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
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