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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.04.2024

Просмотров: 137

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

герметики. Если ставится вопрос о тренировке систем с равномер­ ными А-характеристиками вида рис., 1.11,6, то в этом случае придет­ ся тренировать каждый элемент отдельно, а не систему в целом.

Тренировка системы в целом, или возможно более крупных блоков ее, всегда выгоднее тренировки отдельных элементов, так как в первом случае происходит тренировка монтажа и регулировка системы (блока). Раздельную тренировку элементов следует применять лишь при очень равномерных

А-характеристиках.

По виду Л -характеристики мож­ но просто решить вопрос о целесо­ образности тренировки систем крат­ ковременного действия. Из рис. 1.12 видно, что при общем времени работы системы меньшем t\ приме-

Р и с.

1.11. Л-характеристики:

тренировки

систем

кратковременного

а -система

из однородных элементов; ^-‘-си­

стема из неоднородных элементов.

 

действия.

пять тренировку нерационально,

так как

значения

интенсивности

выхода из строя системы за время (0, /,) будут меньше соответствую­ щих значений Л 11) после тренировки, т. е. при t t(. При общем времени работы системы, большем /2, например, равном /з, следует применять тренировку, так как значения Л -характеристики за период времени (0, /3) будут больше значений Л (0 при t^> t.,, т. е. надеж­ ность системы в результате тренировки повысится.

С помощью А -характеристик просто и наглядно решается ряд эксплуатационных задач. Рассмотрим, например, вопрос о назначе­ нии или продлении технического ресурса различных устройств. Часто решение этого вопроса связано с большой ответственностью (напри­ мер, для реактивных двигателей). Ввиду отсутствия достаточно аргументированной методики назначения технического ресурса, иногда приходилось снимать с эксплуатации исправные агрегаты и системы, что связано с большими потерями материальных средств. А-характеристика является документом, указывающим или на целе­ сообразность продления ресурса, или, наоборот, па необходимость снятия с эксплуатации рассматриваемого агрегата или устройства, особенно если они выполняют ответственные задачи. Это можно показать на примере изображенных па рис. 1.13 трех А-характери-

23


стик. На всех трех графиках технический ресурс обозначен /0. Для устройства, имеющего изображенную на рис. 1.1о,о Л-характери­ стику, технический ресурс целесообразно продлить на период вре­

мени 1\. Волее того,

целесообразно поставить вопрос о том, чтобы

в течение времени

П проводить тренировку устройства, начиная

эксплуатацию с точки Л па кривой с тем, чтобы технический ресурс устропства составлял период /я. Для устройства, А -характеристика

которого

представлена на рис. 1.13,6, технический ресурс назначен

ЛЮ

 

 

правильно.

По выработке

тех-

 

 

 

пического

ресурса устройство

 

\

__________ /

нужно заменить новым. Устрой-

 

ство, А -характеристика

кото-

 

 

 

 

 

 

рого изображена на рис.

.13,е,

ла)

вопросу о назначе­

 

нии технического ресурса системы.

А -характеристика самолета.

после выработки

технического

ресурса tо необходимо тренировать

в течение периода

после чего это устройство можно вновь эксплуа­

тировать в течение периода

 

Суммируя А-характеристики различных агрегатов и устройств

какого-либо объекта, например

самолета, можно получить А-харак­

теристику этого объекта в целом, которой гораздо удобнее пользо­ ваться, чем графиком Р(1). Например, А-характеристикой комплекса устройств удобно пользоваться при планировании организационных

мероприятий. При А -характеристике самолета,

изображенной на

рис. 1.14,

для самолета,

налетавшего С часов, вероятность исправной

работы

в

течение

вылета продолжительностью-

А/

часов1 будет

Р 1 — е

'Д а для самолета, налетавшего А часов, вероятность исправ­

ной работы в течение

вылета той же продолжительности будет

P-2

 

По рис.

