візуалізації діагностичної інформації / Н.І. Бурау, О.М. Павловський // Вісник Інженерної академії України. – 2009. - № 3-4. – С 163-168.

    Разработана система для анализа и визуализации диагностической информации, которая полностью соответствует тенденциям развития современных средств диагностики и информационных технологий, позволяет анализировать информацию по пяти каналам с использованием современных методов обработки сигналов, и может быть использована в составе наземных средств контроля технического состояния авиационных двигателей.

  30. Бурау Н.І. Нестаціонарні коливання нелінійних (кусково-лінійних) систем / Н.І. Бурау. – Кіровоград: ПОЛІМЕД-Сервіс, 2009. – 104 с.

    Досліджуються коливання системи з кусково-лінійною характеристикою відновлювальної сили при нестаціонарному вібраційному збуренні. Така коливальна система використовується як модель елемента конструкції динамічного об‘єкта за наявності пошкодження типу тріщини втоми для теоретичних досліджень та розвитку методів вібраційної діагностики.

  31. Bouraou N. Theoretical bases of  vibration diagnostics of anchor against landslide constructions/ N. Bouraou, Iu. Klofa,Yu. Zsukovskij, E. Kulish // Vibrations in Physical Systems. – 2010. –  Vol.24. – P. 63-68.

    The given work is devoted to development of theoretical bases of a new vibrating diagnostics method and evaluation a current condition of the anchor. The research of the pulse response of the anchor against landslide construction is a basis of vibrating diagnostics of a tension condition an anchor, detection of feature of abatement of a tightness, and definition of character of its dependence on a changing stretching force. The elastic body with the distributed parameters (a string) is used as the diagnostic model of the tense and fixed core of an anchor. Dependences of own frequencies changing of the pulse response of an anchor on a tightness changing at deformations and displacement of a place of fastening of an anchor are defined. The discrete model of an anchor against landslide construction is developed and researched for definition of dependences between parameters of an anchor condition and vibrating characteristics of a retaining wall, which is accessible to carrying out of measurements.

  32. Bouraou N. Vibroacoustical diagnosis of the crack-like damages of aircraft engine blades at the steady-state and non-steady-state modes / N. Bouraou, Yu. Sopilka// Vibrations in Physical Systems. – 2010. –  Vol.24. – P. 69-74.

    The work is devoted to condition monitoring and vibroacoustical diagnosis of the crack-like damages of the gas-turbine engines (GTE) blades at the steady-state and non-steady-state modes of GTE. The de-veloped diagnostic model of GTE is presented and the influence of damage on the measured vibro- and acoustical signals at the steady-state and non-steady-state modes of GTE is determined. The application of the following signal processing methods: Polyspectral (Higher-Order Spectral) analysis, Wavelet-transformation and dimensionless characteristics of the vibroacoustical signals is proved. The efficiency of signal processing methods is demonstrated by the results of numerical simulations of the turbine stage at the steady-state and non-steady-state modes of vibration excitation. The fault features are detected and investigated.

  33. Бурау Н.И. Исследование влияния повреждений в элементах конструкций инженерных сооружений на модальные характеристики/ Н.И. Бурау, Ю.В. Клефа, Э.В. Кулиш, // Вісник Інженерної академії України. – 2010. – Вип. 1. – С. 264-269.

    Исследовано влияние повреждения типа трещины на собственные частоты и формы колебаний элементов конструкций типа «балка» и «пластина». Методом конечных элементов проведено моделирование и определены зависимости собственных частот элементов конструкций по первым трем формам колебаний от размера и местоположения трещины.

  34. Бурау Н.И. Разработка метода диагностики функционального технического состояния элементов конструкций противооползневых анкерных сооружений. Сообщение 1. Анализ напряженно-деформированного состояния и собственных частот анкера / Н.И. Бурау, Э.В. Кулиш, Ю.В. Клефа// Техническая диагностика и неразрушающий контроль. – 2011. - №2.– С.40-45.

    Выполнено теоретическое обоснование и анализ модели стержня анкера. Разработана дискретная модель противооползневого анкерного сооружения, исследовано влияние изменения натяжения стержня анкера на параметры напряженно-деформированного состояния подпорной стенки, определены собственные частоты колебаний элементов конструкции при некоторых видах закрепления стержня анкера.