Вешкурцев- Бычков АСКиД РЭС

ВВЕДЕНИЕ Современные радиоэлектронные системы (РЭС) являются неотъемлемой

частью жизнедеятельности общества. Поэтому в настоящее время к РЭС

предъявляются достаточно высокие требования по надежности и качественному их функционированию. Достижение качественного функционирования РЭС

невозможно без использования средств технической поддержки их исправного состояния, т.е. средств контроля, составной частью которых является контрольно- диагностическое обеспечение (КДО).

Для эффективного использования РЭС в процессе эксплуатации необходимо предусматривать контрольно-диагностическое обеспечение на самых ранних этапах их жизненного цикла (разработка технического задания, проектирование, производство, транспортировка и хранение). Недооценка вопросов КДО как отдельных частей радиоэлектронной системы, так и ее в целом, как правило, приводит к неоправданным эксплуатационным расходам, превышающим иногда на порядок стоимость самих РЭС.

Средства контроля и диагностики могут реализовываться на базе

средств контроля является достаточно хорошо проработанная математическая модель изделия, как объекта диагностики, которая значительно отличается по сложности от традиционного построения модели РЭС.

Учитывая высокую значимость и сложность современных РЭС, важно знать не только их настоящее техническое состояние, но и иметь представление о возможных состояниях РЭС на несколько шагов в будущее, т.е. уметь прогнозировать. В процессе диагностирования состояний РЭС накапливается контрольно-диагностическая информация, анализ которой по специальным алгоритмам, основанным на прогнозирующих математических моделях, позволяет предсказывать возможные технические состояния. Прогнозирование

поведения РЭС дает возможность предотвратить нежелательные ее состояния и тем самым снизить до минимума возможный экономический ущерб для потребителя, использующего это изделие.

Оценка эффективности использования выбранных методов контроля и диагностики в РЭС определяется техническими показателями, которые в

конечном счете дают представление о целесообразности использования системы контроля и диагностики (СКД). Такими основными показателями для СКД являются: глубина поиска дефекта, коэффициент полноты контроля, безотказность работы РЭС, безотказность работы СКД, достоверности функционирования РЭС и СКД и др.

3

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

1. ЭКСПЛУАТАЦИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ

1.1.Жизненный цикл изделия радиоэлектроники

иего характеристики

Поддержание радиоэлектронных систем (РЭС) в работоспособном состоянии требует огромных затрат. Существенная экономия средств может быть достигнута за счет правильной организации технического обслуживания (ТО) и ремонта (Р) РЭС на этапе эксплуатации [ 1 ].

Современные РЭС являются сложными изделиями и им присущи такие признаки, как

1)целостность;

2)наличие системно образующего параметра;

3)структурность;

4)связь с внешней средой, в качестве которой может выступать система более высокого уровня;

5)взаимосвязь элементов, составляющих подсистемы;

6)наличие управляющих и исполнительных органов;

7)наличие замкнутой цепи взаимодействия подсистем;

8)использование в целях управления информации и возможность изменения состояния системы;

9)высокая степень значимости (вес) РЭС в социальной сфере жизнедеятельности современного общества.

Всвязи с вышеизложенным РЭС являются объектами управления (ОУ) с

неотъемлемой частью управляющих органов и набором перечисленных признаков и поэтому могут быть отнесены к классу кибернетических систем.

Эффективная (правильная ) организация технической эксплуатации (ТЭ) РЭС

является одним из основных этапов их жизненного цикла (ЖЦ) (рис.1.1). 1. Исследование и проектирование РЭС. Здесь осуществляются

исследование и обработка замысла, формирование уровня качества, разработка рабочей документации, изготовление и испытание опытного образца, разработка рабочей конструкторской документации, обращение и эксплуатация изделия.

2. Изготовление изделий. Сюда входят технологическая подготовка про- изводства, становление производства, подготовка изделий к транспортированию и хранению.

3.Обращение изделий. На этом этапе организуется максимальное сохранение качества готовой продукции в период транспортирования и хранения.

4.Эксплуатация включает целевое использование изделия, в соответствии с назначением; техническое обслуживание (ТО) и профилактическое восстановление, включающее ремонт и восстановление после отказа.

4

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

Исследование и проектирование

ро ва-

ние

ФИ ТО Р

Утилизация

Рис.1.1. Этапы жизненного цикла системы: ТЗ-

техническоеТЗ- техническоезаданиезадание; ФИ; ФИ-функциональное-функциональноеиспользиспользованиевание; ТО; - техническоеТО -т хнич скоеобслуживанобслуживаниее; Р- ремонт; Р- ремонт.

Техническая эксплуатация - основной этап жизненного цикла системы, на котором реализуется (функциональное пользование), поддерживается и восстанавливается (техническое обслуживание и ремонт) его качество.

Чтобы управлять процессом эксплуатации, необходимо предвидеть возможные состояния системы в будущем. Поэтому основной задачей теории

эксплуатации являются прогнозирование состояния сложных систем и выработка обоснованных рекомендаций по его применению.

