Техническая эксплуатация летательных аппаратов (стр. 3 )

U. КЛАССИФИКАЦИЯ ОТКАЗОВ

Причинами отказов, определяющих безотказность ЛА, могут быть: ошибки, допущенные при конструировании, производстве и ремонте; нарушения правил и норм эксплуатации; естественные процессы изно­са и старения.

В зависимости от характера изменения основного параметра систе­мы до момента возникновения отказы подразделяются на внезап­ные и постепенные.

Внезапный отказ характеризуется скачкообразным выходом значе­ния основного параметра объекта за пределы допусков. Такие отказы вызываются обычно механическими повреждениями (поломками, тре­щинами, обрывами и т. д.).

Постепенный отказ характеризуется постепенным выходом значе­ния основного параметра объекта за пределы допусков. Такие отказы связаны с процессами износа, коррозии, усталости и ползучести мате­риала.

10

По причинам возникновения отказы разделяются на конструкци­онные, производственные и эксплуатационные.

В зависимости от механизма возникновения отказы и повреждения AT могут происходить вследствие:

разрушений усталостного характера, трещин, деформаций, вызван­ных действием эксплуатационных нагрузок;

выработки подвижных сочленений, ослабления резьбовых соедине­ний и заклепочных швов, потертости и других видов механического из­носа элементов конструкции;

разрушений и деформаций, вызванных разовым действием нагру­зок, превышающих расчетные и связанных с особыми условиями по­лета (сильная болтанка, гроза, град и т. д.), или нарушений правил пилотирования ЛА (грубая посадка, приземление на повышенной ско­рости, неправильное руление и т. д.);

потери свойств смазок и специальных жидкостей, используемых в узлах, агрегатах и системах ЛА;

разрушения лакокрасочных и защитных покрытий;

коррозии элементов конструкции ЛА;

механических повреждений (деформации, пробоины, царапины и т. д.), вызванных небрежностью при техническом обслуживании или при выполнении погрузочно-разгрузочных работ.

При анализе причин возникновения отказов и неисправностей с целью разработки профилактических мероприятий по их предотвраще­нию важное значение имеет их классификация по следующим факто­рам:

моменту обнаружения (на земле при обслуживании AT, в полете, при испытаниях AT);

последствиям (без последствий, приведших к задержке рейса, вызвавших особую ситуацию в полете или предпосылку к авиацион­ному происшествию (АП), и др.);

причинам (конструктивно-производственные недостатки, ошиб­ки инженерно-технического и летного состава, внешние или случай­ные причины);

способу устранения (при оперативном и периодическом техни­ческих обслуживаниях, при ремонте).

Ввиду сложности систем ЛА отказ в процессе эксплуатации како­го-либо устройства не всегда приводит к отказу системы в целом, в ко­торую входит это устройство.

По своим последствиям отказы авиационной техники можно раз­делить на следующие группы:

катастрофические отказы, которые, как правило, заканчиваются авиационным происшествием (разрушение конструкции самолета в воз-духе, отказы, следствием которых является взрыв, и т. д.);

критические отказы, имеющие опасный характер и могущие приве­сти к АП. Парирование таких отказов в полете связано с выполнением сложных операций в условиях высокой эмоциональной напряженно-

11

сти и дефицита времени. К ним можно отнести отказы двигателей, сис­тем управления и Других важнейших агрегатов и систем ЛА;

граничные отказы, которые могут привести к нарушению полета, ухудшить работу агрегата или какой-либо системы ЛА, но не угрожа­ют безопасности полета. Экипаж успешно справляется с последствия­ми таких отказов;

безопасные отказы, которые не приводят к опасным последствиям, а лишь создают незначительные затруднения при выполнении полета.

Требования к уровню надежности различных систем самолета или даже их отдельных элементов различны и зависят от опасности отка­зов. Так, вероятность отказа системы основного управления самолетом не должна превышать 10"' ... 10"» на 1 ч полета, системы кондицио­нирования 10-ь... 10-«, гидравлической системы 10"7 ... 10—.

