Техническая эксплуатация летательных аппаратов (стр. 14 )

\ \

Выпуск серийных

ЛА

тЗ

Обеспечение надежности на отелах испытаний jЈ

 

"\

\

испытания

JT

ПИЛ

h

Н Стендовые испытания

Ресурсные испытания

-_L

fatoffcxue испытания \ J/етные испытания \ \ Эксплуатационные испытания \-

-\ Обеспечение надежности В'эксплуатации

Рис. 5.1. Основные этапы работ по обеспечению требований надежности

53

Обеспечение надежности ЛА реализуется на этапах проектирова­ния, производства, испытания и эксплуатации. Каждый из этих эта­пов может быть подразделен на более мелкие, что позволяет более под­робно исследовать методы обеспечения надежности. На каждом из эта­пов выполнения комплексной программы обеспечения надежности осу­ществляется контроль и доказательство заданных требований (соответ­ствие техническому заданию), что является обратной связью в течение всего периода создания и эксплуатации ЛА.

Известно, что затраты на устранение конструктивных недостатков на этапах проектирования, серийного производства на порядок мень­ше, чем на этапе эксплуатации ЛА. Значительное увеличение затрат на разработку ЛА, создание испытательных стендов и прогрессивных средств производства позволяют значительно снизить затраты на экс­плуатацию.

Оценка эффективности комплексной программы обеспечения надеж­ности производится на каждом из этапов жизненного цикла ЛА. Но оценка по конечному результату осуществляется в процессе техниче­ской эксплуатации с использованием комплексных показателей.

В соответствии с действующей нормативной документацией уста­новлены комплексные показатели надежности.

Коэффициент готовности КГ - вероятность того, что объект ока­жется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не планируется. Следовательно, он представляет собой отношение времени исправной работы к суммарному времени исправ­ной работы и времени восстановления после отказов:

/СГ = ГГ/(ГГ + Г„),

где Гв - суммарное время восстановления после отказов в течение года; Тг-годовой налет.

Если известно число отказов rt0TK, например, за время Тг, то, по­делив числитель и знаменатель на /готк, можно получить:

где Т0 наработка на отказ; tB - среднее время восстановления после отка­за.

Коэффициент оперативной готовности К0Г используется для оцен­ки вероятности того, что объект окажется в работоспособном состоя­нии в произвольный момент времени и, кроме того, начиная с этого момента, будет работать безотказно в течение заданного интервала времени:

где Р (t) - вероятность безотказной работы после устранения отказа (после восстановления).

Коэффициент технического использования Кти определяется как от­ношение математического ожидания интервалов времени пребывания объекта в работоспособном состоянии за некоторый период эксплуата-

54

ции к сумме математических ожиданий интервалов времени пребыва­ния объекта в работоспособном состоянии и простоев на ТОиР за тот же период эксплуатации:

Kia = TT/(Tr+Ta),

где Тп - простои на ТОиР.

Кроме указанных показателей, для комплексной оценки эффектив­ности профилактических работ при ТО можно использовать коэффици­ент сохранения эффективности

где Яес (0 - вероятность безотказной работы после выполнения работ по техничному обслуживанию и ремонту.

5J. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ НАДЕЖНОСТИ НА ЭТАПАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИСПЫТАНИЙ ЛА

Проектирование функциональных систем и конструкции ЛА в це­лом производится с позиций обеспечения требований по надежности с учетом возможных отказов AT в заданных условиях эксплуатации. Ос­новными документами при проектировании являются Нормы летной годности самолетов (НЛГС) и Техническое задание (ТЗ) на ЛА.

Помимо конструктивных методов обеспечения надежности, проек­тировщик заранее анализирует возможности технологии изготовления и сборки конструкции, объем предполагаемых экспериментальных ис­следований и испытаний (рис. 5.2), обосновывает принципы ТОиР соз­даваемого ЛА.