Техническое обслуживание - комплекс операций по поддержанию работоспособности (исправности) РЭС при ее использовании по назначению, хранении и транспортировании. В процессе ТО определяется фактическое и прогнозируемое состояния РЭС, а в случае необходимости выполняются поиск дефектных подсистем и локализация типовых элементов замены (ТЭЗ), производятся восстановительные и настроечно-регулировочные работы.

Составляющие времени простоя и технического обслуживания приведены на рис.1.2. Интенсивность отказов в период технической эксплуатации системы неравномерна и имеет три характерные области (1.3).

5

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

Тпростоя

t

Рис.1.2. Составляющие времени простоя и технического обслуживания системы: tобнар.- время обнаружения неисправности; tож- время ожидания на проверку; tож2 - время ожидания на включение в нормальное функционирование

λ

Рис.1.3. График интенсивности отказов изделия в период эксплуатации:

I, III- периоды приработки и старения изделия соответственно; II – нормальная эксплуатация

6

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

1.2. Параметры функционального использования изделия, технические параметры РЭС и их взаимосвязь

Совокупность параметров П(п) РЭС условно подразделяется на четыре группы.

1.Параметры функционального использования (ПФИ) .

2.Технические параметры (ТП) .

3.Параметры технической эксплуатации (ПТЭ).

4.Системные параметры (СП) .

Параметры функционального использования характеризуют РЭС с точки зрения ее потребительской сущности. Технические параметры РЭС определяются инженерными решениями, реализуемыми на стадиях исследования, проектирования и изготовления. Количественные значения ТП влияют на ПФИ на стадии эксплуатации.

ПТЭ характеризуют РЭС как объект технической эксплуатации и как объект ТО и ремонта , под которым понимают изделие техники, обладающее потребностью в выполнении определенных операций ТО, ремонта и приспособленностью к выполнению этих операций.

СП характеризуют РЭС как большую техническую систему, состоящих из отдельных радиоэлектронных устройств (РЭУ), связей, имеющих общую целевую функцию, а также сложную структуру и другие системные характеристики.

Основными ПФИ для радиотехнических систем являются:

- рабочая область действия РЭС, ограниченная минимальной и максимальной дальностью действия (Дmin – Дmax); минимальным и максимальным значением азимута (αmin – αmax); минимальным и максимальным значением угла места (βmin –

βmax) или высоты (hmin – hmax);

- количество измеряемых координат и точность их измерения, определяемая величиной ошибки (количественной мерой обычно выбирается среднеквадратичная погрешность измерения величины А – σА);

-оперативность, определяемая временем, затрачиваемым на обработку результатов измерений и представление информации;

-пропускная способность (для РЭС, работающей по принципу «запрос-ответ»)

определяется числом одновременно обслуживаемых движущихся целей в течение определенного временного интервала с заданной точностью;

-разрешающая способность РЭС как радиотехнической системы;

-тип оконечного устройства и системы;

-безопасность и эффективность;

-масса, габариты и потребляемая мощность.

К основным техническим параметрам радиотехнической системы относятся:

-диапазон радиоволн (λmin – λmax);

-способ модуляции сигнала и его параметры;

-метод излучения и направленность излучения – G(α,β,γ);

-импульсная и средняя мощность передатчика (Ри, Рс р);

7

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

1.3. Условия работы РЭС и деградационные процессы в ней

Современные РЭС работают в сложных, постоянно изменяющихся условиях, а

в процессе изготовления и особенно при эксплуатации они подвергаются воздействию различных внешних факторов, результатом которых являются деградационные процессы в них, ухудшающие параметры системы и приводящие к отказу аппаратуры.

Под воздействием внешних факторов и внутренних процессов деградация меняет техническое состояние РЭС. По совокупности присутствия отрицательные воздействия можно условно разделить на следующие группы.

1.Климатические (температура, давление, влажность, солнечная активность).

2.Механические (удары, вибрации, ускорения, звуковые давления).

3.Электростатические (электрическое поле, разряд).

4.Непреднамеренные электрические помехи (НЭМП).

5.Субъективные (ошибки технического персонала).

Врезультате этих воздействий в РЭС возникают неисправности или дефекты, которые подразделяются :

- на явные, для выявления которых в нормативной документации предусмотрены соответствующие правила, методы, технические средства;

- скрытые, которые проявляются периодически и требуют длительного срока наблюдения;

- значительные, влияющие на эффективность использования изделия; - критические, при наличии которых происходит отказ или возникает

предотказное состояние изделия; - устранимые (устранение которых технически возможно и экономически

целесообразно); - однократные и многократные.

Изменение температуры окружающей среды влияет на параметры элементов РЭС следующим образом:

- снижается коэффициент усиления транзисторов; - увеличиваются обратные токи полупроводниковых приборов;

- изменяется емкость конденсаторов из-за изменения величины проводимости; - снижается электрическая прочность материалов; - растут сопротивления металлических резисторов и потери на перемаг-

ничивание сердечников и т.д.

Под воздействием деградационных процессов изменяются коэффициент шума приемника, его чувствительность и дальность действия, например, радиолокационной станции (РЛС).

Действующие на систему деградационные процессы переводят РЭС в состояние, в котором она, как изделие техники испытывает потребность в техническом обслуживании (ТО). Техническое обслуживание с физической точки

зрения является процессом предупреждения или устранения результатов

9

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com