книги из ГПНТБ / Соломонов, П. А. Надежность планера самолета

—вероятность непроявления отказов с опасными последстви­ ями в межрегламентный срок W0п.п;

—трудозатраты на профилактическое обслуживание системы (элемента) 7Y0 за какой-либо период времени, представляющие

собой сумму трудозатрат на устранение незапланированных не­

WM.cp(x), Тт.о(х), Wоп.п(х), где х—межрегламентный срок, опре­ деляется влияние изменения периодичности профилактических работ на поведение этих функций.

На рис. 68 приведен график изменения характеристик на­ дежности и трудозатрат в зависимости от текущей периодично­ сти регламентных работ. Значения W^.av{x), характеризующие надежность, с увеличением сроков между регламентными рабо­ тами уменьшаются, т. е. надежность снижается. Это связано с тем, что, если реже делать регламентные работы, в меньшей сте­ пени будет предупреждаться проявление развивающихся неисп­ равностей, меньше будут устраняться накопившиеся, но еще не проявившие себя отказы. Все это в конечном итоге вызывает

170

увеличение неисправностей, внезапно проявляющихся в межрег­ ламентный срок. Вероятность проявления неисправностей с уве­ личением х будет увеличиваться. Но если с увеличением сроков профилактик будет возрастать количество неисправностей, про­ явившихся в межрегламентный срок, то это, естественно, приве­ дет к увеличению отказов с опасными последствиями, т. е., если возрастет количество неисправностей, внезапно проявившихся перед полетом и в полете, неминуемо возрастает количество за­ держек вылетов, невыполнений полетных заданий и т. п. Все это приводит к снижению значений Won.n(x) и эффективности ис­ пользования самолета.

Рассмотрим кривую Тг,0(х), показывающую, как изменяются трудозатраты на техническое обслуживание системы (элемента) за один час налета. Ее первоначальное падение при увеличении х объясняется тем, что удельные трудозатраты на выполнение регламентных работ обратно пропорциональны х. Рост кривой после точки минимума соответствует увеличению количества не­ исправностей, проявившихся в межрегламентный срок, а следо­ вательно, и увеличению трудозатрат на их устранение. Умень­ шение сроков выполнения регламентных работ снижает удель­ ные трудозатраты, расходуемые на устранение неисправностей, проявляющихся в межрегламентный срок, но приводит к увели­

Тустр где Тустр — затраты на устранение одной неисправности. За оптимальную периодичность работ предлагается принять периодичность, соответствующую минимуму удельных трудозат­

Won.n(x). Во всех случаях вероятность безотказной работы сис­ тем (элементов) в межрегламентные сроки как с учетом, так и без учета степени опасности появления неисправностей не долж­ на быть ниже заданных значений.

Таким образом, общая формула для выбора оптимального межрегламентного срока х соответствует условию

работ, установленным для самолета рассматриваемого типа. Время выполнения регламентных работ по отказам, возник­

шим из-за износа, легче определить при наличии статистических данных из эксплуатирующих организаций и экспоненциальном законе распределения отказов. Процесс развития отказа можно представить следующим образом. Сначала в эксплуатации

171

момент, когда возник дефект, но не наступил отказ, т. е. в интер­ вале времени т—Т (рис. 69). Так как на техническое устройство при работе воздействует большое количество не поддающихся точному учету факторов, то время т—Т является случайным. Поэтому к моменту выполнения регламентных работ техническое

симальна вероятность Р{Н, О).

Найдем вероятность того, что неисправность возникнет в мо­

при ^ = 0 eXa_Xl= 1, e(Xz Xl)<= l ,

поэтому PHlo (0 =0.

172

4. 6. Методы сбора, обработки и анализа статистической информации о надежности самолетов

Сведения о количестве и характере неисправностей авиацион­ ной техники в реальных условиях эксплуатации, получаемые по всему парку самолетов, имеют исключительную ценность и их всесторонний анализ, изучение и использование являются одной из первостепенных задач инженерно-технического состава, экс­ плуатирующего технику, и конструкторов. Сбор, учет, обработка и анализ сведений об отказах и дефектах должны вестись инже­ нерно-техническим составом эксплуатирующих организаций, на заводах промышленности, в ремонтных органах, местах хране­ ния авиационной техники. Эта трудоемкая и сложная работа проводится для разработки эффективных мероприятий по повы­ шению эксплуатационной надежности авиационной техники, оп­ ределению ее технического ресурса и совершенствованию мето­ дов технической эксплуатации и организации работы инженер­ но-технического состава.