При создании конструкции нового типа ЛА проектировщик для обеспечения надежности учитывает следующие основные принципы:

использование поэлементного и общего (канала функциональной системы) резервирования;*

рациональное проектирование систем для уменьшения числа вхо­дящих элементов и агрегатов;

увеличение надежности элементов (агрегатов) за счет использова­ния новых, но уже апробированных принципов действия и материа­лов; защита агрегатов от воздействия отрицательных факторов (виб­рация, повышенная температура, влажность, пыль и т. п.);

введение различных устройств, ограничивающих развитие отказа или повреждения;

обеспечение контролепригодности агрегатов, систем и опасных зон конструкции планера;

предупреждение появления отказов, основанное на оценке и про­гнозировании технического состояния.

При проектировании современных ЛА функциональная безотказ­ность систем обеспечивается путем ДВух-трехкратного резервирования. Рассмотрению видов отказов каждого канала уделяется особое внима-

ние, чтобы резервирование в целях исключения отказа одного вида не приводило к ухудшению функционирования системы из-за появления других видов отказов. Так, увеличение числа насосов перекачки топ­лива из бака в расходную секцию уменьшает вероятность невыработ­ки топлива, но при этом увеличивает вероятность переполнения рас­ходной секции и появления в ней избыточного давления при отказе на­сосов подкачки. Для парирования повышения давления устанавлива­ются различного рода защитные устройства в виде дросселей и кла­панов

Пристальное внимание конструктор уделяет предотвращению на­копления отказов в резервированных системах и агрегатах. Это обес­печивается правильным выбором средств сигнализации об отказах и планированием работ по ТОиР.

Выполнение заданных требований по надежности на этапе проек­тирования подтверждается не только расчетными и аналитическими ме­тодами, но и большим объемом экспериментальных исследований и ис­пытаний. При проведении экспериментов и испытаний решаются зада­чи проверки правильности конструктивных решений и выявления сла­бых технологических решений, оценки идентификации математических моделей с натурным объектом.

нлгс —[-—

I

ГреоованияТЗ

Обеспечение набешгнести при проектировании |-

- Анализ

прототипов

Использование апробированных агре­гатов*

Уменьшение количества агрегатов* и соединений

_ Использование принципа безопасного
разрушения_____________________

-j Резервирование

кентрелеприеевнвсть

-j /Травильный выбЬр материале

j /Завышение точности расчетов —

ч

систем

Учет требований пооксплуатацион-ной технологичности

Мовелированиена ЭВМ

Совершенство эхсплуатационно-техничесной вохументации

-

^ Обеспечение навемгхости яри испытания*

\ Испытания образцов новых мате -

- риалов

Н Использование натурных моделей

Стенвовые испытания агрегатов и систем

Летные испытания

-

ч

Ресурсные испытания

_ впревеление усталостней водгевеч-ности

Испытания в различных хлиматц-чесхих условиях

| Вибрационные испытания

ь1

I Лонтроль комиссия по государственным испытания*

\

Рис. 5.2. Содержание работ по комплексной на этапах проектирования и испытаний

56

программе обеспечения

надежности

С точки зрения обеспечения надежности Л А главная задача испыта­ний - проверка достаточности заложенных при проектировании запа­сов работоспособности. Экспериментальные работы и испытания вы­полняются, начиная с разработки конструктивно-силовых функцио­нальных схем. В процессе создания нового типа ЛА каждый конструк­торский отдел выпускает программы испытаний, чертежи образцов, анализирует и корректирует ход экспериментальных исследований. Прочностные характеристики являются критерием надежности боль­шинства элементов конструкции планера ЛА. Поэтому тщательно ис­следуются образцы материалов схемы крепежа, типы профилей, вари­анты конструкции панелей, шпангоутов, стрингеров, лонжеронов и нер­вюр. Проводятся натурные статические и усталостные испытания от­дельных зон конструкции планера и ЛА в целом. Испытания на функ­ционирование и подтверждение требуемого ресурса сложных механиз­мов планера, например навески предкрылков и закрылков, также про­изводятся на специальных стендах.