Техническая эксплуатация летательных аппаратов (стр. 4 )

Параметр потока отказов - среднее число отказов ремонтируемо­го изделия в единицу времени, взятое для рассматриваемого момента времени. В предположении о мгновенном ремонте (восстановлении) от­казавших изделий и о непрерывности параметра потока отказов в мо­мент t справедливо соотношение

d& (<)

*<0~ dt *

где Q (t) - среднее число отказов в интервале наработки (0, t).

Вероятность безотказной работы ремонтируемого изделия в интер­вале от /, до /, (при пуассоновском потоке отказов)

■(/..«=«p[-?..<oJ

.

15

 

P(t)\

Тип

распределена*

Экспонен­циальное

Плотность распределены? fit)

Щ

Сезоткаоность P(t) "H™%$<%fi}

т

v

Нормальное

f(i)\

^

l»j

7 к

Зевбуляа

ш

Зрлвнга

Рис. 1.З. Зависимости плотности, безотказности и интенсивности отказов от на­работки t для некоторых типов распределений

Средняя наработка на отказ (между отказами) ремонтируемого из­делия при стационарном процессе восстановления

о

Зависимости плотности распределения, надежности и интенсивно­сти отказов некоторых распределений приведены на рис. 1.3. В ре­альных условиях эксплуатации для каждого случая стараются вы­брать такие законы распределений, которые бы наиболее полно отра­жали сущность рассматриваемого процесса.

1.4. МОДЕЛИ БЕЗОТКАЗНОСТИ

Выбор закона распределения случайной величины на основе опыт­ных данных производится при достаточном объеме выборки и включает в себя: выбор предполагаемого вида закона распределения; проверку согласия выборки с принятым законом распределения; оценку пара-

16

метров выбранного закона распределения. Многолетние исследования и опыт эксплуатации AT позволяют указать наиболее часто встре­чающиеся случаи применения некоторых законов распределения в задачах надежности.

Дискретные распределения. В теории надежности используются биномиальное, Пуассона, геометрическое, отрицательное биномиаль­ное распределения в основном при статистическом контроле качества и ряде других технических решений. Круг использования непрерыв­ных распределений в теории надежности более широкий.

Экспоненциальное распределение. Особенностью этого распределе­ния является то, что интенсивность отказов не зависит от времени, т. е. наработка изделия не сказывается на его надежности. В настоящее время это распределение используется при анализе сложных систем, прошедших период приработки, внезапных отказах, происходящих за счет скрытых дефектов технологии. Ресурс большинства элементов ра­диоэлектронного и высотного самолетного оборудования имеет экспо­ненциальное распределение. Этому закону подчиняется наработка между двумя последовательными отказами в установившемся режиме работы сложного изделия.

Нормальное распределение. Если процесс возникновения некоторого отказа можно представить состоящим из большого числа стадий (эта­пов), то наработка до отказа будет иметь нормальное распределение. В практике эксплуатации AT нормальное распределение возникает при износе, характеризующемся постоянной скоростью, при отказах вслед­ствие старения, а также влияния большого числа факторов, равнознач­ных по величине. Время восстановления ремонтируемых изделий, на­работка до отказа невосстанавливаемых изделий в ряде случаев при­ближенно распределены по нормальному закону.

Распределение Вейбулла. Наработка до отказа у многих невосста-навливаемых изделий имеет распределение Вейбулла (подшипники ка­чения, электронные лампы, некоторые полупроводниковые изделия). Оно обычно используется-и для описания усталостной долговечности и характеристик прочности авиационных конструкций.

Распределение Эрланга. Пусть отказ возникает в том случае, когда на изделии возникнет / единичных неисправностей (повреждений). Ес­ли наработки между появлениями неисправностей взаимно независимы и имеют одно и то же распределение с параметром К, то общая наработ­ка к моменту возникновения отказа имеет распределение Эрланга с параметрами К и / (см. табл. 1.2).

В практике эксплуатации AT распределение Эрланга может воз­никнуть как распределение, описывающее ресурс резервированных элементов. С ростом значения параметра I распределение Эрланга сте-стремится к нормальному распределению.

Выбор в процессе эксплуатации соответствующего распределения для определения показателей надежности изделий АТ-должен осуществ­ляться на основе анализа физики процессов, приводящих к отказам,

17'

опыта эксплуатации, законов распределения наработки агрегатов до отказа аналогичных изделий и т. д.

Обеспечение надежности сложных систем AT - одна из актуаль­ных проблем в гражданской авиации. Надежность сложной системы определяется прежде всего надежностью ее элементов, их количеством, методами включения резервных элементов и т. д. Рассчитать надеж­ность системы - это значит найти одну или несколько количествен­ных характеристик ее безотказности по известным показателям надеж­ности элементов, составляющих систему.

Расчет надежности сложных систем обычно производится в опреде­ленной последовательности: составляется расчетная схема системы (в которой элементы могут быть соединены последовательно и парал­лельно); производится разбивка элементов системы на отдельные груп­пы путем деления системы на блоки, узлы, участки и т. д.; обрабатыва­ются данные о надежности элементов системы; определяются характе­ристики надежности отдельных участков и системы в целом; на основа­нии проведенного расчета делается вывод о соответствии системы требо­ваниям надежности, а при необходимости составляются рекомендации по повышению надежности системы.

В процессе эксплуатации в системах существует тесная связь между их элементами, взаимодействующими между собой при функ­ционировании объектов, и это необходимо учитывать при расчете надежности.

1.5. МЕТОДЫ АНАЛИЗА НАДЕЖНОСТИ

При анализе надежности изделий используются различные виды оценки статистической информации: оперативная (по срочной, ежед­невной и ежемесячной информации); периодическая (по квартальной, полугодовой и годовой информации).

Обработка информации при оперативной оценке надежности пред­ставляет в основном качественный анализ, а при периодической - ко­личественный и качественный анализы. Обработка и анализ информа­ции проводятся по агрегатам, системам и ЛА в целом.

Качественный анализ информации о надежности позволяет устано­вить степень влияния различных отказов и неисправностей на работо­способность отдельных агрегатов или систем, оценить последствия, к ко­торым может привести появление тех или иных неисправностей, выя­вить основные конструктивно-производственные недостатки, а также недостатки эксплуатации и ремонта. В результате качественного ана­лиза можно сделать предварительные выводы о возможности измене­ния периодичности обслуживания объектов и определить в некоторых случаях основные направления экспериментальных и теоретических исследований по повышению надежности изделий.

Количественный анализ информации о надежности позволяет опре­делить фактический уровень надежности AT, оценка которого произво-

18

мых изделий. Для отличия статистического показателя о ере истинного будем первый обозначать со звездочкой: Р* (н), f (t), \*(t), 7*cp и т д.

Для вычисления основных статистических показателей надежности

JV0 ЛГц

где N (t) - число изделий, работоспособных к моменту времени /; N— - общее число исправных изделий в Начальный момент времени; г (t) = N0 N (t) -общее число отказов за наработку /;