Факторы

Фактором называется способ воздействия на исследуемую систему, по предположению влияющий на результат эксперимента (отклик). Факторным пространством называется совокупность областей определения всех учитывающихся, факторов.

Факторами могут быть величины самой различной физической природы. Например, давление и температура воздуха на входе в двигатель, частота вращения ротора и угол установки поворотного направляющего аппарата компрессора, расход топлива и площадь сечения реактивного сопла, настройка регулируемых элементов системы автоматики или размеры сменных узлов двигателя и его агрегатов.

Независимо от того, что представляет собой фактор как физическая величина, он должен удовлетворять требованиям, которые необходимы для качественного проведения эксперимента. Во-первых, факторы должны быть управляемыми, т.е. экспериментатор должен иметь возможность по своему усмотрению и в соответствии с намеченным планом эксперимента устанавливать (и поддерживать в течение всего опыта) уровень каждого фактора (его значение).

Факторы должны быть независимыми, т.е. они не должны быть функцией других факторов. Точность и надежность измерения факторов должны быть возможно более высокими, а все их комбинации должны быть осуществимы и безопасны.

Как бы ни велико было желание экспериментатора выполнить все математические требования теории планирования эксперимента, это невозможно по независящим от него причинам. Например, одно из положений, лежащих в основе теории планирования эксперимента, заключается в том. что факторы - неслучайные величины и их значения определяются точно. Лишь очень незначительная часть величин, используемых в качестве факторов при испытании газотурбинных двигателей, удовлетворяет этому требованию (число отверстий в жаровой трубе, число гребешков в лабиринтном уплотнении и т.д.). В подавляющем большинстве случаев факторы измеряются (и, следовательно, задаются) со случайной погрешностью и, таким образом, не соответствуют требованиям теории. Однако, как правило, такие несоответствия теории и практики незначительно искажают (или вообще не искажают) конечные результаты многофакторного эксперимента в технике.

Отклик

Откликом называется наблюдаемая в исследуемом объекте переменная, зависящая от факторов.

Каждый сложный технический экспериментальный объект характеризуется, как правило, совокупностью откликов, оценивающих его функционирование. В двигателестроении откликами могут быть любые характеристики функционирования двигателя и его узлов, как непосредственно измеряемые в эксперименте, так и рассчитываемые по результатам измерений. Тяга и расход воздуха, степень повышения давления и КПД, запас газодинамической устойчивости и полнота сгорания, уровень напряжений и долговечность - примеры величин, являющихся откликами при создании, исследовании и доводке двигателей.

Для корректной обработки и правильного анализа эксперимента отклик должен удовлетворять следующим требованиям. Во-первых, он должен измеряться и выражаться числом, т.е. быть количественным. Если нет способа количественного измерения результата исследования (или он очень сложен или неточен), то пользуются приемом, называемым ранжированием (ранговым подходом). Ранг - субъективная количественная оценка целевой функции по заранее выбранной шкале: двухбалльной, пятибалльной и т.д. Во-вторых, заданному набору значений факторов должно соответствовать одно значение отклика с точностью до погрешности эксперимента (доверительного интервала) и с известным коэффициентом надежности (доверительной вероятностью).