Файл: Соломонов, П. А. Надежность планера самолета.pdf

Количественные характеристики эксплуатационной надежно­ сти самолетов при значениях X и р одного порядка можно полу­ чить, применяя закон полной вероятности сложного события.

Полная вероятность выполнения заданных функций равна сумме произведений вероятностей частных событий на вероят­ ность существующих гипотез

^Рем’

P ( t - /рем)— вероятность безотказной работы самолета за оставшееся от ремонта время t—/рем, достаточное для выполне­ ния заданных функций.

При этом предполагается, что существуют только два состо­ яния — рабочее и восстанавливаемое. Время простоя по другим причинам не учитывается.

Рассмотрим графическое изображение изменения вероятности безотказной работы самолетного парка.

На рис. 38 показаны кривые 1, 2, и 3, характеризующие из­ менение вероятностей безотказной работы самолета по износу

(1) и внезапным (2, 3) отказам в зависимости от наработки. Кривая 1 показывает изменение вероятности безотказной ра­

боты самолета из-за появления отказов, вызванных износом и старением до наработки, равной техническому ресурсу, когда вероятность отказов по износу незначительна qa(t)~\ .

75

Кривая 2 характеризует изменение вероятности безотказной работы самолета из-за внезапных отказов.

Такое изменение кривой характеризует изменение безотказ­ ности невосстанавливаемых технических устройств, т. е. отка­ завшие агрегаты, элементы, блоки не восстанавливаются и в дальнейшей эксплуатации не участвуют, а самолет, на котором установлен отказавший элемент, из дальнейшего наблюдения исключается.

Рис. 38. График изменения вероятностей безотказной работы самолетов при условии мгновенной замены отказавших агрегатов в процессе выполнения регла­ ментных работ

Кривая 3 характеризует изменение вероятности безотказной работы восстанавливаемых технических устройств. Изменение безотказности за время налета tHпоказано участками экспонен­ ты.

За время полета откажет определенное количество самоле­ тов, которое в процентном отношении будет равно длине каждо­ го из вертикальных участков б—в, г—д, е—ж и т. д.

Если все эти самолеты, отказавшие за время полета tn, бу­ дут восстановлены в период между полетами, то каждый после­ дующий (после восстановления) полет начнется при значении Рв(t), близком к единице. Таким образом, пилообразная кривая 3 является несколько идеализированной характеристикой без­ отказности восстанавливаемых технических устройств. Идеали­ зация состоит в том, что каждое восстановление отказавшего агрегата, элемента, блока происходит с помощью ремонта, регу­ лировки (а не заменой новыми), об этом свидетельствует поло­ жение точек в, д, ж... на кривой /, характеризующей необрати­ мое изменение безотказности по износу. При замене отка-

76

равных самолетов происходит во времени (не мгновенно) двумя существенно отличными способами. Первый способ восстановле­ ния (кривые б—в, е—ж. . . ) — это замена отказавших агрега­ тов, блоков, элементов новыми, хорошо приработанными, еще не бывшими в эксплуатации. Этот способ дает стопроцентное вос-

Рис. 39. График изменения вероятности безотказной работы самолетов при условии реальной замены от­ казавших агрегатов при выполнении регламентных работ

становление и в каждый последующий полет самолет выпуска­ ется с вероятностью P(f) = l. Второй способ — это восстановле­ ние ремонтом или регулировкой (кривые б—г, д—з...). В этом случае вероятность безотказной работы от восстановления к восстановлению снижается в результате необратимого процесса износа. Выпуск самолета в каждый последующий за восстанов­ лением полет происходит с вероятностью

Ри(0 = 1 — (0.

(2.87)

Однако представленные на рис. 38 и 39 графики изменения вероятности безотказной работы самолетного парка являются также идеализированными. Считается, что все отказавшие агре­ гаты, детали, элементы, бложи выявляются только при выполне­ нии различного рода осмотров и профилактических работ между полетами. Кроме этого, допускается, что при выполнении раз­ личного рода проверок при осмотрах и выполнении профилакти­ ческих работ обеспечивается 100%-ное выявление неисправных агрегатов, деталей, элементов и блоков.

77

2.4. Расчет надежности систем

Определение ожидаемой /надежности проектируемых систем производится расчетным методом. Расчеты надежности, как пра­ вило, производятся в процессе эскизного проектирования и опытного строительства. В процессе эскизного проектирования расчет надежности позволяет определить ориентировочное значение надежности проектируемых систем, выявить состав аг­ регатов и деталей систем, выбрать режимы их работы, наметить пути повышения надежности. На завершающем этапе проекти­ рования систем производятся подробные проверочные расчеты надежности с учетом влияния условий и режимов работы агре­ гатов. Расчет надежности на этом этапе позволяет установить сроки службы агрегатов и деталей, режимы их работы, уточнить расчет, выполненный в процессе эскизного проектирования, раз­

или эффективность его использования. При расчете определяет­ ся вероятность таких отказов, при которых возникает аварий­ ная ситуация в полете или которые вызывают утрату способности выполнять заданные функции. К таким системам и агрегатам относятся прежде всего силовая установка, система управления и гидросистема, топливная система, а также энерго­ система самолета. Обеспечение высокой надежности этих систем и агрегатов является одной из важнейших задач процессов про­ ектирования, постройки опытного образца, испытаний и серий­ ного производства. Расчет надежности, как правило, произво­ дится на время полета самолета.

Расчеты надежности необходимы также и при эксплуатации для уточнения сроков выполнения регламентных и профилакти­ ческих работ, инструкций по эксплуатации, определения нужно­ го количества запасных частей и агрегатов. Кроме того, в про­ цессе эксплуатации на основании статистических данных по не­ исправностям устанавливается истинная эксплуатационная на­ дежность самолета.

Надежность систем определяется прежде всего надежностью составных элементов, их количеством и структурой самой схе­ мы. К числу простейших структур относится одиночная система или последовательное соединение агрегатов и деталей (рис. 40). Последовательным соединением называется такое соединение, при котором система выходит из строя, если откажет хотя бы один агрегат или деталь. При этом понятие «соединение» в структурных схемах надежности отличается от аналогичного понятия в электрических схемах и отображает не фактическое

78

соединение, а лишь условную связь. Например, пробой одного из конденсаторов, параллельно включенных в работу, приводит к отказу всей группы конденсаторов. Поэтому при расчете на­ дежности в этом случае конденсаторы считаются включенными последовательно.

При расчете считается, что вероятность одновременного появ­ ления двух и более отказов очень мала и при расчете надежно­ сти ею можно пренебречь. Для расчетов необходимо знать ха­ рактеристики надежности каждого из агрегатов системы. Эти характеристики (например, вероятность безотказной работы) могут задаваться или находиться на основании обобщения опы-

Рис. 40. Схема последовательного соединения агрегатов

та эксплуатации аналогичных агрегатов, анализа неисправно­ стей (отказов) авиационной техники. При последовательном сое­ динении агрегатов и деталей (элементов схемы) вероятность безотказной работы системы Рс определяется как вероятность одновременного появления ряда событий, заключающихся в без­ отказной работе элементов Яг-, составляющих систему

бить их на отдельные функционирующие группы таким образом, чтобы связь отдельных групп была более слабой, чем связь аг­ регатов системы внутри группы. После расчета вероятности без­

79