1.14

видно, что Рг Д> Рв Поэтому,

если необхо­

димо выделить самолет или группу самолетов для выполнения особо ответственного задания, то целесообразно назначать самолеты, нале­ тавшие П часов, а не 1\ часов, если другие данные их совпадают.

Приведенные выше примеры не исчерпывают возможностей исследования надежности элементов и систем по /.-характеристикам. Круг вопросов, столь просто решаемых с помощью /.-характеристик, может быть значительно расширен. Эти возможности будут поте­ ряны, если при обработке экспериментальных данных вычислять лишь среднюю интенсивность выхода из строя /.с ----- const. Поэтому всегда'нужно стремиться получать графики \ (t) или A (t).


§1.5. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ПРОЕКТИРУЕМЫХ СИСТЕМ

Впредыдущих параграфах было показано, что для назначения различных мероприятий по повышению надежности элементов и систем необходимо иметь графики Х(?) и Л (£). Однако возможны случаи, когда целесообразно еще более упростить расчет. В первую очередь это относится к расчетам надежности проектируемых систем. Ма различных стадиях проектирования нужно иметь возможность грубо приближенно оцепить, а главное сравнить, надежность вари­ антов системы. При этом в начальной стадии проектирования све­ дения о создаваемой системе недостаточны для использования гра­ фиков /~(t). Кроме того, па сегодняшней стадии развития статистиче­ ской теории надежности не всегда имеются X-характеристики всех

элементов и пет достаточно обоснованной методики пересчета /. -характеристик с одних условии применения на другие.

Исходя из вышеизложенных соображений, при приближенных расчетах надежности проектируемых систем будем предполагать, что интенсивности выхода из строя элементов постоянны и равны сред­ ним значениям Ху И) за срок службы системы I:

о

Так как в ходе проектирования системы перед конструктором возникают все новые задачи, то расчеты надежности на разных ста­ диях проектирования системы проводятся с различными целями. В настоящее время можно выделить три этапа расчета надежности системы:

1.

Прикидочный расчет надежности

блок-схемы системы.

2.

Расчет

надежности системы при

подборе типов элементов.

3.

Расчет надежности системы с учетом режимов работы эле­

ментов.

 

этапа расчета надежности проектируемой системы

Все три

в принципе одинаковы. Различаются они тем, что по мере создания системы учитывается все большее число факторов, влияющих на надежность. Рассмотрим содержание перечисленных этапов расчета.

1. Расчет надежности блок-схемы системы

Этот вид расчета производится при решении вопроса о принци­ пах устройства блоков системы. Обычно систему, предназначенную для решения какой-либо определенной задачи (например, вычисли­ тель воздушной стрельбы), можно создать различными путями. При выборе пути решения поставленной задачи нужно сравнить различ­ ные варианты системы по их характеристикам, в том числе и по надежности. В этот период проектирования сведении об устройстве системы мало, и поэтому расчет является весьма приближенным.

При расчете надежности варианта системы необходимо выпол­ нить следующие операции:


1) Определить число элементов каждого типа в рассматривае­ мом варианте системы. Так как принципиальной схемы системы еще пет, то это может быть сделано путем сравнения с аналогичными ранее разработанными устройствами. Отдельные узлы блок-схемы часто бывают стандартными с известным заранее числом элементов

каждого типа.

Если удается определить лишь общее ориентировочное число элементов блока Na, то для радиоэлектронной аппаратуры распреде­ ление их по типам можно приближенно произвести по табл. 1.5, составленной И. И. Морозовым 123].