1.3. ПОКАЗАТЕЛИ БЕЗОТКАЗНОСТИ

При решении задач надежности в эксплуатации приходится в ос­новном иметь дело со случайными величинами (оценками параметров законов распределения времени безотказной работы, времени восста­новления и др.). Это объясняется тем, что отказы и неисправности из­делий ЛА являются случайными событиями, и мы не можем точно оп­ределить, в какой момент они произойдут. Следовательно, и время ра­боты изделия до отказа также является случайной величиной. Число­вые данные об эксплуатации, полученные в различные моменты време­ни как результаты нескольких измерений, образуют реализации слу­чайных процессов.

Для изучения случайных событий и случайных процессов исполь­зуются теория вероятностей, математическая статистика, теория мас­сового обслуживания и теория восстановления. Все вместе они образу­ют основу математических методов теории надежности, широко исполь­зуемых при оценке показателей безотказности изделии по результатам эксплуатации AT,

Рассмотрим определение основных показателей безотказности для ремонтируемых и неремонтируемых изделий.

Основными показателями, характеризующими безотказность не­ремонтируемых изделий, являются:

вероятность безотказной работы Р (t) за наработку t;

интенсивность отказов X (t) в момент t;

средняя наработка изделия до отказа Тср.

Для ремонтируемых изделий:

вероятность безотказной работы Р (t) за наработку *;

параметр потока отказов ш (t) в момент t;

средняя наработка на отказ Т0;

вероятность безотказной работы Р (tlt t%) в интервале tu it, где

<i < U-

12

Таблица 1.1. Дискретные распределения, применяемые • теории надежности

Распределение	ft Вероятность ия	рaП пpаметры	Матема-оидание	Дисперсия
Биномиальное	яЛ=с*/>*?«-*	0<р< 1; 9= 1—р; «.-0.1,2	пр	npq
Пуассона	Яь =— е *	Х>0; ««0,1,2,...	X	К
Геометрическое	Рн = пф	0<п< j * в= 1 — р; *«0,1,2....	Ч	X Рг
Гипергеометриче­ское	с* с"-* пk—.'. .'. Л"" ' '	0 < М < N; М Р~ N' N -M Ч~ N ' я=0, 1,2...; min (п,M)	пр	N п

Приведенные характеристики выражаются через распределение ве­личины наработки до отказа. Функция распределения наработки изде­лия до отказа обозначается F (i), а плотность / (н). При t > 0 имеют мес­то следующие соотношения:

t , t >

F (О = f / (x)dx^ 1 - ехр - | Л (х) <Ы ;

Я (0 = I - f (0 =exp j - U (x) 4x\;

«,.,.>^p( -

/■«..U-„{-|JW;

J

М9_ПО., Top=

jp<o*.

13

	Таблица 1.2. Основные
	Формулы
Закон распределения, его плотность j(t)	функции распределения F(t)
Экспоненциальный, Хе~и	1-е-"
Нормальный, ) " \с£ 1 j // ТC•	1 ' <'-гср)2 — г— е 2<J* "df = V о /
о VTk " ° ~\ * 1
Вейбулла,	1-е ^ v)
Эрланга,	1-2* „ е f=0

Основные виды распределений, используемых в теории надежности, и формулы для определения их основных характеристик приведены в

г

табл. 1.1,1.2. В данных таблицах обозначены: Ф (Z) = ~J е-°^' х

—*оо

X dy - функция стандартного нормального распределения; <р (Z) = = -4= е-о.5^ — плотность стандартного нормального распределения.

Значения Ф (2) и ф (Z) в зависимости от Z = (t - Tcv)/a приводят­ся в специальных таблицах. Параметры распределений К, Тор, а, Р, v, I все больше нуля, a / - целое положительное число.

Математическое ожидание М [Т] и дисперсия а* [Т] наработки изде­лия до отказа:

М(Т)=] tf(t)dt; a»[T]= J (t-4{T\)*f(i)dt.

14

характеристик распределений

для определения

	вероятностиг	интенсивности отказов МО	математичес­кого ожидания	дисперсии оЧТ]
	e~w	К	1 Т	_1_ Я2
	I - С-гор) — f е 2а <н" -		Тер	а2
	.-(-tf	р/J. Y-1	Через элементарные функции не выра­жается
	«=о	3t(Xo'-1 e-w (/-1)!		/
	1=0	IF

Для ремонтируемых изделий, к числу которых принадлежит боль­шинство агрегатов и систем ЛА, вместо интенсивности отказов исполь­зуется понятие параметра потока отказов © (t).