173

В результате сбора, обработки и анализа этих сведений дол­ жны решаться следующие задачи:

—определяться основные направления экспериментальных и теоретических исследований по повышению надежности;

—оцениваться эксплуатационная надежность существующих

ипоступающих на эксплуатацию самолетов;

—выявляться наиболее ненадежные узлы и детали, конст­

руктивные и производственные недостатки;

—устанавливаться закономерности изменения эксплуатацион­ ной надежности самолетов в зависимости от наработки (налета, количества взлето-посадок и т. д.) и времени хранения, опреде­ ляться необходимые данные для установления их технического ресурса;

—разрабатываться мероприятия по повышению эксплуатаци­ онной надежности существующих и поступающих в эксплуата­ цию самолетов силами промышленности, ремонтных органов и инженерно-технического состава эксплуатирующих организаций;

—разрабатываться научно обоснованные требования по экс­ плуатационной надежности к вновь проектируемым самолетам,

атакже требования к испытаниям техники для определения и обеспечения необходимого уровня надежности;

—оцениваться работа ремонтных предприятий и разраба­ тываться мероприятия по повышению качества ремонта само­ летов;

—выявляться недостатки в организации технической эксплу­ атации самолетов, влияющие на эксплуатационную надежность, разрабатываться рекомендации по устранению этих недостат­ ков;

—разрабатываться дополнения и изменения к действующей технической документации по эксплуатации и ремонту;

—разрабатываться нормы расхода и снабжения эксплуати­ рующих организаций оборотным фондом агрегатов, запасных частей и расходных материалов.

Правильно организованный систематический учет и анализ отказов и дефектов, обнаруженных при эксплуатации отремон­ тированной авиационной техники, в значительной степени способ­ ствуют повышению качества ее ремонта, эксплуатационной на­ дежности и долговечности, а также совершенствованию методов и технологии ремонта, технологического оборудования, органи­ зационных форм ремонтных предприятий. Учет и анализ отка­ зов и неисправностей позволяют оценивать эффективность средств и методов контроля за состоянием авиационной техники в процессе эксплуатации, эффективность регламентных и профи­ лактических работ, внедрять более совершенные методы и сред­ ства технического контроля.

Сбор, обработка и анализ неисправностей техники служат на всех этапах конструирования, производства, эксплуатации и ремонта средством обеспечения конструкторов, производственни­

174

ков, эксплуатационников и ремонтников необходимой и досто­ верной информацией для успешного решения вопросов надеж­ ности, технического ресурса и эксплуатации авиационной техни­ ки. Несмотря на то, что большая часть сведений об отказах и неисправностях может быть хорошо известна производственни­ кам, конструкторам и эксплуатационникам, сведения эти пред­ ставляют собой ценный источник знания проблем надежности, конструктивных особенностей настоящих систем и изделий, а также будущих, в которых могут быть использованы те же са­ мые или подобные агрегаты и детали при подобных или совер­ шенно других условиях работы.

Сбор, количественный и качественный анализы надежности самолетов являются одним из важных средств повышения их надежности и обеспечения безопасности полетов.

Качественный анализ надежности осуществляется на основе результатов общих наблюдений и изучении функционирования агрегатов и систем самолетов в периоды их испытаний и массо­ вой эксплуатации. Количественный анализ надежности предпо­ лагает, в первую очередь, проведение специальных расчетов, на основе которых, в частности, оцениваются и корректируются ко­ личественные показатели схемной надежности разрабатываемых изделий на этапе проектирования. Этот вид анализа основыва­ ется также на количественных значениях параметров эксплуата­ ционной надежности, определяемых по результатам испытаний, массовой эксплуатации и ремонта изделий. Информация, необ­ ходимая для проведения анализа надежности, может носить как чисто статистический, так и инженерно-физический характер.

Рассмотрим, как производится сбор и обработка сведений о неисправностях авиационной и ракетной техники в США и Анг­ лии (рис. 70).

Сбор информации об отказах и неисправностях производится в организациях (фирмах), занимающихся изготовлением техни­ ки, а также организациях эксплуатирующих или хранящих ее [26]. На каждую неисправность (отказ, дефект), которая выяв­ лена в процессе эксплуатации или испытаний авиационной и ра­ кетной техники, составляется карточка. В тех случаях, когда не­ исправность изделия явилась следствием выхода из строя не­ скольких агрегатов (деталей, элементов) и каждый агрегат вышел из строя независимо от другого, на каждый агрегат заполняются отдельные карточки. Однако, когда несколько агре­ гатов (деталей) выходят из строя вследствие отказа одного из них, заполняется только одна карточка па агрегат (деталь), явившийся причиной выхода из строя других агрегатов. В том случае, когда неисправность изделия (агрегата) возникла вслед­ ствие разрегулировки и восстановление работоспособности было достигнуто без замены и ремонта агрегатов и деталей, также за­ полняется карточка. В карточке указывается, какие агрегаты, детали и узлы подвергались регулировке. Карточка составляет­

175

ся в одном экземпляре, далее делается несколько копий или репродукций. Необходимые сведения заносятся в отдельные гра­ фы карточки в виде условных обозначений (шифров) или в виде записи. В карточке указывается серийный номер изделия, номер отказавшего агрегата и дата его изготовления.