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 1.5

Распределение

типовых элементов в радиоэлектронной аппаратуре

 

 

 

 

Процент среди деталей принципиальной схемы

Э л е м е н т

ы

радиолокационная

приемно-переда­

приемная

 

 

 

 

и радионавигаци­

ющая радио­

радиоаппара-

 

 

 

 

онная аппаратура

аппаратура

тура

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

Электровакуумные

при-

5,3

с .11,6

3,5 н - 6

3,6 - 4

7,3

боры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П о л у п р о в о д н и к о в ы е

0 — 14

0 -4- 4

0-4-2

приборы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конденсаторы

 

 

20

4 - 32

37 -4- 52

41 -4-61

Сопротивления

 

 

37-:-51

22 -4-31

16- 4

28

Трансформаторы и дрос-

3,2

-4- 14

4,2-4-12

0 4- 7,1

сели

 

 

 

 

 

 

 

8-4-22

Катушки индуктивности,

1,2 -4- 14

3,6 -4- 10

фильтры, линии за-

 

 

 

 

 

 

держ ;и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реле

 

 

 

0

т- 2,5

0 - 4

4,8

0

3,3

Сельсины,

электродвига-

0 4-2,7

0 -4- 1,6

0 -4 0,5

тели, преобразователи

 

 

 

 

0-4- 0,6

Измерительные

приборы

0

4- 2,3

0 - 4

1,4

Осветительные

и

инди­

0

-:-4

0

1,1

0 4-

0,5

каторные

лампы

 

 

 

 

 

 

 

Селеновые

и

купрокс-

0

2,7

0 -4-

0,8

0

1,2

ные выпрямители

 

0 -4-0,4

 

 

 

 

Кварцы

 

 

 

0-4-7

0 4- 2,8

Предохранители

 

 

0,2

-4- 4,8

0,3 -4-0,9

0,3 4 -

0,6

2) Разыскать в справочных материалах значения средней интенсивности выхода из строя элементов тех типов, которые пред­ полагают применять в системе.

В качестве примера в табл. 1.6 приведены опубликованные в американской печати некоторые данные о средних интенсивностях отказой различных элементов радиоэлектронной аппаратуры.

26


Т а б л и ц а 1.6

Средняя интенсивность отказов некоторых элементов (по данным иностранной печати)

 

 

 

Средняя интенсивность отказов

( —— ^

 

 

 

 

 

 

 

 

\час /

Э л е м е н т ы

по данным

ПО

 

 

для

аппаратуры

 

 

по данным

управляемых

 

 

 

фирмы

данным

 

 

 

 

[40]

 

снарядов

 

 

»Витро“ [41]

[33]

 

 

 

 

1

 

по данным [34]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электронакуумные

при­

5,7 Л О - 5

2 -10~ 5

 

3,4-10- 5

 

30,0-10-5

боры

 

 

 

 

 

 

 

 

Сопротивлении

 

 

0,31

0,05

 

0,0089

 

2,3

Конденсаторы

 

 

0,25

0,08

 

0,063

 

2,4

Реле

 

 

0,8

 

0,5

 

100,0

Трансформаторы

и дру­

0,34

0,5

 

0,4

 

6,4

гие индуктивности

 

 

 

 

 

 

 

Сельсины и электродви­

3,0

 

2,3

 

100,0

гатели

 

 

 

 

 

 

 

 

П о л у п р о в о д н и к о в ы е

1,0

 

0,45

 

32,0

диоды

 

 

 

 

 

 

 

 

Гнровертикаль

 

 

10,0

 

 

Из табл.

1.6

видно,

что значения Хср

одноименных элементов

могут значительно отличаться друг от друга. Здесь играет большую роль качество элемента и условия его применения, а также количе­ ство и качество информации об отказах. Поэтому целесообразно иметь справочные данные об элементах примерно одинаковой аппа­ ратуры, работающих в условиях, близких к ожидаемым для проекти­ руемой аппаратуры. Иначе говоря, здесь нужна, как и во всяком другом деле, преемственность.

3) По данным пунктов 1 и 2 нужно найти интенсивность выхода из строя варианта системы по формуле

/*=1

где г — число типов элементов; N[ — число элементов /-го типа;

ф — интенсивность выхода из строя элементов /-го типа.

Сравнение надежности вариантов системы можно производить по значениям Лср. При этом следует иметь в виду, что расчет являет­ ся весьма приближенным и поэтому суждение о недостаточной надежности «/-го» варианта системы можно высказать лишь в слу­ чае значительного превышения значения А,- для этого варианта над значениями Л других вариантов.

27