12.6.Изменение надёжности летательного аппарата при его отработке в составе организационно-технической системы

В процессе создания ЛА можно выделить этапы проектирования, наземных автономных испытаний (НАИ) или стендовой отработки (СО), наземных комплексных испытаний (НКИ) и летно-конструкторских испытаний (ЛКИ) или летной отработки (ЛО), на которых контроль (проявление) надежности осуществляется в различных условиях. Между этими этапами происходит смена объектов испытаний, (отдельные агрегаты, комплекс агрегатов, ЛА в целом) как это следует из рис.1.1. Надежность ЛА, проявляемая им в процессе создания и эксплуатации, может быть представлена сложной функцией P(t) (рис. 12.3). На рисунке показаны периоды: проектирования (t₀,t₁); НАИ (t₁,t₃), включающий конструкторско-доводочные испытания (КДИ) (t₁,t₂); зачетные испытания (t₂,t₃); НКИ (t₃,t₄); ЛКИ (t₄,t₅) и летные зачетные испытания (t₅,t₆); испытания установочной партии серийного производства (t₆,t₇), эксплуатации в течение гарантийного срокаT_Г(t₇,t₈).

Падение функции P(t) при переходе от проектной надежностиP_Пк начальному значениюP_С0 в условиях стендовых испытаний стендовой отработки вызвано изменением объектов и условий испытаний. При отработке первых опытных образцов агрегатов и систем ЛА, как правило, не подтверждается высокая проектная надежностьP_П, обычно совпадающая с требуемойP_ТР, поэтому скачок функции надежности в моментt₁ достаточно большой. В результате внесения доработок и устранения причин отказов надежность каждого агрегата и системы, а следовательно и ЛА в целом, повышается до величиныP_С. При переходе к НКИ за счет утяжеления режимов работы и возникновения дополнительных источников отказов при совместном действии автономно отработанных агрегатов надежность ЛА уменьшается до величиныP_k0. Затем при проведении доработок надежность возрастает до величиныP_K, с которой объект поступает на летные испытания. Переход к летным испытаниям опытных образцов ЛА сопровождается снижением функции надежности до значенияP_Л0. В процессе дальнейших доработок конструкции изделия надежность в летных условияхP_Лрастет. Аналогичный скачок надежностиPимеет место и при начале испытаний образцов установочных партий, так как при этом технологию опытного производства заменяют новой технологией серийного производства. В процессе эксплуатации ЛА его надежностьP_Э падает из-за старения и износа элементов.

Анализ представленной на рисунке качественной картины изменения надежности позволяет сделать ряд практических выводов. Так, если выполняется условие P_П=P_с0, то процесс стендовой отработки агрегатов и систем ЛА с точки зрения обеспечения надежности оказывается излишним, так как в этом случае при проектировании полностью учитывают и исключают причины отказов, связанные с конструктивными и технологическими просчетами, а следовательно, можно сразу же проводить НКИ. К сожалению, несовершенство моделей, как аналитических, так и физических, с которыми имеют дело проектанты, а также слабое отражение в этих моделях особенностей технологии производства приводят обычно к большому падению функции надежности в моментt₁.

Аналогично, при P_С=P_k0можно полагать, что НКИ не дают новой информации о надежности ЛА. Это может быть вызвано неудачным выбором режимов комплексных испытаний, а также отсутствием дополнительных источников отказов за счет взаимодействия отдельно отработанных агрегатов ЛА. Если бы удалось получитьP_K=P_Л0то, с точки зрения обеспечения надежности ЛА, можно было бы отказаться от летных испытаний. Такой путь представляется основным при создании дорогостоящих тяжелых ракетоносителей космических аппаратов. Наконец, приP_Л=P₀нет необходимости в организации испытаний ЛА установочной партии.

Таким образом, скачки функции надежности характеризуют степень несоответствия объектов и режимов испытаний, а также качество отработки ЛА на предыдущих этапах. Рост надежности в ходе однотипных испытаний отражает эффективность усилий персонала, ведущего отработку ЛА.

Анализ характера изменения надёжности позволяет сделать один важный практический вывод. Так, для обеспечения требуемого обеспечения надёжности P_ТРна каждом из этапов необходимо уметь пересчитывать полученные показатели надёжности на другие условия и объекты испытания. Обычно принимается, что интенсивность отказов электронной аппаратуры в полёте в тысячу раз больше, чем при лабораторных испытаниях, а при режиме хранения – в тысячу раз меньше, чем во время работы. Кроме того, для контроля качества отработки и полноты выполнения требования ТТЗ необходимо получить аналитическую модель изменения надёжности, как отдельных элементов, так и ЛА (опытного комплекса) на всех этапах создания и эксплуатации (см. пп.12.1.-12.3). Эти модели, описывающие рост надёжности ЛА необходимы для прогнозирования изменения надёжности, управления процессом создания и эксплуатации ЛА, оценки роста надёжности по результатам отработки.