Файл: Дружинин Г.В. Надежность электрических схем авиационных систем.pdf

ных лимитирующих факторов (вес, объем, стоимость и пр.) равно­ ценными являются два способа повышения надежности системы:

а) применение резервирования при определенных к, m,fi, кото­ рым соответствует функция резервирования R(Qо), и

б) изготовление системы из специально подобранных высоко­ надежных деталей, что должно уменьшить вероятность выхода из

можно найти время Т работы системы, при котором оба способа повышения надежности равноценны. Если потребный срок службы системы t <С Т, то резервирование эффективнее использования спе­ циальных высоконадежных деталей. Если потребный срок службы

tТ, то выгоднее идти по пути подбора специальных деталей. Совместное решение уравнений удобно производить графически.

Сэтой целью на одном графике строятся -кривые Q\(t) и R(t). Точка пересечения этих кривых дает значение Т, с которым сравни­ вается потребный срок службы системы. На рис. 3.13 приведен при­

об эффективности и целесообразности применения резервных схем. В живой природе резервирование сочетается с постоянным обновлением тканей. Старые клетки отмирают, новые нарождаются. Продолжительность работы (жизни) каждой отдельной клетки неве­ лика. Это способствует повышению эффективности резервирования

96

клеток, нервов и целых органов и объясняет широкое распростране­ ние резервирования в живых организмах.

Читатель, вероятно, обратил уже внимание па то, что при рас­ смотрении вопросов активного резервирования не применялись законы распределения. Это делалось для того, чтобы выявить общие свойства и особенности резервированных систем, не зависящие от вида законов распределения времени исправной работы основной системы и переключателя. Полученные путем применения правил (3.1) — (3.2) формулы можно, при необходимости, выразить через законы распределения времени исправной работы основных и резервных цепей и цепей переключателя. Пусть, например, имеется

— цепи переключателя, влияющие на надежность основной системы,

- f \u « dt

Л и = е

цепи переключателя, влияющие на надежность резервной системы.

Рп 2'

Требуется найти интенсивность выхода из строя всей резервирован­ ной системы Лс (t).

Математической модели (рис. 3.14) соответствует соотношение

Из уравнения (3.21) можно определить Ас(/). Например, если поло­ жить:

К 1 (t) — К 2 (0 = К = const

и

А01 (t) = Л0, (t) = A0 = const,

то

Формула (3.22) показывает, что даже при постоянных интенсивно­ стях выхода из строя основных и резервных цепей и цепей переклю­ чателя интенсивность выхода из строя резервированной системы является возрастающей функцией времени работы системы.

Задаваясь различными теоретическими законами распределения различных цепей резервированных систем, можно написать соответ­ ствующие формулы. Читатель может проделать это самостоятельно или воспользоваться имеющимися в литературе статьями [31], где подобные формулы выводятся.

§ 3.4. ПАССИВНОЕ РЕЗЕРВИРОВАНИЕ

Принципиальная схема системы с пассивным резервированием составляется таким образом, чтобы влияние отказа элемента на работоспособность схемы было минимальным. Иногда это удается осуществить путем параллельного подключения к основной системе одного или нескольких резервных систем или блоков. Эти блоки или системы соединяются параллельно так, чтобы отказавшие блоки (цепи, системы) не влияли на остальную схему. Для этого вводятся ограничивающие сопротивления, раздельные обмотки трансформа­ торов, специальные схемы и цепи обратной связи и т. п. Например, иногда могут быть соединены параллельно два электронных усили­ теля с достаточным диапазоном автоматической регулировки усиле­ ния. Такое построение резервированной системы всегда является желательным не только из-за своей простоты и экономичности. Ввиду отсутствия переключающих устройств со сложными индикаторами отказа достигается больший выигрыш в . надежности. Кроме того, появление отказа не вызывает нарушения работы схемы на время ее перестроения.

Так как в рассматриваемом случае резервирование состоит

впараллельном соединении блоков, то блок-схема системы совпадает

сее математической моделью. В соответствии с правилами (3.1) и (3.2), функция резервирования системы с общим резервированием (рис. 3.15,а) в этом случае будет

98

Для простоты рассуждений будем считать, что основные и резервные цепи можно разбить па одинаковое число участков резер­ вирования с равной надежностью. Тогда

Функция резервирования системы с раздельным резервированием (рис. 3.15,6) в рассматриваемом случае:

у

Для систем кратковременного действия, у которых Qo «=« Mq <С 1, правые части формул (3.26), (3.27) можно разложить в ряды по степеням q и, пренебрегая членами с q в степени выше первой, написать:

На основании формул (3.28) и (3.29) можно заключить, что в рас­ сматриваемом случае раздельное резервирование систем кратковре­ менного действия всегда выгоднее общего. Применение раздельного резервирования взамен общего в системах кратковременного дей­ ствия дает выигрыш в надежности

Яразд

При любом времени работы резервированной системы раесмат-