Техническая эксплуатация летательных аппаратов (стр. 5 )

плотность распределения наработки до отказа

/40 =

N0Mt NoMt '

где /, - левый конец /-го интервала наработки; А/, - длина /-го интервала
(Ы,— tt-t,_,); г 0,)- число изделий, отказавших к моменту времени /,; V/- число отказов в »-м интервале наработки; '

интенсивность отказов.

Ю N[t,) btt " N{t,)bh '

средняя наработка до отказа (в случае отказа всех наблюдаемых из-

г^*мп«—2"-

где <f - наработка i-ro изделия от отказа;

дисперсия средней наработки изделия до отказа

J °

t=l

19

Для ремонтируемых изделий определяются: средняя наработка на отказ

г (О

1

ti,

параметр потока отказов

<■>*(/) =

Д/-1

No Ml '

где Дг, — общее число отказов восстанавливаемых изделий в /-м интервале дли­ны Л/,'; ЛГ0Л/, - общая наработка всех изделий в /-м интервале;

среднее число отказов (неисправностей) на 1000 ч налета

К\ооо~'

10а,

где 's. 7-j - суммарное число отказов и суммарная наработка изделий за рас­сматриваемый период.

Определение показателей надежности по статистическим данным, полученным в процессе эксплуатации, имеет большое значение, так как учитывается влияние условий и режимов работы на состояние AT, влияние конструктивного выполнения функциональных систем, техно­логии изготовления их элементов и правил эксплуатации.

Гл«ша2

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И ЖИВУЧЕСТЬ

ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

1.1. «АКТОРЫ ДОЛГОВЕЧНОСТИ

Под долговечностью объекта эксплуатации понимают его свойство сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе ТОиР, При этом предельным считается такое состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно. Долговечность зависит от многочисленных факторов, которые можно подразделить на проч­ностные, эксплуатационные и организационные.

Прочностные включают конструктивные, производственные, тех­нологические, нагрузочные и температурные факторы. Они происхо­дят из-за концентрации напряжений в элементах конструкции и оста­точных напряжений, возникающих при несовершенной технологии и за счет пластических деформаций при сборке узлов или ремонте, и зави­сят от свойств материалов и их изменения во время эксплуатации. Ре­шающее воздействие на конструкцию ЛА оказывает внешняя среда.

20

состава (ИТС, определяемую, в частности, знанием конструкции ЛА,

мероприятий, а также качеством. использования применяемых средств

Организационные факторы включают: техническую общеинженер-ную и специальную подготовку ИТС; выбор соответствующей страте-гии и методов; ритмичность в проведении форм ТО по принятой про-

нении текущих ремонтов; применяемые методы и средства механиза­ции и автоматизации процессов подготовки ЛА к полетам; поиск не-

автоматизированных средств контроля технического состояния всех

функциональных систем А и др.mm~ ЛА обусловливают Я, обходимость обеспечения соответствующей долговечности и длитель-ности их использования 1ю назначению. Специалисты считают, что экономически выгодная длительность использования современных пас­сажирских ЛА должна составлять не менее 60-10» летных часов. При

Ф=TкаяS= ЧЕТ™ с " экономической и

к выносливости конструкции под действием эксплуатационных фак­торов и нагрузок. По сути долговечность определяется, главным об­разом, усталостной сопротивляемостью конструкции, степенью контоо-

мы ТбусиР, обеспечивающей требуемую регулярность и высокую безо­пасность полетов. При этом важно обеспечить такие условия, чтобы

21

Экономическая долговечность определяется рентабельностью ЛА, которая во многом зависит от платной нагрузки. При установленной по­летной массе она ограничена массой конструкции и топлива. Кроме того, рентабельность зависит от физической долговечности при интен­сивной повседневной эксплуатации, а также числа и периодов между ремонтами, плановых и внеплановых простоев на ТОиР и некоторых других факторов.

Моральная долговечность обусловлена особенностями протекания научно-технического прогресса в авиации. Действительно, с созданием новых композиционных материалов, совершенствованием технологии производства, совершенствованием расчетов на прочность и использо­ванием концепции «допустимой повреждаемости» конструкций возник ла возможность создания более легких конструкций ЛА, но отвечаю­щих возрастающим требованиям безотказности и эксплуатационной технологичности. Одновременно работа по созданию более мощных и экономичных двигателей обусловливает снижение расходов топлива и соответствующих затрат. Все это приводит к тому, что «устаревшая» конструкция ЛА заменяется новой, более совершенной. Моральная долговечность не поддается какому-либо расчету. Это чисто социоло­гическая концепция. Тем не менее при создании новых типов ЛА кон­структора приходится учитывать физическую, экономическую и мо­ральную долговечность.

1Л. ПОКАЗАТЕЛИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ

Долговечность ЛА ограничивается предельным состоянием, кото­рое наступает рано или поздно вследствие действующих нагрузок и факторов, ухудшающих его техническое состояние.

Предельное состояние оценивается по соответствующим признакам или критериям, которые устанавливаются главным конструктором и нормами летной годности. Для различных типов ЛА, двигателей, агре­гатов, устройств они могут быть различными и оговариваются в соот­ветствующей нормативно-технической документации (НТД). Требова­ния НТД являются обязательными и должны неукоснительно выпол­няться эксплуатирующими организациями. Для количественной оцен­ки долговечности используют понятия ресурса и срока службы. При этом ресурс измеряется в часах наработки, посадках, циклах, а срок службы - календарной продолжительностью эксплуатации объекта.

Применительно к ЛА, двигателям, агрегатам и изделиям приняты следующие виды ресурсов и сроков службы.

Гарантийный ресурс (срок службы) - наработка (календарное время), в течение которой предприятие-изготовитель несет ответствен­ность за техническое состояние объекта при условии выполнения инст­рукции по эксплуатации. В течение гарантийного ресурса возникаю­щие на объекте отказы и повреждения изготовитель устраняет своими силами и за свой счет.

22

Ресурс (срок службы) до первого m)k ремонта - наработка (календар­ное время) от начала эксплуатации до поступления объекта в первый ремонт.

гамма-

Рис. 2.1. Схема определения процентного ресурса

В процессе разработки объекта конструкторы стремятся обеспечить максимальное значение ресурса до первого ремонта, так как это свя­зано с эффективностью использова­ния объекта по назначению. При этом стараются также выполнить требования, чтобы ресурсы до ре­монта комплектующих изделий и агрегатов были соответственно не меньше ресурса до первого ремонта основного объекта (летательного аппарата, двигателя).

Межремонтный ресурс (срок службы) - наработка (календарное время) между двумя смежными ремонтами объекта. Межремонтные ре­сурсы устанавливаются на основе обобщения опыта эксплуатации и первого ремонта объекта. Их значения, как правило, меньше значе­ний до первого ремонта объекта. В лучшем случае они могут быть рав­ными.

Гамма-процентный ресурс (срок службы) - наработка (календар­ное время), в течение которой объект не достигнет предельного состоя­ния с заданной вероятностью у, выраженной в процентах. При задан­ном значении у мы имеем вполне определенное значение гамма-процент­ного ресурса Ту (рис. 2.1).

Назначенный ресурс (срок службы) - суммарная наработка (ка­лендарное время), при достижении которой применение объекта по на­значению должно быть прекращено.

Назначенные ресурсы но характеру обоснования различаются на расчетные, т. е. обоснованные соответствующими расчетами, и под­твержденные, т. е. обоснованные различными испытаниями. При эксп­луатации объекта руководствуются подтвержденными назначенными ресурсами.

Процесс подтверждения ресурса является ступенчатым, поэтап­ным. Поэтому действующий в тот или иной промежуток времени эксплуатации объекта назначенный ресурс носит название временного назначенного ресурса (срока службы).

Средний ресурс (срок службы) - математическое ожидание ресурса (срока службы) объекта эксплуатации. Этот показатель обычно исполь­зуют при обработке данных испытаний элементов конструкций и узлов до предельного состояния, обусловленного, например, усталостным разрушением, износом и т. д. Его также используют при обработке ста­тистических данных по отказам, возникающим в эксплуатации.

2.3. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И УВЕЛИЧЕНИЯ РЕСУРСА

Важнейшая проблема при определении ресурса - правильное (объ­ективное) выявление связи ресурса и надежности. Причем значение ресурса влияет на уровень отказов (рис. 2.2).

■ При любой системе установления ресурса должны быть обоснованы предельно допустимые значения наработки ответственных элементов, агрегатов и зон конструкции. Поэтому первоначальной основой для оценки ограничений величины ресурса является расчетная долговеч-

нос Для получения экспериментальных обоснований значений ресур­са проводятся различные виды наземных испытаний (статистические, усталостные, эквивалентные и т. д.).