HeofrxoduMbie мероприятия

Рис. 70. Схема организации сбора и обработки сведений о неис­ правностях в США и Англии

Эксплуатационная надежность отдельных изделий (систем, агрегатов и т. д.) зависит от особенностей, условий эксплуата­ ции и времени года. Поэтому в карточке указывается место ба­ зирования эксплуатирующей организации и месяц, в котором была выявлена неисправность. Для установления зависимости надежности от наработки (налета, количества посадок и др.) из­ делия и календарного времени эксплуатации в карточке указы­ вается наработка изделия и дата его выпуска заводом-изгото- вителем. Если карточки заполняются на отдельные агрегаты самолета, то в ней указывается налет самолета с момента уста­ новки на него этих агрегатов. Если неисправность возникла на двигателе или изделиях приборного и радиотехнического обору-

176

давания, то в карточке указываются все данные по этим издели­ ям. Этими данными являются налет и количество посадок самолета, количество циклов срабатывания агрегата, режимы работы, наработка на различных режимах и другие параметры, которые храктеризуют их эксплуатацию. При заполнении карто­ чек отказов на авиационную технику, которая подвергалась ре­ монту, указывается ее наработка с начала эксплуатации и после последнего ремонта. При этом указываются все производившие­ ся ремонты и их даты.

Карточки неисправностей являются основным документом, на основании которого не только фиксируется состояние эксплуата­ ционной надежности самолетов. На основании анализа матери­ алов по отказам (и неисправностям) авиационной техники раз­ рабатываются мероприятия для эксплуатирующих организаций по предупреждению неисправностей, рекомендации по методам их обнаружения. В связи с этим в карточке указывают характер неисправностей: поломки, трещины, вмятины, коробления, раз­ рушения, заклинивания, износы, деформации, короткие замыка­ ния, разрегулировки и признаки неисправности узла, агрегата, изделия, а также обстоятельства и условия, при которых воз­ никли эти неисправности. При необходимости к карточке при­ кладываются схемы, чертежи, фотографии или делаётся ссылка на соответствующие описания и другую техническую документа­ цию.

Для обеспечения эффективного анализа надежности самоле­ тов п разработки мероприятий по дальнейшему улучшению пока­ зателей надежности необходимо, чтобы соответствующие инфор­ мационные данные отвечали требованиям достоверности, пра­ вильности и четкости занесения необходимых данных в карточки неисправности и другие учетные документы, а также достаточной полноты данных и регулярности их сбора. При анализе неисп­ равностей очень важно знать, при каких условиях они выявле­ ны. Это необходимо для анализа эффективности мероприятий, проводимых инженерно-техническим составом эксплуатирующих организаций в процессе эксплуатации с целью своевременного выявления и предупреждения отказов. Поэтому в карточке ука­ зывается, когда была выявлена неисправность (отказ): при вы­ полнении осмотров, регламентных и профилактических работ, в полете, при хранении, при стендовых испытаниях и т. д. Неисп­ равность считается возникшей в полете, если она выявлена в пе­ риод времени от момента взлета самолета до окончания пробега после посадки. Если на месте выявления отказа (неисправности) установлены его причины, то они указываются в карточке. Кро­ ме того, указывается (если это известно) метод устранения отка­ за (неисправности), а также трудозатраты в человеко-часах, не­ обходимые для его выявления и устранения. При обнаружении неисправностей в процессе серийного производства, испытаний составляется один экземпляр карточки и три экземпляра копий.

177

ры выбранного теоретического закона распределения, т. е. пара­

При необходимости сравнивают эмпирический закон распре­ деления (характеристики /*(/) с выбранным теоретическим рас­ пределением при помощи одного из критериев согласия. В тсаче-

Рис. 71, График изменения среднего времени безотказной работы:

/—планера маневренного самолета; 2—систем маневренного само­ лета

стве такого критерия можно принять наиболее распространен­ ный критерий, определяемый из выражения

Полученный таким образом статистический материал исполь­ зуется для решения целого ряда практических и теоретических задач, направленных на обеспечение высокой эксплуатационной надежности авиационной техники. На основании этого матери­ ала определяются количественные характеристики надежности, вероятность безотказной работы, интенсивность отказов, частота отказов, среднее время безотказной работы и т. д. и строятся не­ обходимые графики- (рис. 71 и 72). Для этого, кроме статистики по неисправностям, необходимо иметь статистические данные по наработке анализируемых изделий. В том случае, если статисти­ ческие данные получены при ограниченной наработке изделий, для получения приближенных значений частоты или интенсивно­ сти можно пользоваться экстраполяцией.

179